保持生物堆浸过程生物活性、提高浸出效率的方法

摘要

本发明涉及一种有效保持微生物浸出活性、提高浸出效率的方法。本方法是指一种在萃余液净化过程中，对返回矿堆喷淋用的萃余液通过测定其表面张力其有机物含量的快速检测方法，采用超声波破乳、气浮和纤维球过滤的方法去除有机物，加入硫化钠，还原萃余液中的高价锰和砷等有害杂质离子，可以有效降低其对生物活性的抑制，达到保持堆浸过程生物活性、提高浸出效率的方法。本工艺方法适用于返回矿堆喷淋用萃余液的预处理过程，经净化的萃余液进入矿堆后，不会影响生物氧化活性，从而提高了生物浸出效率，解决萃余液中夹带有机物等有害物质对生物活性的抑制问题。

权利要求

1.一种保持生物堆浸过程生物活性、提高浸出效率的方法，其特征在于：它包括以下步骤：

(1)采用测定萃余液表面张力的方法来间接测定有机物含量，通过有机物含量和表面张力的标准曲线，查出有机物含量，所述的有机物含量和表面张力的标准曲线是根据配制已知浓度的萃余液，采用表面张力仪测定其相应的表面得到的；

(2)萃余液预处理过程中，当返回矿堆作喷淋用的萃余液中有机物浓度超过5mg/L时，需采用超声波破乳、气浮和纤维球过滤的方法对萃余液进行预处理，去除萃余液中有机物，处理后的溶液中有机物含量小于1mg/L；

(3)萃余液预处理工序中，添加适量10～20mg/L硫化钠，还原萃余液中的高价锰和砷有害杂质离子，降低该类有害杂质离子的含量，从而避免其进入浸出体系后对生物活性的抑制。

说明书

保持生物堆浸过程生物活性、提高浸出效率的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种低品位铜矿石生物堆浸过程中，有效保持微生物浸出活性、提高浸出效率的方法。本工艺方法适用于铜萃余液返回堆喷淋前的预处理过程。

背景技术

[0002] 在矿石生物堆浸过程中，微生物对硫化矿物的溶解具有催化作用，主要体现在：对硫化矿物的侵蚀；将二价铁氧化为三价铁，以维持矿物浸出所需要的高氧化还原电位；氧化硫产物为硫酸盐，保持浸出体系的较低pH值。为生物堆浸过程的顺利进行，需要微生物保持较好的氧化铁和硫的活性，这就要求提供适于微生物生存的环境，其中除温度、pH值、主要营养物碳源和溶氧对生物活性有较大影响外，由于萃取后的萃余液要返回矿堆进行喷淋，其中萃余液夹带的有机物对微生物活性会有较大的抑制作用，因此，有必要对萃余液进行预处理，以保持微生物浸出活性，提高浸出效率。例如，某铜矿石生物堆浸过程中，由于萃余液夹带的有机物在矿堆中大量累积，造成矿堆中细菌数量下降，细菌氧化活性明显降低，从而导致浸出速率下降，影响铜浸出效率。因此，针对这种由于萃余液夹带的有机物严重影响微生物活性，降低浸出效率，有必要提供一种新的萃余液预处理工艺，有效降低萃余液中夹带的有机物含量、改善其对微生物氧化活性的影响的方法。在生物堆浸过程中，萃余液返回矿堆进行喷淋作业，由于萃余液中夹带对生物具有毒害作用的有机物，其进入矿堆后，由于有机物疏水性较强，极易吸附在矿石表面，长期以来造成该类有机物在矿堆中累积，该有机物累积到一定含量后，严重抑制细菌生长和氧化活性，导致细菌浸出效率降低。由于矿堆中有机物含量很难测定，可以通过测定萃余液的表面张力来间接测定其中的有机物含量，当萃余液中有机物浓度为5mg/L时，氧化还原电位明显降低，下降100mV左右，使浸出速率下降；当萃余液中有机物浓度超过10mg/L时，细菌几乎不能存活，生物氧化作用停止，使浸出效率大大降低，因此，必须找到一种快速简便测定和控制萃余液中有机物含量的方法，以有效消除萃余液中的有机物对生物浸出活性的影响。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种铜矿石生物堆浸过程中，保持细菌活性、提高浸出效率的方法，该方法特别适合用于后续萃取过程产生的萃余液返回矿堆喷淋体系中，夹带大量抑制细菌活性的有机物的萃余液的预处理净化过程。本工艺可有效保持细菌氧化活性，提高浸出效率的方法。该工艺的实施，可为生物浸出体系下，可有效改善微生物活性，提高浸出速率，改善生物浸出效率，可获得一定的经济效益和环境效益。

[0004] 为实现上述目的，本发明采取矿堆喷淋用萃余液喷淋前预处理的方法，来解决生物浸出过程细菌或性较低的问题，主要内容包括以下几个方面：在铜矿石生物堆浸喷淋体系中，由于萃余液夹带的有机物严重影响生物浸出活性，该方法是通过超声波破乳、气浮和纤维球过滤技术来降低萃取过程产生的萃余液夹带的有机物含量，来保证堆浸过程生物活性、提高浸出效率，生物活性可以通过监测生物浸出堆中的氧化还原电位来评价。处理后的喷淋液返回堆喷淋时，不会影响堆中的微生物活性，提高了浸出效率。

[0005] 因此，必须找到一种快速简便测定和控制萃余液中有机物含量的方法，以有效消除萃余液中的有机物对生物浸出活性的影响。可采取通过快速测定萃余液的表面张力的方法来间接测定有机物浓度以及采用超声波破乳、气浮和纤维球过滤的方法来降低有机物含量。

[0006] 具体方案如下：

[0007] ①首先绘制出表面张力和有机物含量相对应的标准曲线，根据配制已知浓度的萃余液，采用表面张力仪测定其相应的表面张力，得到的标准曲线如图1所示。当有机物浓度为5mg/L时，萃余液表面张力为58mN/m；当有机物浓度为10mg/L时，萃余液表面张力为51mN/m，因此，可采取通过快速测定萃余液的表面张力的方法来间接测定有机物含量。

[0008] ②萃余液的预处理过程中，当萃余液中有机物浓度超过5mg/L时，采用超声波破乳、气浮和纤维球过滤方法达到去除有机物的目的，从而降低萃余液中有机物含量。

[0009] ③添加适量石灰，控制合适的pH值，再添加适量10～20mg/L硫化钠，还原萃余液中的高价锰和砷等有害杂质离子，减少有害杂质离子对细菌活性的影响，解决生物堆浸过程生物活性低的问题。

[0010] 本发明的优点是：本工艺方法适用于返回矿堆喷淋用萃余液的预处理过程，经净化的萃余液进入矿堆后，不会影响生物氧化活性，从而提高了生物浸出效率，解决萃余液中夹带有机物等有害物质对生物活性的抑制问题。

附图说明

[0011] 图1有机物浓度与表面张力对应关系图

[0012] 图2为本发明一种实施的工艺流程框图

具体实施方式

[0013] 如图2所示，1为快速检测萃余液中有机物含量过程，2、3和4为返回矿堆喷淋用的萃余液预处理工序，主要包括采用超声波破乳、气浮和纤维球过滤的方法去除有机物，采用添加适量硫化钠还原高价有害杂质离子，调节pH值为1.2～1.5。返回矿堆喷淋前萃余液预处理工序中，含有机物萃余液经超声波破乳后进入气浮装置，气浮除油后进行纤维球过滤。去除有机物后的萃余液添加硫化钠还原高价有害杂质离子(主要指高价锰和高价砷)，并根据需要来调节其pH值，经处理后的萃余液进入矿堆喷淋工序。

[0014] 以下结合实施例对本发明作进一步说明：

[0015] 由于某铜矿山铜矿石生物堆浸过程中，由于萃余液夹带有机物进入矿堆后，由于有机物疏水性较强，极易吸附在矿石表面，长期以来造成该类有机物在矿堆中累积，该有机物累积到一定含量后，严重抑制细菌生长和氧化活性，导致细菌浸出效率降低，并且萃余液夹带的高价杂质离子(锰和砷)对生物活性有较强的抑制作用，因此，必须对返回矿堆的萃余液进行预处理，消除萃余液中的有机物和杂质离子对生物活性的抑制。

[0016] 步骤(1)萃余液中有机物含量测定过程中，采用测定萃余液表面张力的方法来间接测定有机物含量，该方法简便快速，通过有机物含量和表面张力的标准曲线，便可查出有机物含量。当萃余液中有机物浓度超过5mg/L时，即萃余液表面张力低于58mN/m时，该萃余液需经预处理才能返回矿堆喷淋系统。

[0017] 步骤(2)铜萃取余液预处理过程中，采用超声波破乳、气浮和纤维球过滤的方法去除有机物。萃余液中夹带的油的形态以悬浮油和乳化油为主，乳化油油珠粒径小于10μm，当萃余液中残留萃取剂等表面活性剂时，萃余液中的油珠以稳定的乳化油形式存在，只有破乳后才能上浮分离，因此，需采用超声波振荡器将水包油类有机物从溶液中解析出来，以便后续气浮过程中除去，超声破乳的超声作用频率为40kHz的条件下，超声辐照时间5分钟，经超声破乳后，进入溶气泵加压溶气的气浮装置使有机物上浮，经刮板收集进入集油槽，经气浮处理后的溶液进入纤维球过滤器，这样处理后的溶液中有机物含量小于
1mg/L，油污去除率达85％以上。

[0018] 步骤(3)中添加适量10～20mg/L硫化钠，还原萃余液中的高价锰和砷等有害杂质离子，降低该类有害杂质离子的含量，从而避免其进入浸出体系后对生物活性的抑制。通过原子吸收的方法检测有害杂质离子的变化，通过以上方法来降低萃余液中有机物和杂质离子的含量，降低其对生物氧化活性的影响，提高生物浸出效率。经预处理后的萃余液进入矿堆喷淋系统。

[0019] 本发明的效果是：对环境友好，可以用来开发生物堆浸技术由于萃余液夹带有机物带来的生物活性降低等问题，有效提高浸出效率。