EA011038B1 - Оптимизация процесса биовыщелачивания - Google Patents
Оптимизация процесса биовыщелачивания Download PDFInfo
- Publication number
- EA011038B1 EA011038B1 EA200700271A EA200700271A EA011038B1 EA 011038 B1 EA011038 B1 EA 011038B1 EA 200700271 A EA200700271 A EA 200700271A EA 200700271 A EA200700271 A EA 200700271A EA 011038 B1 EA011038 B1 EA 011038B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- bioleaching
- organic compounds
- raffinate
- content
- microbial activity
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 238000005457 optimization Methods 0.000 title 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 claims abstract description 26
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 25
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 claims abstract description 4
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 29
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 23
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 23
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 18
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 16
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 15
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 15
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 12
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 claims description 7
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OMZSGWSJDCOLKM-UHFFFAOYSA-N copper(II) sulfide Chemical compound [S-2].[Cu+2] OMZSGWSJDCOLKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 3
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims description 3
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 claims description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 2
- BWFPGXWASODCHM-UHFFFAOYSA-N copper monosulfide Chemical compound [Cu]=S BWFPGXWASODCHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 8
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 5
- -1 iron ions Chemical class 0.000 description 5
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 4
- 150000004763 sulfides Chemical group 0.000 description 4
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- DVRDHUBQLOKMHZ-UHFFFAOYSA-N chalcopyrite Chemical compound [S-2].[S-2].[Fe+2].[Cu+2] DVRDHUBQLOKMHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052951 chalcopyrite Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 229910001448 ferrous ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 229910001447 ferric ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 2
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 2
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N pyrite Chemical compound [Fe+2].[S-][S-] NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052683 pyrite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011028 pyrite Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 125000000101 thioether group Chemical group 0.000 description 2
- 239000010878 waste rock Substances 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001722 carbon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052947 chalcocite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052955 covellite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 235000020774 essential nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000462 iron(III) oxide hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 235000021073 macronutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000693 micelle Substances 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000011785 micronutrient Substances 0.000 description 1
- 235000013369 micronutrients Nutrition 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B15/00—Obtaining copper
- C22B15/0063—Hydrometallurgy
- C22B15/0065—Leaching or slurrying
- C22B15/0067—Leaching or slurrying with acids or salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B15/00—Obtaining copper
- C22B15/0095—Process control or regulation methods
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/18—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes with the aid of microorganisms or enzymes, e.g. bacteria or algae
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Способ оптимизации процесса биовыщелачивания, по меньшей мере, в отношении генерирования тепла и выщелачивания первичных медных сульфидных руд путем активного мониторинга и контролирования содержания неорганических и органических соединений в растворе рафината, полученного в этом процессе, до уровней ниже уровня, который может подавлять микробную активность биовыщелачивающих штаммов, используемых в этом процессе.
Description
Настоящее изобретение относится к оптимизации процесса биовыщелачивания с целью извлечения одного или нескольких металлов из руд, содержащих металл или металлы.
Изобретение описано далее со ссылкой на конкретный пример биовыщелачивания низкосортной руды, содержащей медно-сульфидные руды. Однако необходимо иметь в виду, что кучное выщелачивание меди приведено здесь только в качестве примера и что принципы данного изобретения, модифицированные при необходимости, можно использовать при кучном выщелачивании для извлечения других металлов, таких как золото, цинк, кобальт и никель.
Кроме того, хотя настоящее изобретение описано с подробной ссылкой на процесс кучного биовыщелачивания, следует иметь в виду, что некоторые принципы изобретения применимы к процессу чанового биовыщелачивания.
В обычном процессе кучного биовыщелачивания низкосортную руду, содержащую медно-сульфидные минералы, обычно с суммарным содержанием меди меньше 0,5%, подвергают биологической обработке, при которой агломерированную или неагломерированную руду складируют на непроницаемую основу и затем обеспечивают эффективную систему распределения и сбора щелока от выщелачивания.
Кислотный выщелачивающий раствор пропускают через руду. Микробы, культивируемые в груде руды, продуцируют ионы трехвалентного железа и кислоту, что приводит к разрушению минерала и его растворению. В этом типе процесса аэрация может быть пассивной, при этом воздух проникает в груду руды с потоком жидкости, или активной, при этом воздух продувают в груду руды через систему трубок, установленных в нижней области груды.
Металлсодержащий выщелачивающий раствор (известный как насыщенный раствор щелока или НРЩ), который вытекает из груды руды, собирают и подвергают процессу извлечения металла, который обычно включает стадию экстракции растворителем. Во время этой стадии один или несколько металлов, содержащихся в выщелачивающем растворе, переходят в органическую фазу растворителя, который обладает высоким сродством по отношению к данному металлу или металлам.
Выщелачивающий раствор, из которого методом экстракции растворителем удален металл, называют рафинатом и возвращают в оросительную систему груды, при необходимости добавляя кислоту и питательные вещества, и снова пропускают через груду руды.
Для успешного кучного выщелачивания медно-сульфидных руд необходима микробная активность, чтобы катализировать окисление восстановленной серы и различных форм железа. На фиг. 1, представленной в прилагаемых чертежах, схематически изображены процессы, протекающие при биовыщелачивании первичных медно-сульфидных руд, таких как халькопирит (СиЕе82), и вторичных медно-сульфидных руд, таких как ковеллин (Си8) и халькоцит (Си28). Следует отметить, что биовыщелачивание первичных медных сульфидов обычно протекает значительно медленнее вследствие большей кислотоупорности таких руд. Поэтому извлечение меди из первичных медных сульфидных руд обычно менее эффективно, чем извлечение меди из вторичных сульфидов, так как для последних процесс часто можно выполнить в субоптимальных условиях, при которых микробная каталитическая активность биовыщелачивания подавлена.
В случае вторичных сульфидных руд окисление микробами ионов двухвалентного железа до трехвалентного со скоростью, которая превышает скорость потребления ионов двухвалентного железа во время выщелачивания, без существенного окисления серы, часто является достаточным для значительного извлечения меди даже при температуре окружающей среды. Окисление ионов железа(11) происходит быстрее, чем окисление восстановленной серы, по ряду причин, которые включают следующие факторы:
a) более низкая работа выхода электронов на моль ионов двухвалентного железа, чем на моль восстановленной серы, и
b) большая растворимость и подвижность ионов двухвалентного железа в руде по сравнению с соответствующими значениями для восстановленных форм серы.
Скорость выщелачивания халькопирита можно увеличить, если проводить выщелачивание при повышенной температуре в диапазоне от 40 до 65°С. При окислении восстановленных форм серы, таких как пиррит (Ее82), вырабатывается теплота, и температура руды увеличивается. Для того чтобы окислить восстановленную серу, условия для роста микробов должны быть значительно более благоприятными и оптимизированными, чем в случае, когда необходимо только окисление железа.
Субоптимальными условиями роста можно считать, по меньшей мере, следующие:
a) неправильно выбранные рН условия,
b) отсутствие важнейших питательных макро- и микроэлементов,
c) высокая ионная сила или высокое суммарное содержание солей в перколирующем выщелачивающем растворе, который, как отмечено, обычно является раствором рафината,
б) присутствие растворенных или захваченных органических соединений, обладающих ингибирующим действием на рост микробов, и
е) условия, ограничивающие доступ углерода или кислорода.
Суммарное содержание солей является мерой присутствия солей, главным образом, содержащих
- 1 011038 сульфиды, со связанными катионами алюминия, магния, натрия, кальция и калия или, в более общем смысле, с любым растворимым анионом или катионом, из перколирующего выщелачивающего раствора. Когда суммарное содержание солей превышает примерно 80-120 г/л, активность микробов снижается в возрастающей степени. Однако подавление микробов может происходить при более низких уровнях суммарного содержания солей в присутствии определенных катионов и анионов, которые вызывают скорее специфическое ингибирование (в сравнении с неспецифическим ингибированием за счет ионной силы и осмотического потенциала), например хлоридов, нитратов, алюминия, фторида и мышьяка.
При кучном выщелачивании рН насыщенного раствора щелока обычно находится в интервале от
1,5 до 2,2. Кислоту преимущественно используют для растворения кислоторастворимых форм меди, сохранения таких форм в растворе и создания среды, благоприятной для роста бактерий и их активности. Однако пустые породы часто являются кислотопоглощающими и могут реагировать с кислотой, содержащейся в растворе, который пропускают через груду руды. Эта реакция приводит к выделению солей, обычно сульфатов, со связанными катионами алюминия, калия и магния, которые переходят в раствор в виде растворенных форм. Концентрация таких растворенных солей возрастает со временем, по мере того как протекает процесс кучного выщелачивания, и вследствие концентрирующего эффекта испарения.
Увеличение концентрации органических солей вышеуказанным способом приводит к возрастающим уровням подавления микробной активности. Это может быть неспецифическое подавление, которое вызвано высокой ионной силой (высоким осмотическим потенциалом), что приводит к уменьшению активности воды, что, в свою очередь, приводит к пониженной микробной активности. В качестве альтернативы или дополнительных факторов подавление может быть вызвано определенными неорганическими соединениями, такими как нитрат, хлорид, алюминий, фторид и мышьяк. Обычный вид ингибирования микробной активности (или субоптимальной микробной активности), с которым сталкиваются в процессе кучного выщелачивания, обусловлен высоким суммарным содержанием солей, что приводит к более низкой активности воды и неспецифическому микробному подавлению.
Органические соединения могут проявлять сходный ингибирующий эффект на микробную активность. Как было описано, металл, содержащийся в насыщенном растворе щелока, удаляют из раствора во время процесса экстракции растворителем. Хотя растворитель, в основном, не растворим в воде, небольшая часть растворителя на самом деле растворима и может оказаться в водной фазе. Она может присутствовать или в виде водорастворимых фракций или в виде дискретных капелек (мицелл). Затем органические соединения в той или иной форме попадают в рафинат и, в конце концов, просачиваются через груду руды. Некоторые из органических растворителей подавляют биовыщелачивающие микроорганизмы, и введение их в груду руды может привести к пониженной или субоптимальной микробной активности. Органические соединения могут быть как основной причиной подавления микробов, так и вносить свой вклад в ингибирующий эффект, обусловленный неорганическими солями. Так как органические соединения являются, по существу, гидрофобными, эти соединения будут проявлять тенденцию к адсорбции на рудном материале во время перемещения в перколирующей оросительной жидкости. Такие адсорбционные эффекты будут оказывать более отрицательное воздействие на окисление серы, чем на окисление ионов двухвалентного железа. Причина этого явления, главным образом, обусловлена тем фактом, что соединения восстановленной серы нерастворимы. Следовательно, микробное окисление таких соединений должно происходить у поверхности руды, и, таким образом, на это окисление более негативно влияют адсорбированные на поверхности ингибирующие соединения. Для сравнения, двухвалентное железо растворимо в воде, и может легко быть окислено неприкрепленными клетками микробов, и, таким образом, на него меньше влияет присутствие поверхностно-адсорбированных органических соединений.
Процесс кучного выщелачивания сульфидов, которые, главным образом, содержат вторичные медно-сульфидные руды, не требует повышенной температуры. Поэтому при выщелачивании вторичных медных руд окисление восстановленной серы, при котором вырабатывается тепло, используемое для повышения температуры груды руды, не является жестким требованием, и удовлетворительные скорости выщелачивания руды могут быть достигнуты при наличии окисления двухвалентного железа без существенного окисления серы. Поскольку субоптимальные микробные условия меньше влияют на скорость окисления двухвалентного железа, чем на условия окисления серы, воздействие высокого содержания солей или присутствия органических соединений на скорость выщелачивания вторичных сульфидных руд относительно незначительно.
Однако субоптимальные условия, связанные с присутствием неорганических солей или органических соединений, оказывают значительное неблагоприятное воздействие на окисление серы, которое заметно проявляется в отношении скорости растворения первичных сульфидных руд, таких как халькопирит, когда генерирование теплоты является решающим фактором для достижения удовлетворительной скорости выщелачивания. Скорость растворения первичной медной сульфидной и пиритной руды ухудшается, и скорость выщелачивания меди из первичных медных сульфидных руд уменьшается.
Краткое изложение изобретения
Изобретение обеспечивает метод оптимизации процесса биовыщелачивания, по меньшей мере, в отношении генерирования теплоты и выщелачивания первичных медных сульфидов путем активного
- 2 011038 мониторинга и регулирования содержания неорганических и органических соединений в растворе рафината, полученного в процессе, до уровней ниже уровня, который мог бы подавить микробную активность биовыщелачивающих штаммов, используемых в процессе.
Процесс биовыщелачивания может быть осуществлен в реакторе, например в одном или нескольких чанах, или в груде.
Суммарное содержание солей в растворе рафината может быть снижено любым подходящим способом, и предпочтительным способом является растворение, осаждение, или обратный осмос, или комбинация этих способов.
Кроме того, настоящее изобретение распространяется на стадию контролирования фазы извлечения металла с целью снижения содержания органических соединений в рафинате. Если применяют методику экстракции растворителем, можно, например, использовать для экстракции органические соединения, не подавляющие микробную активность. В качестве альтернативы или дополнительно можно удалять из раствора рафината растворенные органические углеродные соединения любым подходящим способом, например, используя методы окисления или поглощения.
Настоящее изобретение может включать стадии мониторинга содержания органических соединений в рафинате и контролирования содержания органических веществ как отклик на стадию мониторинга.
Краткое описание фигур
Далее изобретение описано с помощью примера на основе фиг. 2, представленной в прилагаемых чертежах. Фиг. 1, на которой концептуально проиллюстрированы аспекты, связанные с биовыщелачиванием первичных и вторичных сульфидных руд, обсуждалась выше.
Описание предпочтительного варианта изобретения
На фиг. 2, представленной в прилагаемых чертежах, показана груда 10 размельченной руды, которая содержит первичные и вторичные медно-сульфидные руды. Груда сооружена известным способом на непроницаемой основе, и к ней подают кислотный выщелачивающий раствор из источника 12 и с помощью аэрационной системы 14 воздух. Далее эти аспекты не описаны.
Насыщенный раствор щелока 16, который вытекает из груды, подвергают процессу экстракции растворителем 20, используя органический растворитель 22, выбранный с учетом требуемого металла 24, который должен быть удален из раствора 16.
В процессе 20 производят требуемый металл 24 и раствор рафината 30.
Рафинат 30, вследствие того, что его, как правило, подвергают рециркуляции через груду 10, а также в результате концентрирования, вызванного испарением, может содержать высокие суммарные концентрации солей и, более того, может быть загрязнен органическими соединениями, выделяющимися из растворителя 22.
Рафинат 30 подвергают обработке на стадии 32 для снижения уровня концентраций тех соединений, которые подавляют микробную активность. Стадию обработки можно осуществлять регулярно или в ответ на измерения суммарного содержания солей или органических соединений в рафинате, выполненные на стадии мониторинга 34.
Стадию мониторинга осуществляют для выполнения измерений уровня неорганических солей и органических соединений, которые обладают неблагоприятным эффектом на микробную активность. Стадию мониторинга можно выполнить разными способами, в том числе следующими: а) определением концентраций клеток в насыщенном растворе щелока с помощью микроскопа; Ь) исследованием биологических проб с целью мониторинга скорости роста биовыщелачивающих микробов, влияющих на скорость окисления серы и/или железа; и с) респирометрическими методами определения скорости потребления кислорода и/или диоксида углерода в качестве индикатора микробной активности.
Способы обработки рафината на стадии 32 можно варьровать в зависимости от предъявляемых требований. Обычно суммарное содержание солей в рафинате уменьшают путем разбавления, осаждения, обратного осмоса или любыми другими подходящими способами. Содержание органических соединений в рафинате можно уменьшить путем улучшения физических условий процесса экстракции растворителем и разделения фаз, путем использования в фазе экстракции 20 в качестве растворителей органических соединений, не подавляющих микробную активность, или путем удаления из раствора растворенных органических соединений с помощью подходящих методов окисления или поглощения. При этом важно обеспечить проведение в рамках обычного управления процессами кучного выщелачивания стадии предотвращения избыточного накопления всех солей в рафинате, а также предотвращения избыточного перехода органических химикатов, используемых в качестве растворителей при экстракции, в рафинат. Однако такие шаги предпринимают по эксплуатационным причинам, связанным с высокой стоимостью растворителей, а также влиянием высоких концентраций солей в растворе на физико-химические и электрохимические аспекты последующей обработки растворенного металла, а не по причинам микробной активности, так как они относятся к фактической груде. Также важно отметить, что мониторинг и контроль, которые требуются для предотвращения вредного воздействия на рост микробов в груде, являются существенно более строгими, чем те, которые были бы необходимы для других эксплуатационных причин. Например, такая низкая концентрация органического растворителя, как 5 мг/л, была бы смертельна для микробной активности, тогда как с точки зрения управления потерями растворителей при экстракции
- 3 011038 такие потери в пределах интервала считались бы удовлетворительными.
Пустую породу 36, образовавшуюся на стадии обработки рафината 32, утилизируют по мере необходимости. Затем образовавшийся раствор, по выбору с добавлением питательных веществ 38 и кислоты 40, направляют в распределительную сеть, связанную с грудой руды.
При обработке рафината описанным способом можно преодолеть или уменьшить ингибирующий эффект, который в противном случае проявился бы за счет неорганических солей и органических соединений. Настоящее изобретение способствует окислению восстановленных форм серы, и это приводит к повышению температуры, что увеличивает эффективность выщелачивания первичных медных сульфидных руд.
Настоящее изобретение описано с ссылкой на процесс кучного выщелачивания, но необходимо иметь в виду, что подобный эффект можно получить при обработке рафината из экстракционной установки, сообщающейся с биовыщелачивающим реактором или реакторами.
Claims (9)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Способ оптимизации процесса биовыщелачивания, по меньшей мере, в отношении генерирования тепла и выщелачивания первичных медно-сульфидных руд путем активного мониторинга и контролирования содержания неорганических и органических соединений в растворе рафината, полученного в этом процессе, до уровней ниже уровня, который может подавлять микробную активность биовыщелачивающих штаммов, используемых в этом процессе.
- 2. Способ по п.1, в котором процесс биовыщелачивания осуществляют в реакторе.
- 3. Способ по п.1, в котором процесс биовыщелачивания осуществляют в груде руды.
- 4. Способ по любому из пп.1-3, в котором суммарную концентрацию солей в растворе рафината снижают путем разбавления, осаждения или обратного осмоса или комбинации этих способов.
- 5. Способ по п.4, который включает стадии мониторинга содержания органических соединений в рафинате и контролирования их содержания как отклик на стадию мониторинга.
- 6. Способ по п.5, в котором стадию мониторинга выбирают из следующих стадий:(a) определение концентраций клеток в насыщенном растворе щелока с помощью микроскопа;(b) исследование биологических проб с целью мониторинга скорости роста биовыщелачивающих микробов, влияющих на скорости окисления серы и/или железа; и (c) респирометрические методы определения скоростей потребления кислорода и/или диоксида углерода в качестве индикатора микробной активности.
- 7. Способ по п.6, в котором насыщенный раствор щелока, полученный в процессе биовыщелачивания, подвергают фазе извлечения металла, и который включает стадию контролирования фазы извлечения металла с целью снижения содержания органических соединений в рафинате.
- 8. Способ по п.7, в котором методы экстракции растворителями используют в фазе извлечения металла и содержание органических соединений уменьшают путем использования при экстракции растворителей, не подавляющих микробную активность.
- 9. Способ по пп.7, 8, в котором растворенные органические соединения удаляют из раствора рафината, используя методы окисления или поглощения.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ZA200405221 | 2004-07-16 | ||
| PCT/ZA2005/000103 WO2006010169A1 (en) | 2004-07-16 | 2005-07-08 | Optimization of bioleaching process |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200700271A1 EA200700271A1 (ru) | 2007-10-26 |
| EA011038B1 true EA011038B1 (ru) | 2008-12-30 |
Family
ID=35276178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200700271A EA011038B1 (ru) | 2004-07-16 | 2005-07-08 | Оптимизация процесса биовыщелачивания |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7494529B2 (ru) |
| EP (1) | EP1769093B1 (ru) |
| CN (1) | CN100422359C (ru) |
| AP (1) | AP2272A (ru) |
| AR (1) | AR050080A1 (ru) |
| AT (1) | ATE404701T1 (ru) |
| AU (1) | AU2005265428B2 (ru) |
| CA (1) | CA2573936C (ru) |
| DE (1) | DE602005008972D1 (ru) |
| EA (1) | EA011038B1 (ru) |
| ES (1) | ES2313399T3 (ru) |
| PE (1) | PE20060542A1 (ru) |
| PL (1) | PL1769093T3 (ru) |
| WO (1) | WO2006010169A1 (ru) |
| ZA (1) | ZA200610843B (ru) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2980788B1 (fr) | 2011-09-30 | 2014-11-07 | Veolia Water Solutions & Tech | Procede de traitement d'un effluent contenant des metaux |
| US12106247B2 (en) | 2022-06-27 | 2024-10-01 | Freeport Minerals Corporation | System and method for determining estimated remaining mineral in a stockpile |
| US12099942B2 (en) | 2022-06-27 | 2024-09-24 | Freeport Minerals Corporation | Chemical impacts on a leach stockpile |
| US12163788B2 (en) | 2022-06-27 | 2024-12-10 | Freeport Minerals Corporation | System and method for assigning a haul truck dump to a location |
| US12111303B2 (en) | 2022-06-27 | 2024-10-08 | Freeport Minerals Corporation | System and method for determining a location of ore in a stockpile |
| US12259256B2 (en) | 2022-06-27 | 2025-03-25 | Freeport Minerals Corporation | System and method for determining lift heights of a stockpile |
| US12353196B2 (en) | 2022-06-27 | 2025-07-08 | Freeport Minerals Corporation | System and method for determining changes to a heat profile of a stockpile |
| US11521138B1 (en) | 2022-06-27 | 2022-12-06 | Freeport Minerals Corporation | System and method for adjusting leaching operations based on leach analytic data |
| US12260371B2 (en) | 2022-06-27 | 2025-03-25 | Freeport Minerals Corporation | System and method for determining a dump location for a vehicle |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5278069A (en) * | 1992-02-14 | 1994-01-11 | The Israel Electric Corporation Ltd. | Bioleaching method for the extraction of metals from coal fly ash using thiobacillus |
| US20010002312A1 (en) * | 1996-10-04 | 2001-05-31 | Sharp James E. | Rapid ferrous sulfate biooxidation |
| WO2004027099A1 (en) * | 2002-09-17 | 2004-04-01 | Frank Kenneth Crundwell | Heap leach process |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5413624A (en) * | 1991-02-22 | 1995-05-09 | Mbx Systems, Inc. | Enhancement of bioleach systems using nutrient additives |
| US6110253A (en) * | 1998-12-14 | 2000-08-29 | Geobiotics, Inc. | High temperature heap bioleaching process |
| US6245125B1 (en) * | 1999-09-15 | 2001-06-12 | Billiton S.A. Limited | Copper, nickel and cobalt recovery |
| PE20020630A1 (es) * | 2000-10-06 | 2002-07-11 | Billiton Sa Ltd | Lixiviacion en pilas de minerales sulfurados |
| CA2353002C (en) * | 2001-07-13 | 2009-12-01 | Teck Cominco Metals Ltd. | Heap bioleaching process for the extraction of zinc |
| DE60234601D1 (de) * | 2001-07-16 | 2010-01-14 | Bhp Billiton S A Ltd | Extraktion von mikroben durch mikrobielle laugung |
| CN100422358C (zh) * | 2002-08-15 | 2008-10-01 | 北京有色金属研究总院 | 含碱性脉石的硫化矿矿石或精矿或尾矿的生物浸出工艺 |
-
2005
- 2005-07-08 AP AP2007003875A patent/AP2272A/xx active
- 2005-07-08 CA CA2573936A patent/CA2573936C/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-07-08 AU AU2005265428A patent/AU2005265428B2/en not_active Ceased
- 2005-07-08 EP EP05776116A patent/EP1769093B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2005-07-08 AT AT05776116T patent/ATE404701T1/de not_active IP Right Cessation
- 2005-07-08 EA EA200700271A patent/EA011038B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2005-07-08 PL PL05776116T patent/PL1769093T3/pl unknown
- 2005-07-08 WO PCT/ZA2005/000103 patent/WO2006010169A1/en not_active Ceased
- 2005-07-08 DE DE602005008972T patent/DE602005008972D1/de not_active Expired - Fee Related
- 2005-07-08 CN CNB2005800239914A patent/CN100422359C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2005-07-08 ES ES05776116T patent/ES2313399T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2005-07-15 PE PE2005000819A patent/PE20060542A1/es active IP Right Grant
- 2005-07-15 AR ARP050102943A patent/AR050080A1/es active IP Right Grant
-
2006
- 2006-12-21 ZA ZA200610843A patent/ZA200610843B/en unknown
-
2007
- 2007-01-15 US US11/623,162 patent/US7494529B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5278069A (en) * | 1992-02-14 | 1994-01-11 | The Israel Electric Corporation Ltd. | Bioleaching method for the extraction of metals from coal fly ash using thiobacillus |
| US20010002312A1 (en) * | 1996-10-04 | 2001-05-31 | Sharp James E. | Rapid ferrous sulfate biooxidation |
| WO2004027099A1 (en) * | 2002-09-17 | 2004-04-01 | Frank Kenneth Crundwell | Heap leach process |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| BRIERLEY C.L.: "Bacterial succession in bioheap leaching" HYDROMETALLURGY, ELSEVIER SCIENTIFIC PUBLISHING CY. AMSTERDAM, NL, vol. 59, no. 2-3, February 2001 (2001-02), pages 249-255, XP004227353 ISSN: 0304-386X end of paragraph 4.3. Solution chemistry * |
| LIZAMA H.M.: "Copper bioleaching behaviour in an aerated heap" INT. J. MINER. PROCESS., vol. 62, 2001, pages 257-269, XP002354277 2.4. Solution sampling; 2.5. Bacterial activity measurements; page 261 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2005265428A1 (en) | 2006-01-26 |
| WO2006010169A1 (en) | 2006-01-26 |
| EA200700271A1 (ru) | 2007-10-26 |
| CN101018876A (zh) | 2007-08-15 |
| CA2573936C (en) | 2010-05-04 |
| AP2272A (en) | 2011-08-15 |
| ES2313399T3 (es) | 2009-03-01 |
| US7494529B2 (en) | 2009-02-24 |
| AR050080A1 (es) | 2006-09-27 |
| US20070169587A1 (en) | 2007-07-26 |
| PE20060542A1 (es) | 2006-06-28 |
| EP1769093B1 (en) | 2008-08-13 |
| EP1769093A1 (en) | 2007-04-04 |
| ZA200610843B (en) | 2008-05-28 |
| AP2007003875A0 (en) | 2007-02-28 |
| DE602005008972D1 (de) | 2008-09-25 |
| CA2573936A1 (en) | 2006-01-26 |
| ATE404701T1 (de) | 2008-08-15 |
| CN100422359C (zh) | 2008-10-01 |
| PL1769093T3 (pl) | 2009-06-30 |
| AU2005265428B2 (en) | 2010-03-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Van Aswegen et al. | The BIOX™ process for the treatment of refractory gold concentrates | |
| Pradhan et al. | Heap bioleaching of chalcopyrite: a review | |
| Garcia et al. | Bioremediation of an industrial acid mine water by metal-tolerant sulphate-reducing bacteria | |
| RU2151208C1 (ru) | Способ кучного биоокисления руды | |
| US7494529B2 (en) | Optimization of bioleaching process | |
| Wu et al. | The effect of preferential flow on extraction and surface morphology of copper sulphides during heap leaching | |
| Ruan et al. | Why Zijinshan copper bioheapleaching plant works efficiently at low microbial activity–study on leaching kinetics of copper sulfides and its implications | |
| US12116650B2 (en) | Method for dissolving metallogenically primary copper metals obtained from ores and/or chalcopyrite concentrates that contain same | |
| Shi et al. | Bioleaching of marmatite flotation concentrate by Acidithiobacillus ferrooxidans | |
| Esmailbagi et al. | Microbial assisted galvanic leaching of chalcopyrite concentrate in continuously stirred bioreactors | |
| Mousavi et al. | The effects of Fe (II) and Fe (III) concentration and initial pH on microbial leaching of low-grade sphalerite ore in a column reactor | |
| CA2438605A1 (en) | A method for the bacterially assisted heap leaching of chalcopyrite | |
| KR20150106327A (ko) | 설파이드 광석 침출 공정 | |
| Ollakka et al. | The application of principal component analysis for bioheapleaching process-Case study: Talvivaara mine | |
| van Hille et al. | Investigating heap bioleaching: Effect of feed iron concentration on bioleaching performance | |
| WO2000037690A1 (en) | Silver-catalyzed bio-leaching process for copper extraction from chalcopyrite heap | |
| JP2012017513A (ja) | 銅の浸出方法 | |
| Ahonen et al. | Effect of temperature on the microbiological leaching of sulfide ore material in percolators containing chalcopyrite, pentlandite, sphalerite and pyrrhotite as main minerals | |
| AU2005207973B2 (en) | Heap bioleaching process | |
| Doshi et al. | Bioleaching of lateritic nickel ore using chemolithotrophic micro organisms (Acidithiobacillus ferrooxidans) | |
| Escobar et al. | Activation of bacteria in agglomerated ores by changing the composition of the leaching solution | |
| Tanne et al. | Electrochemical process engineering in biohydrometallurgical metal recovery from mineral sulfides | |
| Sethi et al. | Metal solubilization through bioleaching: Microbial action | |
| RU2336341C1 (ru) | Способ кучного бактериального выщелачивания сульфидсодержащих продуктов | |
| Ranjbar et al. | Bioelectrochemical leaching of copper sulfide minerals |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KG MD TJ TM |
|
| PC4A | Registration of transfer of a eurasian patent by assignment | ||
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): RU |