D0I:10.13374/i.i8sn1001t53.2011.08.008 第33卷第9期 北京科技大学学报 Vol 33 No 9 2011年9月 Journal of Un iversity of Science and Techno lgy Beijing Sp2011 低品位镍磁黄铁矿镍浸出特性及回收方法 齐凤杰)冯雅丽* 李浩然)田京雷) 1)北京科技大学土木与环境工程学院，北京1000832)中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室，北京100190 *通信作者，Email ylfengl26g126cm 摘要对我国某高硅低品位镍磁黄铁矿进行直接酸浸，焙烧酸浸和细菌浸出比较，并考察硫酸用量及氧化亚铁硫杆菌对 浸出率的影响·以稻壳为硫酸盐还原菌固定化载体构建连续上升流固定填充床反应器，以连续上升流方式处理浸出液·结果 表明：焙烧使矿物发生烧结，镍被包裹，不利于浸出：细菌浸出N浸出率为92.1%，质量浓度可达973.22mgL.Tf菌在 矿物表面形成生物膜，直接与矿物发生作用使矿物溶解，将浸液中Fe+氧化为Fe+,Fe+进一步溶解矿物.浸出液以2200~ 3600mLL.d厂的速率经过反应器，N以N的形式吸附于稻壳上，回收率在98%以上，使原矿中ND质量分数由1.69% 上升至稻壳中的11.84%.浸液中98%的Mg留在溶液中，利于金属分离. 关键词磁黄铁矿：镍；生物浸矿：稻壳：硫酸 分类号TD925.5:TD952 Leaching characteristics and recovery m ethod of nickel from low -grade nickel- pyrrhotite QI Feng-jie,FENG Ya-li,LIHao-ran,TIAN Jing-lei) 1)School ofCivil and Envimmmental Engineering University of Science and Technobgy Beijing Beijing 100083 China 2)State Key Laboratory of Biochemn ical Engineering Institte of Process Engineering Chinese Acadey of Sciences Beijing 100190 China Coresponding au thor Email ylfengl26@126 com ABSTRACT In onler to leach and recover nickel frm high"silicon low-grade nickel pyrhotite some factors were detem ined inch- ding roasting pretreament control sulfuric acid use ratio inoculated Thiobacillus ferrooxidans or uninoculated Then sulfate-reducing bacteria (SRB)were inmobilized by intact rice chaff in an up-flow anaerobic bed reactor The leach liquor was treated by the reactor It is shown that roasting results in the sintering ofm inerals and makes nickelwrapped which is not conducive to the leaching of nickel Thiobacills eans fom a biofim on the minerls which plays a key he dissotin ofme and oxF to be Fe,which does a further dissolution ofm inerals The leaching mate of nickel reaches to 92.16%and the concentration ofN is 973.22mg L.W hen the infhuent passes through the reactor at a speed of2200 to 3600mLL.d,the recovery ofN,which adsobs on the rice chaff n the fom ofNS is above 98,and 98%ofmagnesim exists in the soltion n the fom of ions The ND content increases frmn 1.69%of the cnude ore to 11.84%of the rice chaff KEY WORDS pyrthotite nickel bioleaching rice chaff sulfuric acd 随着硫化镍矿资源的减少，低品位镍矿已成为 化矿的研究日益引起重视).我国微生物研究所 镍生产的主要资源，用化学方法处理镍磁黄铁 早在20世纪60年代就研究了用氧化亚铁硫杆菌 矿(w(镍)<%)已在冶金工业中得到应用，其主要 (Thiobacillus ferr ooxidans T.f)浸出金川公司的中 目的是回收硫、铁、铁镍合金以及镍山，但是，处理 等品位镍矿，但铜、镍的浸出率都比较低，细菌浸出 镍品位低于1%的含镍硫化矿（包括镍磁黄铁矿）不 低品位含铜硫化矿和含铀氧化矿己在工业上获得应 仅成本高，而且对环境污染严重.细菌浸出含镍硫 用，而细菌浸出镍磁黄铁矿则尚处于研究阶段， 收稿日期：2010-08-12 基金项目：国家自然科学基金资助项目(2087616021176026)第 33卷 第 9期 2011年 9月 北 京 科 技 大 学 学 报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ Ｖｏｌ．33Ｎｏ．9 Ｓｅｐ．2011 低品位镍磁黄铁矿镍浸出特性及回收方法 齐凤杰 1） 冯雅丽 1）* 李浩然 2） 田京雷 1） 1） 北京科技大学土木与环境工程学院‚北京 100083 2） 中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室‚北京 100190 * 通信作者‚Ｅ-ｍａｉｌ：ｙｌｆｅｎｇ126＠126．ｃｏｍ 摘 要 对我国某高硅低品位镍磁黄铁矿进行直接酸浸、焙烧--酸浸和细菌浸出比较‚并考察硫酸用量及氧化亚铁硫杆菌对 浸出率的影响．以稻壳为硫酸盐还原菌固定化载体构建连续上升流固定填充床反应器‚以连续上升流方式处理浸出液．结果 表明：焙烧使矿物发生烧结‚镍被包裹‚不利于浸出；细菌浸出 Ｎｉ 2＋浸出率为 92∙16％‚质量浓度可达 973∙22ｍｇ·Ｌ －1．Ｔ．ｆ．菌在 矿物表面形成生物膜‚直接与矿物发生作用使矿物溶解‚将浸液中 Ｆｅ 2＋氧化为 Ｆｅ 3＋‚Ｆｅ 3＋进一步溶解矿物．浸出液以2200～ 3600ｍＬ·Ｌ －1·ｄ －1的速率经过反应器‚Ｎｉ 2＋以 ＮｉＳ的形式吸附于稻壳上‚回收率在 98％以上‚使原矿中 ＮｉＯ质量分数由 1∙69％ 上升至稻壳中的 11∙84％．浸液中 98％的 Ｍｇ 2＋留在溶液中‚利于金属分离． 关键词 磁黄铁矿；镍；生物浸矿；稻壳；硫酸 分类号 ＴＤ925∙5；ＴＤ952 Ｌｅａｃｈｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｒｅｃｏｖｅｒｙｍｅｔｈｏｄｏｆｎｉｃｋｅｌｆｒｏｍ ｌｏｗ-ｇｒａｄｅｎｉｃｋｅｌ- ｐｙｒｒｈｏｔｉｔｅ ＱＩＦｅｎｇ-ｊｉｅ 1）‚ＦＥＮＧＹａ-ｌｉ 1）* ‚ＬＩＨａｏ-ｒａｎ 2）‚ＴＩＡＮＪｉｎｇ-ｌｅｉ 1） 1） ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ‚ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ‚Ｂｅｉｊｉｎｇ100083‚Ｃｈｉｎａ 2） ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＢｉｏｃｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ‚ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｒｏｃｅｓｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ‚ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ‚Ｂｅｉｊｉｎｇ100190‚Ｃｈｉｎａ * Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ‚Ｅ-ｍａｉｌ：ｙｌｆｅｎｇ126＠126．ｃｏｍ ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｌｅａｃｈａｎｄｒｅｃｏｖｅｒｎｉｃｋｅｌｆｒｏｍｈｉｇｈ-ｓｉｌｉｃｏｎｌｏｗ-ｇｒａｄｅｎｉｃｋｅｌ-ｐｙｒｒｈｏｔｉｔｅ‚ｓｏｍｅｆａｃｔｏｒｓｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ‚ｉｎｃｌｕ- ｄｉｎｇｒｏａｓｔｉｎｇｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌ‚ｓｕｌｆｕｒｉｃａｃｉｄｕｓｅｒａｔｉｏ‚ｉｎｏｃｕｌａｔｅｄＴｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ．ｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓｏｒｕｎｉｎｏｃｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅｎｓｕｌｆａｔｅ-ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｂａｃｔｅｒｉａ（ＳＲＢ） ｗｅｒｅｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄｂｙｉｎｔａｃｔｒｉｃｅｃｈａｆｆｉｎａｎｕｐ-ｆｌｏｗａｎａｅｒｏｂｉｃｂｅｄｒｅａｃｔｏｒ．Ｔｈｅｌｅａｃｈｌｉｑｕｏｒｗａｓｔｒｅａｔｅｄｂｙｔｈｅｒｅａｃｔｏｒ． Ｉｔｉｓｓｈｏｗｎｔｈａｔｒｏａｓｔｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｉｎｔｈｅｓｉｎｔｅｒｉｎｇｏｆｍｉｎｅｒａｌｓａｎｄｍａｋｅｓｎｉｃｋｅｌｗｒａｐｐｅｄ‚ｗｈｉｃｈｉｓｎｏｔｃｏｎｄｕｃｉｖｅｔｏｔｈｅｌｅａｃｈｉｎｇｏｆｎｉｃｋｅｌ． Ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓｆｏｒｍａｂｉｏｆｉｌｍｏｎｔｈｅｍｉｎｅｒａｌｓｕｒｆａｃｅ‚ｗｈｉｃｈｐｌａｙｓａｋｅｙｒｏｌｅｉｎｔｈｅｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｍｉｎｅｒａｌｓ‚ａｎｄｏｘｉｄｉｚｅｓＦｅ 2＋ ｔｏｂｅＦｅ 3＋‚ｗｈｉｃｈｄｏｅｓａｆｕｒｔｈｅｒｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｍｉｎｅｒａｌｓ．Ｔｈｅｌｅａｃｈｉｎｇｒａｔｅｏｆｎｉｃｋｅｌｒｅａｃｈｅｓｔｏ92∙16％ ａｎｄｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＮｉ 2＋ ｉｓ973∙22ｍｇ·Ｌ －1．Ｗｈｅｎｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｔｐａｓｓｅｓｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｒｅａｃｔｏｒａｔａｓｐｅｅｄｏｆ2200ｔｏ3600ｍＬ·Ｌ －1·ｄ －1‚ｔｈｅｒｅｃｏｖｅｒｙｏｆＮｉ 2＋‚ｗｈｉｃｈ ａｄｓｏｒｂｓｏｎｔｈｅｒｉｃｅｃｈａｆｆｉｎｔｈｅｆｏｒｍｏｆＮｉＳ‚ｉｓａｂｏｖｅ98％‚ａｎｄ98％ ｏｆｍａｇｎｅｓｉｕｍｅｘｉｓｔｓｉｎｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎｉｎｔｈｅｆｏｒｍｏｆｉｏｎｓ．ＴｈｅＮｉＯ ｃｏｎｔｅｎｔｉｎｃｒｅａｓｅｓｆｒｏｍ1∙69％ ｏｆｔｈｅｃｒｕｄｅｏｒｅｔｏ11∙84％ ｏｆｔｈｅｒｉｃｅｃｈａｆｆ． ＫＥＹＷＯＲＤＳ ｐｙｒｒｈｏｔｉｔｅ；ｎｉｃｋｅｌ；ｂｉｏｌｅａｃｈｉｎｇ；ｒｉｃｅｃｈａｆｆ；ｓｕｌｆｕｒｉｃａｃｉｄ 收稿日期：2010--08--12 基金项目：国家自然科学基金资助项目 （20876160‚21176026） 随着硫化镍矿资源的减少‚低品位镍矿已成为 镍生产的主要资源 ［1--3］‚用化学方法处理镍磁黄铁 矿 （ｗ（镍 ）＜1％ ）已在冶金工业中得到应用‚其主要 目的是回收硫、铁、铁镍合金以及镍 ［4］．但是‚处理 镍品位低于 1％的含镍硫化矿 （包括镍磁黄铁矿 ）不 仅成本高‚而且对环境污染严重．细菌浸出含镍硫 化矿的研究日益引起重视 ［5--6］．我国微生物研究所 早在 20世纪 60年代就研究了用氧化亚铁硫杆菌 （Ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓ‚Ｔ．ｆ．）浸出金川公司的中 等品位镍矿‚但铜、镍的浸出率都比较低．细菌浸出 低品位含铜硫化矿和含铀氧化矿已在工业上获得应 用‚而细菌浸出镍磁黄铁矿则尚处于研究阶段． DOI :10．13374／j．issn1001－053x．2011．09．008