CC BY
77
УДК665.530.4
М.ПУРЭВДАШ, аспирантка, moogi@mail. ru С.Н.САЛТЫКОВА, канд.тех.наук, доцент, ssn_58@mail.ru Н.М.ТЕЛЯКОВ, д-р техн. наук, профессор, ptpe_spmi@bk. ru
Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет)
M.PUREVDASH, post-graduate student, moogi@mail. ru S.N.SALTIKOVA, PhD in eng. sc., assistant professor, ssn_58@mail.ru N.M.TELYAKOV, Dr. in eng. sc., professor, ptpe_spmi@bk.ru Saint Petersburg State Mining Institute (Technical University)
БИОГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА МЕДНЫХ СУЛЬФИДНЫХ РУД МЕСТОРОЖДЕНИЯ «ЭРДЭНЭТИЙН ОВОО»
Изучен процесс бактериального выщелачивания медных сульфидных руд месторождения «Эрдэнэтийн Овоо». Проведены исследования влияния крупности руды, рН среды бактериального раствора, количества бактерий в бактериальном растворе на извлечения меди при бактериальном выщелачивании.
Ключевые слова: медно-сульфидная руда, бактериальное выщелачивание, извлечение меди, крупность руды.
BIOHYDROMETALLURGICAL PROCESSING OF COPPER SULFIDE ORE OF «ERDENETIIN OVOO» DEPOSIT
It is studied bioleaching of copper sulfide ore of Erdenetiin ovoo deposit. It is studied effect of ore size and pH of bacterial solution, the bacteria count of the bacterial solution on the extraction of copper of bacterial leaching.
Key words: copper-sulfide ore, bioleaching, copper recovery, ore size.
Гидрометаллургические методы, в частности, бактериальное выщелачивание, являются перспективными для переработки бедных труднообогатимых руд, удельный вес которых возрастает с каждым годом.
Месторождение «Эрдэнэтийн Овоо» отрабатывается с 1978 г., к настоящему времени запасы легкообогатимой руды значительно уменьшились, а требования к медным и молибденовым концентратам не изменились. Накопление большого количества бедных по содержанию меди, труднообога-тимых руд в отвалах месторождения «Эрдэ-нэтийн Овоо», которые традиционным способом обрабатывать нерентабельно, вынуждает внедрить другую технологию, которая позволит существенно расширить сырьевую базу медного производства Монголии и
обеспечить рациональное использование природных ресурсов [3].
В связи с этим возникла необходимость привлечения современных рациональных и эффективных технологий для получения приемлемых технико-экономических показателей. Использование биовыщелачивания металлов является простым, эффективным, экологически чистым и экономически дешевым способом из существующих технологий переработки руд.
Биокаталитическое ускорение достигается в результате окисления бактериями сульфата закиси железа до сульфата окиси после того, как FеS04 образуется в результате химического окисления сульфидов железа [1, 2]:
2FеS2 + 7O2 + 2Н2O = 2FеSO4 + 2Н2SO4;
4FеSO4 + 2Н2SO4 + О2 = 2Fе2(SO4)з +2Н2О
(Thiobacillus ferrooxidans).
Образующийся в результате жизнедеятельности бактерий сульфат окиси железав-заимодействует с сульфидными минералами:
Си2S + 2Fе2(S04)з = 2МО4 + 4FеSO4 + S; СиFеS2 + 2Fе2(S04)з = СиSO4 + 5FеSO4 +2S.
Сера окисляется в присутствии бактерий до серной кислоты:
2S + ЗО2 + 2Н2О = 2Н2SO4.
(Thiobacillus Thiooxidans)
Цель лабораторных исследований.
Целью исследовательской работы является изучение процесса бактериального выщелачивания медных сульфидных руд месторождения «Эрдэнэтийн Овоо».
В эксперименте использовались авто-тропные бактерии ТЫоЬасШш ferrooxidans, выделенные из рудничных вод месторождения «Эрдэнэтийн Овоо». Для поддержания жизнедеятельности бактерий в термостате поддерживалась температура 32-35 °С, постоянная аэрация питательной среды 9К. Для исследования материала от внешнего отвала месторождения «Эрдэнэтийн Овоо» взяты сульфидные и смешанные руды. Среднее содержание в руде окисленной части составляет 14,1 %, вторичных сульфидов
Условие
73,8 %, первичных сульфидов 12,1 %. Среднее содержание меди в забалансовых рудах составляет 1.24 %.
Методика проведения испытаний. Моделью кучного способа выщелачивания служили пластиковые колонны с соответствующими размерами, заполненные рудой.
Диаметр колонок в 5-6 раз больше, чем максимальный размер кусков дробленой руды и высота колонок в 10-16 раз больше, чем ее диаметр.
В табл.1 приведены размеры колонок, класс загруженной руды, содержание металлов в руде и типы выщелачивающих растворов.
В качестве контрольного варианта проводились испытания по химическому выщелачиванию (с концентрацией Н2804 2 г/л).
Результаты испытаний. Испытания продолжались 7 месяцев. В колонках, где проводилось бактериальное выщелачивание, предварительно была проведена стадия бактериального окисления, затем орошение сернокислыми растворами. Когда концентрация меди в растворе резко уменьшалась, повторно проводили бактериальное окисление с добавлением культуры бактерий ТЫоЬасШш ferrooxidans, т.е. процессы окисления и выщелачивания проводились в разные интервалы времени.
Таблица 1
Колонки Размер Класс Вес Содержание меди % Типы растворов
колонок руды, мм руды, кг Окислительная Вторичная Первичная Общее
№ 1 - 25 12 0.177 0,909 0,15 1,24 Бактериальный раствор
№ 2 - 25 12 0,177 0,909 0,15 1,24 Кислотный раствор
№ 3 d= 100 мм Н = 1200 мм - 45 12 0,177 0,909 0,15 1,24 (Н2Б04 2 г/л) Бактериальный раствор
№ 4 - 45 12 0,177 0,909 0,15 1,24 Кислотный раствор (Н2Б04 2 г/л)
Таблица 2
Результаты бактериального выщелачивания колонки 1
Содержание меди до выщелачивания, % Содержание меди после выщелачивания, % Извлечение меди, %
Окислительная Вторичная Первичная Общая Окислительная Вторичная Первичная Общая Окислительная Вторичная Первичная Общая
0,177 0,909 0,15 1,24 0,008 0,16 0,12 0,29 95,48 82,4 20 76,54
318 -
ISSN 0135-3500. Записки Горного института. Т.189
s80
(U ^60
£040
F ¡201
S
Бактериальное выщелачивание
z
Химическое выщелачивание
50
10
15
20 25 Время, сутки
Рис. 1. Зависимость извлечения меди от условий бактериального и химического выщелачивания
100
о4
, 80 S 60
U
§ 40
ё 20 и
СП
S Г!
82
1 2 3 Колонка
0 Извлечение, % Н Расход кислоты, кг/кг Си
Рис.2. Извлечение меди и расход кислоты в каждой колонке
В колонке 1 (бактериальное выщелачивание) извлечение меди по результатам титрования растворов составило 82,4 %, а по результатам химического анализа руды, до и после выщелачивания извлечение 76,5 %.
В колонке 3 с кислотным выщелачиванием, где содержание руды, минералогический состав такой же, как и в колонке № 2, извлечение меди достигло 47 %.
На рис.1 показано извлечение меди химического и бактериального выщелачивания по результатам титрования растворов после выщелачивания.
В табл.2 показано извлечение меди, из колонки 1 на основании химического анализа твердой пробы, выполненной химической лабораторией ГОК СП «ЭРДЭНЭТ».
В процессе бактериально-химического выщелачивания, происходит дополнительное выделение кислоты бактериями, что снижает расход серной кислоты по сравнению с традиционным кислотным орошением (рис.2).
Выводы
1. Относительное извлечение меди из окисленных минералов достигло 95,48 %, из вторичных сульфидов 82,4 %, из первичных сульфидов 20 %.
2. В процессе бактериально-химичес кого выщелачивания, за счет окисления элементарной серы микроорганизмами, происходит выделение кислоты, что снижает расход реагента по сравнению с химическим выщелачиванием:
- 3,15 кг H2SO4 на 1 кг Cu (бактериально-химическое выщелачивание).
- 6,75 кг H2SO4 на 1 кг Cu (химическое выщелачивание).
3. Чем меньше крупность исходной руды в пределах достигаемой крупности в операции дробления, тем больше извлечение меди.
4. Чем больше количество бактерий, тем больше извлечение меди (при концентрации клеток бактерий 6-107
Оптимальный pH для развития бактерий и наибольшего извлечения меди (1.5 г/л в сутки) составляет 1,8-2,2.
ЛИТЕРАТУРА
1. Биогеотехнология металлов: Практическое руководство / Г.И.Каравайко, Дж.Росси, А.Агате и др. ЦМП ГКНТ. М., 1989. 375 с.
2. Полкин C.H. Технология бактериального выщелачивания цветных и редких металлов / С.И.Полкин, Э.В.Адамов, В.В.Папин. М.: Недра, 1982.
3. Технологические исследования возможности биовыщелачивания сульфидных руд месторождения «Эрдэнэтийн Овоо» с помощью мезофильных бактерий / С.Давааням, Х.Сэрээдорж, М.Ганболд и др. Эрдэнэт. 2004.
REFERENCES
3. Technological research opportunities of bioleaching copper sulfide ore of «Erdenetiin Ovoo» deposit using meso-phile bacteria / S.Davaanyam, Kh.Sereedorj, Ts.Tsend-Ayush, L.Munkhbayar. Erdenet. 2004
1. Biotehnology of metal. Practical guidance / G.I.Karavaiko, DJ.Rossi, A.Agate, S.Grudev and Z.A.Avakyan. TSMP GKNT. Moscow, 1989. P.375.
2. Polkin S.I. Technology of bacterial leaching of non-ferrous and rare metals / S.I.Polkin, E.B.Adamov, B.B.Panin. Moscow: Nedra, 1982.
0
