细菌选矿原理、流程及注意事项

细菌选矿又叫细菌浸出，它是利用某些微生物的催化作用，使矿石中的金属溶解出来。例如有一种叫硫氧化细菌，具有使元素硫氧化的能力，在溶液中能生成硫酸。又一种叫铁氧化细菌，它具有把FeSO₄加速氧化为Fe₂(SO₄)₃的能力，使溶液中的Fe₂(SO₄)₃含量大大增加。而H₂SO₄及Fe₂(SO₄)₃溶液都是硫化矿及其他矿物的有效溶剂。

例如：在多金属硫化矿中一般都含有黄铁矿，在有水和氧存在的条件下，黄铁矿缓慢氧化，并生成FeSO₄与H₂SO₄，其反应式为：

化学作用：2FeS₂+7O₂+2H₂O ————→2FeSO₄+2H₂SO₄

铁氧细菌在有氧与硫酸存在的条件下，则用极快的速度把FeSO4氧化成Fe2(SO4)3，其反应式为：

 细菌作用：2FeSO₄+H₂S0₄+1/2O₂————→Fe₂(SO₄)₃+H₂O

Fe₂(SO₄)₃能把矿物中的金属溶解出来，例如对辉铜矿作用时，能生成CuSO₄、FeSO₄及S，其反应式为：

Cu₂S+3Fe₂(SO₄)₃—→2CuSO₄+4FeSO₄+S

上式反应生成的FeSO₄，可由铁氧化细菌进行再氧化，生成Fe₂(SO₄)₃从而该反应在溶液中反复循环，浸出作用不断进行。如果溶液中有硫氧化细菌存在时，则会使反应生成的S被硫氧化细菌氧化生成H₂SO₄，这对矿石的浸出作用更为有效，其反应式为：

细菌作用：2S+3O₂+2H₂O ————→2H₂SO₄

细菌浸出的优点：(1)设备简单，操作方便，(2)适应于处理贫矿、废矿、尾矿及炉渣等，(3)可以综合浸出，综合回收多种金属，(4)目前对铜、铀的细菌浸出工艺比较成熟，并且铜的浸出液可以经萃取-电积法或铁置换-浮选法回收其中的铜。

细菌浸出的主要缺点是细菌的培养比较麻烦，浸出周期比较长。

国内有不少应用细菌选矿的实例，如广东某铜矿，安徽某铜矿老采区细菌浸出，湖南某铜矿等。现简介湖南某铜矿应用细菌浸出处理含铜尾矿的情况。

湖南某铜矿地表堆存着大量浮选尾矿与重选尾矿，浮选尾矿含铜0.11%~0.20%;重选尾矿含铜1.25%~1.50%，并且两种尾矿都含有稀有金属。

尾矿用细菌浸出的工艺流程如图7-7所示。由于尾矿粒度细，所以采用浸出池进行浸出。先加入酸，酸化水与矿石中的碱性脉石，待pH值达到2.0左右时，加入含菌高铁(Fe3+)的浸出液进行循环浸出，直至浸液的铜、稀有金属浓度很低为止。然后追加铜、稀有金属很低的细菌浸液，当浸出液浓度更低时，再水洗2~3天则可排料。

尾矿浸出时间为20天，浸出结果如表7-2所列。浸出液中的稀有金属经过吸附之后，尾液含铜约1.5~2.0克/升，采用铁置换法使铜沉淀为海绵铜，其化学反应式为：
                                        Fe+CuSO₄—→FeSO₄+Cu↓

（1）置换液含铜愈高愈好，含铁应尽可能少，pH=1.8%~2.0;

表7-2， 尾矿细菌浸出的结果

（2）当溶液pH值在1.5左右，铜浓度在2~4克/升时，耗铁比为铜的2.0~2.5倍；当pH值在2左右时，铜浓度较高时，耗铁比为铜的1.5倍；
（3）铁置换时间，这与温度、废铁质量和数量、溶液酸度及置换方式等因素有关。一般在温度大于20`C，通气情况下，六小时可以置换完毕；
（4）置换后立即排放尾液，调节尾液中的Fe²⁺浓度和酸度，并返回细菌培养液使用。
    主要技术经济指标：
（1）铜的总回收率70%~75%；稀有金属的总回收率75~80%；
（2）海绵铜品位60%~650%；
（3）每吨矿耗硫酸40%~45公斤；每吨铜耗铁为2.5吨；
（4）折算纯金属铜每吨成本2000元。