一种利用L-抗坏血酸减弱低品位辉铜矿表面钝化效应的方法

本发明属于生物冶金，具体涉及一种利用l-抗坏血酸减弱辉铜矿表面钝化效应的方法。

背景技术：

1、黄铁矿是辉铜矿生物浸出过程中常见的伴生脉石矿物，在复杂的浸矿体系中，黄铁矿溶解生成的fe3+会发生水解反应，生成不同形式的沉淀物，会导致浸出体系中ph值发生变化。在生物浸出过程中，水解反应会消耗硫化矿氧化所需的氧化剂fe3+，致使微生物的能源物质—fe2+浓度降低，影响微生物的生长活性；同时fe3+水解生成的铁矾等沉淀物质还会附着在硫化铜表面，降低铜的溶解率，即铜矿生物浸出过程中的钝化作用。

2、相关人员研究发现，辉铜矿生物浸出过程中矿石表面的钝化效应与浸出体系中的eh值密切相关。在铜矿的生物浸出过程中，eh值主要的影响因素为fe3+、fe2+的浓度。因此可以向浸出体系中加入还原剂，使得浸出体系中大量的fe3+被还原成fe2+，而被还原的fe2+可继续作为细菌的能源物质，fe3+继续氧化辉铜矿；此外还可以降低铁矾类物质的生成，减弱铜矿物表面的钝化作用，促进浸出反应的进行，从而提高辉铜矿的浸出率。

3、因此，申请人基于此提出了一种加入l-抗坏血酸还原剂减弱辉铜矿表面钝化效应的方法，该方法在生物浸出中期通过加入l-抗坏血酸还原剂，促使浸出体系中的fe3+被还原为fe2+，降低铁矾类钝化物的生成。本发明对于提高辉铜矿的生物浸出率有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了提高辉铜矿的浸出效率，而提出一种利用l-抗坏血酸减弱辉铜矿表面钝化效应的方法，此方法能显著促进提高辉铜矿的浸出效率。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种利用l-抗坏血酸减弱低品位辉铜矿表面钝化效应的方法，其是以经辉铜矿纯矿物驯化的嗜酸性氧化亚铁硫杆菌、氧化亚铁钩端螺旋菌和嗜酸性铁原体菌混合菌种为浸出菌种，生物浸出低品位辉铜矿，在浸出过程中监控浸出体系的ph值和eh值变化情况，每间隔24h测量一次，当浸出体系的ph测量值超过1.90±0.05时加硫酸降低ph值至1.90±0.05，当浸出体系的eh测量值超过500±5mv时加l-抗坏血酸降低eh值至500±5mv，浸出周期为20d，最终实现利用l-抗坏血酸减弱低品位辉铜矿表面钝化效应、并提高低品位辉铜矿生物浸出效率。

4、上述一种利用l-抗坏血酸减弱低品位辉铜矿表面钝化效应的方法，具体包括以下步骤：

5、(1)将低品位辉铜矿制为粒度≤74μm的粉末；

6、(2)将10ml铁细菌混合菌液接入90ml 9k培养基，用硫酸溶液调节ph值为1.8，放置在30℃、150r/min恒温振荡培养箱振荡培养，每6d按10vol％接种量传代一次，当培养液颜色由淡绿色变为红棕色时结束传代，得到传代培养菌液；其中，所述铁细菌混合菌液由1×107cfu/ml嗜酸性氧化亚铁硫杆菌、1×106cfu/ml氧化亚铁钩端螺旋菌及1×104cfu/ml嗜酸性铁原体菌组成；

7、(3)取10ml步骤(2)得到的传代培养菌液置于250ml锥形瓶中，放入温度30℃、150r/min恒温振荡培养箱振荡培养，待细菌生长至对数期时加入90ml无铁9k培养基和1.0g辉铜矿纯矿物，继续培养至培养液变为红棕色，得到一次驯化菌液；取10ml一次驯化菌液置于250ml锥形瓶中，放入温度30℃、150r/min恒温振荡培养箱振荡培养，待细菌生长至对数期时加入90ml无铁9k培养基和1.0g辉铜矿纯矿物，继续培养至培养液变为红棕色，得到二次驯化菌液；

8、(4)在250ml锥形瓶中加入2～3g步骤(1)得到的低品位辉铜矿粉末、10ml步骤(3)得到的二次驯化菌液和90ml无铁9k培养基，混合后置于40±5℃、180±10r/min恒温振荡培养箱中进行生物揺瓶浸出，整个浸出周期为20d，在浸出过程中对浸出体系的ph值和eh值进行监控，每间隔24h测量一次，当浸出体系的ph测量值超过1.90±0.05时加硫酸溶液降低ph值至1.90±0.05，当浸出体系的eh值超过500±5mv时加l-抗坏血酸溶液降低eh值至500±5mv；

9、其中，所述低品位辉铜矿的cu品位为0.30％±0.05％；

10、其中，所述9k培养基的配方为：a液：3.0g/l(nh)2so4、0.5g/l k2hpo4、0.1g/l kcl、0.5g/l mgso4·7h2o、0.01g/l ca(no3)2、去离子水800ml，调节ph值至2.0，121℃高压灭菌20min；b液：feso4·7h2o 44.3g/l、去离子水200ml，调节ph值至2.0，0.22μm滤膜过滤除菌；将灭菌后的800mla液与200mlb液混匀后分装；

11、其中，所述无铁9k培养基的配方为：3.0g/l(nh)2so4、0.5g/l k2hpo4、0.1g/l kcl、0.5g/l mgso4·7h2o、0.01g/l ca(no3)2、去离子水100ml，调节ph值至2.0，121℃高压灭菌20min；

12、其中，所述硫酸溶液的浓度为50％v/v；

13、其中，所述l-抗坏血酸溶液的浓度为100g/l。

14、上述一种利用l-抗坏血酸减弱低品位辉铜矿表面钝化效应的方法在低品位辉铜矿生物浸出方面的应用。

15、本发明的显著优点在于：

16、本发明工艺流程短，操作简单，设备简单，能耗低，可以显著提高辉铜矿的生物浸出率，经测定，浸出20d后，cu的浸出率最高可达96％。

技术特征：

1.一种利用l-抗坏血酸减弱低品位辉铜矿表面钝化效应的方法，其特征在于：以经辉铜矿纯矿物驯化的嗜酸性氧化亚铁硫杆菌、氧化亚铁钩端螺旋菌和嗜酸性铁原体菌混合菌种为浸出菌种，生物浸出低品位辉铜矿，在浸出过程中监控浸出体系的ph值和eh值变化情况，每间隔24h测量一次，当浸出体系的ph测量值超过1.90±0.05时加硫酸降低ph值至1.90±0.05，当浸出体系的eh测量值超过500±5mv时加l-抗坏血酸降低eh值至500±5mv，浸出周期为20d，最终实现利用l-抗坏血酸减弱低品位辉铜矿表面钝化效应、并提高低品位辉铜矿生物浸出效率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述低品位辉铜矿的cu品位为0.30%±0.05%。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述9k培养基的配方为：a液：3.0g/l (nh)2so4、0.5g/l k2hpo4、0.1g/l kcl、0.5g/l mgso4·7h2o、0.01g/l ca(no3)2、去离子水800ml，调节ph值至2.0，121℃高压灭菌20min；b液：feso4·7h2o 44.3g/l、去离子水200ml，调节ph值至2.0，0.22μm滤膜过滤除菌；将灭菌后的800ml a液与200ml b液混匀后分装。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述无铁9k培养基的配方为：3.0g/l (nh)2so4、0.5g/l k2hpo4、0.1g/l kcl、0.5g/l mgso4·7h2o、0.01g/l ca(no3)2、去离子水100ml，调节ph值至2.0，121℃高压灭菌20min。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述硫酸溶液的浓度为50% v/v。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述l-抗坏血酸溶液的浓度为100g/l。

8.如权利要求1所述的方法在低品位辉铜矿生物浸出方面的应用。

技术总结
本发明属于生物冶金技术领域，具体涉及一种利用L‑抗坏血酸减弱辉铜矿表面钝化效应的方法。所述方法是以经辉铜矿纯矿物驯化的嗜酸性氧化亚铁硫杆菌、氧化亚铁钩端螺旋菌和嗜酸性铁原体菌混合菌种为浸出菌种，生物浸出低品位辉铜矿，在浸出过程中监控浸出体系的pH值和Eh值变化情况，每间隔24h测量一次，当浸出体系的pH测量值超过1.90±0.05时加硫酸降低pH值至1.90±0.05，当浸出体系的Eh测量值超过500±5mV时加L‑抗坏血酸降低Eh值至500±5mV，浸出周期为20d，最终实现利用L‑抗坏血酸减弱低品位辉铜矿表面钝化效应、并提高低品位辉铜矿生物浸出效率。经测定，本发明Cu浸出率可达96%。

技术研发人员：刘金艳,黄岚,高磊,左蔚然
受保护的技术使用者：福州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14