Способ выщелачивания руд и концентратов с использованием микроорганизмов Советский патент 1982 года по МПК C22B3/00 

(54) СПОСОБ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ РУД И КОНЦЕНТРАТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МИКРООРГАНИЗМОВ

1

Изобретение относится к гиаромета№лургии, в частности к выщелачиваншо руд и концентратов с помощью мккро организмов, т. е. бактериальному выщелачивашпо.

Известны способы выщелачивания руд и концентратов с испсшьзованием микро-, организмов, которые осуществляются в несколько стадий: контактирование руды или концентрата с питательной средой, содержащей микроорга низмы Ttiiobc С1 ь Е-и, erroxi 3as , отделение остатков . выщелачивания от pacTBopaCll выделение металлов из раствора и возврат раствора в процесс 23.

Однако эти способы не предусматр - вают повторное использование наиболее активнь1х клеток бактерий из оборотных растворов, адаптированных к условиям вьпцелачивания и повышенным концентрациям ионов тяжелых металлов в раст воре Активные клетки микроорганизмов : либо теряются полностью в случае разомкнутой схемы выщелачивания, либо бол1 я1а1ячасть их погибает на стадии выде- ле11ия металлов из растворов после выщелачивания. В результате не удается достичь высокой скорости выщелачивания металлов и снизить продолжительность процесса.

Наиболее близок к преолагаемсму по технической сущности способ бактериального вьпиелачивания меднс цинковых концентратов, включающий контактирова10ние концентрата с водой и питательной средой, содержащей Т- fetfooxidan, сгущение продуктов вьпцелачивания, выделение железа, цинка, меди и кадмия из осветленных растворов, возврат раст

15 воров в процесс. Извлечение металлов проводят при изменении величины рН раствбра от 1,5 щда цементации меди до 3-3,5 Щ)И осаждении железа и до рН 6,8-7 1ФИ осаждении цинка. При этих

20 операшюх дополнительно в раствор добавляют известь З.

Однако при проведении операций сеете дения железа, цинка, меди и кадмия о&391разуются тонкодисперсные осадки, котсь. рые вызывают соосаждекие значительной части клеток. В результате концентра ция клеток падает с 1О до lO -lO в 1 мл., т. е. в 1ОООО-100ОООО раз, а оставшиеся клетки малоактивны и требуют дополюггелЬной активации при добавлении питательных солей и аэрации раствора в течение 8-24 час. HecMoow ря на это, активность байтерий остаерся ниже, чем у производственной кул1 туры. Таким образом в оборот поступает .раствор, содержащий низкие концентрации бактериальных клеток. Поскольку время генерации клеток T.evrooxidahS 8-12 ч, то к концу процесса, имеющего продолжительность 80-120 ч, не удает ся получить концентрации клеток выше 1О в 1 мл. А это в свою очередь является фактором, ограничивающим .максимальную скорость выщелачивания. Целью изобретения является повышение скорости выщелачивания без снижения полноты извлечения ценных компонентов в раствор за счет повышения концентрации микроорганизмов в выщелачивающих растворах и сохранения их активности. Поставленная цель достигается тем. что согласно способу выщелачивания руд и концентратов с использованием микроорганизмов, включающему контактирование руды или концентрата с водой и питательнрй средой, содержащей микроорганизмы, отделение остатков выщелачивания от раствора, содержащего ионы металлов и микроорганизмы, выделение металлов из раствора, возврат раствора в оборот, перед выделением металлов из раствора от выщелачивания проводят концентрирование микроорганизмов, после ч& го отделяют получаемую биомассу в пасты от раствора и возвращает ее в процесс. Концентрирование биомассы проводят центрифугированием. Таким образом, выделение клеток бактерий до оперении язвлеченигя метаоьлов вз раствора непосредственно после выщелачивания предотвращает их потерю с осадками металлов и сохраняет активность, присущую производственной культу ре. Проведение операций центрифугирования -способствует повышению числа клеток в единице объема выщелачивающего раствора в 10 раз и повьппение скорости выщелачивания на 15% без снижения стопеки извлечения металлов в раствор. Проводится бактериальное вьпцелачивание цинка вэ медно-цинкового концент5рата по схеме, включающей бактериальное выщелачивание концентрата в пачках объемом 160 л каждый при рН 2-2,2, обезвоживание остатков вьпиел1ачивания, осаждение железа известью до рН 3,1, цементацию меди и кадмия цинковой пылью при рН 1,8, осаждение цинка содой до рН 6,8, регенерирование растворов при добавлении сульфата железа (П), серной кислоты до рН ,2 и аэрации воздухом. Проводится также бактериальное выщелачивание по схеме с использованием центрифугирования клеток- бактерий до операций металлов. Получаемая биомасса клеток в виде пасты воз ращается в процесс. Регенерация бакте рий при этом не проводится. Выделение металлов из раствора проводится по той же схеме, что и в опыте без центри фугирования микробов. Исходная культура микроорганизмов в обоих опытах hiobaciEEus fev i ooxidans. Вьпцелачи. медно-цинковый концентрат круп„„ 80 мкм содержит, %: ци№ка 13,5, меди 6,24, железа 28,48, серы 38,31 и кадмия 0,049. В опыте без центрифугирования получен кек выщелачивания с содержанием цинка 4% при извлечении 80% за 85 ч. При этом содержание . соответственно. Концентрация цинка, меди кадмия в растворе в среднем 20,87; QQ О,О2 г/л соответственно. В опыте по предложенной технологии с центр фупфовавием клеток Т. ev rooxidciIns содержание цинка 4% в кеке достигнуто уже за 73 ч. Концентрация ценных компонентов в растворе и в остатках вьпн&° лачивания остается на том же уровне, известной технологии. Таким образом, без снижения полноты извлечения, которая составляет по цинку 80%, получено увеличение скорости вьпцелачквания на 15%. Увеличение скорости выщелачивания сопровождается повышением концентрации бактерий, которые составляют в опыте с центрифугированием 10 0,5-10 клеток/мл по сравнению с 10 клеток/мл без центрифугирования. Увеличение скорости выщелачивания на 15% предполагает снижение экономических затрат за переработку 1 т концентрата в среднем на 12-15% в сипу уменьшения катгатапьного строительства и эксплуатационных расходов. Формула изобретения 1. Способ вьпцелачиванйя руд и кон центратов с использованием микроорганвэMOB, включающий контактирование руды или концентрата с воаой и питательной средой, содержащей микроорганизмы, о-гделение остатке выщелачивания от расрвора, содержащего ионы металлов и микроорганизмы,- выделение металпов из раствора, возврат раствора в оборот, отличающийся тем, что с целью увеличения скорости выщелачивания, п&ред выделением металлов из раствора от вьпцелачивания проводят концентрирование микроорганизмов, после чего отделяют полученную биомассу от раствора и возвращают ее в процесс.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а щ и и с я тем, что концеитрироваиве микроорганизмов проводят uetrrpmtiynqx вани1ем.

Источники инфордацни, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США N9 ЗЗО5353, кл. 75-101, опублик 1969.

2.Патент Канады № 960463, кл. 53-18, опублик. 1975.

3.Известия ВУЗов Цветная металлургия, 1979, № 3, с. 5-12.