高鐵鋅硫化礦的細菌浸出基礎及其工藝研究.pdf

1、高鐵鋅硫化礦在選礦分離上存在藥耗大、成本高和回收率低的缺點，并且選別出的高鐵鋅精礦在傳統(tǒng)濕法煉鋅的焙燒—浸出工序中由于形成鐵酸鋅，降低了鋅的浸出率，增大了冶煉難度。針對高鐵鋅硫化礦難選難冶的問題，本論文以取自廣西大廠礦區(qū)的鐵閃鋅礦為研究對象，開展了高鐵鋅硫化礦的細菌浸出基礎及其工藝研究。 研究應用的浸礦細菌是分離自廣西大廠礦區(qū)鋅硫化礦礦坑水的一組混合菌，其主要菌種組成是氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵鉤端螺旋菌。論文研究了

2、金屬離子和非金屬離子、表面活性劑以及能源基質對細菌的鐵硫氧化活性及其浸礦過程的影響，通過浸礦試驗、SEM、EDXA、XRD和電化學測試等研究方法和手段探討了鐵閃鋅礦的細菌浸出機理和鋅鐵的浸出行為，在此基礎上開展了含鐵閃鋅礦礦石和鐵閃鋅礦浮選精礦的細菌浸出研究，并進行了含鋅細菌浸出液的溶劑萃取純化研究和探討，提出了鋅硫化礦細菌浸出—萃取—電積工藝的基本流程。 離子和表面活性劑對細菌的鐵硫氧化活性有影響，進而影響到細菌的浸礦過程。一

3、定濃度的銅離子和表面活性劑OPD由于促進了細菌氧化元素硫，降低了浸出pH值，因此提高了鐵閃鋅礦的浸出速率。銅離子由于晶格取代形成的CuS或CuS2對鐵閃鋅礦的浸出還具有電化學催化作用。 以不同能源基質培養(yǎng)得到的細菌表現(xiàn)出強弱不同的鐵硫氧化活性，同時具備強氧化鐵活性和強氧化硫活性的細菌具有較好的浸礦性能。以磁黃鐵礦為能源基質培養(yǎng)得到的一組細菌具有良好的鐵氧化活性和吸附特性，并且其硫氧化活性也未減弱，該細菌具有良好的浸礦性能。

4、 鐵閃鋅礦的細菌浸出遵循收縮未反應核模型，浸出渣SEM、EDXA和XRD分析表明，未反應核界面的固體產物層是FeS、S和鐵礬的混合物。當固體產物層比較致密或不斷長大時，通過固體產物層的內擴散成為浸出反應速率的控制步驟，鐵閃鋅礦的浸出速率降低；當有浸礦細菌存在并且其鐵硫氧化活性較強時，固體產物層被氧化或減少或成疏松多孔狀，使得未反應核界面的化學反應成為浸出反應速率的控制步驟，鐵閃鋅礦的浸出速率增大。鐵閃鋅礦浸出的電化學研究也表明，在低電

5、位下鐵閃鋅礦電極表面生成鈍化膜，有細菌存在時鈍化膜的溶解速率加快，有利于鐵閃鋅礦的浸出。 根據鐵閃鋅礦浸出的能帶模型，鐵閃鋅礦可以被Fe3+離子和H+離子浸出，反應產物是Fe2+離子和元素硫。因此只有亞鐵氧化能力或硫氧化能力的細菌也能浸出鐵閃鋅礦。細菌在鐵閃鋅礦浸出中的作用是將Fe2+離子氧化成Fe3+離子和將還原態(tài)硫氧化成硫酸，使鐵閃鋅礦的浸出反應得以持續(xù)進行。吸附在礦物表面的細菌因為優(yōu)先獲得能源基質進行生長代謝，在快速生長繁

6、殖的同時其代謝產物又促進了鐵閃鋅礦的溶解。 鐵閃鋅礦中的ZnS與FeS是晶體結構相似但屬于不同晶象間的混溶，由于Fe所處的八面體位置比處于四面體位置的Zn具有更大的晶體場穩(wěn)定能，因此Zn更容易被優(yōu)先浸出。利用以磁黃鐵礦為能源基質培養(yǎng)的細菌浸出鐵閃鋅礦浮選精礦，在適宜的工藝條件下鋅的浸出率達到96％以上，而鐵的浸出率只有18％左右，實現(xiàn)了鋅鐵的選擇性浸出。 以D2EHPA為鋅萃取劑，260號煤油作稀釋劑從含鋅細菌浸出液中富