正在加载图片...
D0I:10.13374/1.issnl00103.2008.0L.011 第30卷第1期 北京科技大学学报 Vol.30 No.1 2008年1月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jan.2008 紫金山铜矿浸出过程黄铁矿的氧化行为 周桂英阮仁满温建康武彪 北京有色金属研究总院生物治金国家工程实验室，北京100088 摘要针对紫金山铜矿堆浸过程中，在辉铜矿和铜蓝等有用矿物浸出的同时，有黄铁矿被大量浸出，造成浸出液中F3+浓 度过高的现状，研究了细菌浸出黄铁矿的氧化行为和机理，重点考察了F:3+的化学氧化以及细菌浸出黄铁矿过程的影响因 素。研究结果表明，在有菌条件下，pH值为1.6时，混合矿浸出初期，黄铁矿的浸出率仅为5%~8%：随着浸出时间的增加，氧 化还原电位升高，浸出15d后，氧化还原电位上升到500mV以上时，黄铁矿的浸出率可达25%.说明氧化还原电位是细菌浸 出黄铁矿过程的重要影响因素·机理研究表明，细菌浸出黄铁矿是以间接反应为主，细菌在黄铁矿表面的吸附对黄铁矿的浸 出具有协同作用 关键词紫金山铜矿；细菌浸出；黄铁矿：氧化行为 分类号TF111.3 Bio-oxidation of pyrite during copper bioleaching in Zijinshan ZHOU Guiying.RUAN Renman,WEN Jiankang.WU Biao National Engineering Lab for Biohydrometallurgy.General Research Institute for Nonferrous Metals,Beijing 100088.China ABSTRACT During Zijinshan copper heap-leachingot of pyrite as leached and Feconcentration was higher inowith chalcocite and covellite leached.The oxidation behavior and mechanism of pyrite bioleaching,especially the chemical oxidation of Feand the influential factors of pyrite bioleaching werestudied The resutshwed that the pyrite leaching rate is5when the pH value of solution was 1.6 and bacteria was in presence during composite leaching process at the initial stage.The redox poten- tial of solution increases with the bioleaching time prolonging.After 15d.when the redox potential was 500mV,the pyrite leaching rate was over 25%.It was indicated that the higher redox potential was an important influential factor in pyrite bioleaching.The re- search on bioleaching mechanism showed that the indirect action of bacteria gave priority to the direct attack of microbial cells in pyrite bioleaching.and the attachment of bacteria to pyrite surface was synergetic effect to pyrite bioleaching. KEY WORDS Zijinshan copper ore:bioleaching:pyrite:oxidation behavior 近年来，细菌浸出硫化矿主要研究Thiobacillus 物的作用形式；并且在细菌浸出铜矿物的同时，伴生 ferrooxidans(简称T,f)在矿物表面上的吸附及细 矿物（黄铁矿等）的氧化行为，也需要进一步细致 菌在浸矿中的作用).研究者认为，细菌在浸矿 研究 过程中的作用在于加速了溶液及矿物表面F2+氧 在紫金山铜矿生物堆浸过程中，从铜矿物中浸 化为Fe3+的过程，并对浸出过程中铁离子对浸出的 出铜的同时，大量黄铁矿也一同浸出，造成浸出液中 影响及浸出过程动力学做了大量工作]，在细菌 酸铁过剩，对后续的萃取工艺造成不利影响。因此， 浸矿动力学方面，一些研究者对不同矿物在不同条 开展黄铁矿单矿物的氧化行为以及辉铜矿和黄铁矿 件的浸出规律进行了探讨].目前对细菌浸出硫化 混合矿的浸出过程的研究，将为细菌浸出黄铁矿的 矿的机理研究虽已取得较大进展，但某些重要细节 有效抑制提供理论依据，为此，以黄铁矿单矿物以 还有待理清，如细菌在矿物上的吸附状态、细菌与矿 及辉铜矿与黄铁矿的混合矿为研究对象，分别从 收稿日期：2006-08-06修回日期：2006-09-27 F3+的化学氧化作用、细菌浸出黄铁矿以及混合矿 基金项目：国家重点基础研究发展规划资助项目(N。 的细菌浸出三个方面对其氧化行为进行探讨，以期 2004CB619206) 弄清黄铁矿浸出过程的主要影响因素和细菌浸出黄 作者简介：周桂英(1968一)，女，高级工程师，博士 铁矿的作用机理.紫金山铜矿浸出过程黄铁矿的氧化行为 周桂英 阮仁满 温建康 武 彪 北京有色金属研究总院生物冶金国家工程实验室北京100088 摘 要 针对紫金山铜矿堆浸过程中在辉铜矿和铜蓝等有用矿物浸出的同时有黄铁矿被大量浸出造成浸出液中 Fe 3＋浓 度过高的现状研究了细菌浸出黄铁矿的氧化行为和机理重点考察了 Fe 3＋的化学氧化以及细菌浸出黄铁矿过程的影响因 素．研究结果表明在有菌条件下pH 值为1∙6时混合矿浸出初期黄铁矿的浸出率仅为5％～8％；随着浸出时间的增加氧 化还原电位升高浸出15d 后氧化还原电位上升到500mV 以上时黄铁矿的浸出率可达25％．说明氧化还原电位是细菌浸 出黄铁矿过程的重要影响因素．机理研究表明细菌浸出黄铁矿是以间接反应为主细菌在黄铁矿表面的吸附对黄铁矿的浸 出具有协同作用． 关键词 紫金山铜矿；细菌浸出；黄铁矿；氧化行为 分类号 TF111∙3 Bio-oxidation of pyrite during copper bioleaching in Zijinshan ZHOU GuiyingRUA N RenmanW EN JiankangW U Biao National Engineering Lab for BiohydrometallurgyGeneral Research Institute for Nonferrous MetalsBeijing100088China ABSTRACT During Zijinshan copper heap-leachinglots of pyrite was leached and Fe 3＋ concentration was higher in solution with chalcocite and covellite leached．T he oxidation behavior and mechanism of pyrite bioleachingespecially the chemical oxidation of Fe 3＋ and the influential factors of pyrite bioleaching were studied．T he results showed that the pyrite leaching rate is5％－8％ when the pH value of solution was1．6and bacteria was in presence during composite leaching process at the initial stage．T he redox potential of solution increases with the bioleaching time prolonging．After15dwhen the redox potential was500mVthe pyrite leaching rate was over25％．It was indicated that the higher redox potential was an important influential factor in pyrite bioleaching．T he research on bioleaching mechanism showed that the indirect action of bacteria gave priority to the direct attack of microbial cells in pyrite bioleachingand the attachment of bacteria to pyrite surface was synergetic effect to pyrite bioleaching． KEY WORDS Zijinshan copper ore；bioleaching；pyrite；oxidation behavior 收稿日期：2006-08-06 修回日期：2006-09-27 基金 项 目： 国 家 重 点 基 础 研 究 发 展 规 划 资 助 项 目 （ No． 2004CB619206） 作者简介：周桂英（1968－）女高级工程师博士 近年来细菌浸出硫化矿主要研究 Thiobacillus ferrooxidans（简称 T．f ）在矿物表面上的吸附及细 菌在浸矿中的作用［1－2］．研究者认为细菌在浸矿 过程中的作用在于加速了溶液及矿物表面 Fe 2＋氧 化为 Fe 3＋的过程并对浸出过程中铁离子对浸出的 影响及浸出过程动力学做了大量工作［3－4］．在细菌 浸矿动力学方面一些研究者对不同矿物在不同条 件的浸出规律进行了探讨［5］．目前对细菌浸出硫化 矿的机理研究虽已取得较大进展但某些重要细节 还有待理清如细菌在矿物上的吸附状态、细菌与矿 物的作用形式；并且在细菌浸出铜矿物的同时伴生 矿物（黄铁矿等）的氧化行为也需要进一步细致 研究． 在紫金山铜矿生物堆浸过程中从铜矿物中浸 出铜的同时大量黄铁矿也一同浸出造成浸出液中 酸铁过剩对后续的萃取工艺造成不利影响．因此 开展黄铁矿单矿物的氧化行为以及辉铜矿和黄铁矿 混合矿的浸出过程的研究将为细菌浸出黄铁矿的 有效抑制提供理论依据．为此以黄铁矿单矿物以 及辉铜矿与黄铁矿的混合矿为研究对象分别从 Fe 3＋的化学氧化作用、细菌浸出黄铁矿以及混合矿 的细菌浸出三个方面对其氧化行为进行探讨以期 弄清黄铁矿浸出过程的主要影响因素和细菌浸出黄 铁矿的作用机理． 第30卷 第1期 2008年 1月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．1 Jan．2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．01．011