黄铜矿生物浸出中钝化现象的研究.doc

黄铜矿生物浸出中钝化现象的研究 李永峰 （江西理工大学 矿加研11 江西赣州 341000） 摘 要：在黄铜矿生物浸出过程中由于黄钾铁矾、单质硫以及多硫化物的生成，造成了浸出速率的下降即钝化现象。经过多年的研究发现，可以通过Ag+催化、原电池效应以及采用中高温细菌生物浸出技术可以在一定程度上解决钝化现象。 关键词：黄铜矿；生物浸出；钝化 Study on Inactivating Phenomenon of Chalcopyrite Bio-leaching Yongfeng Li (Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou, Jiangxi 341000, China) Abstract: In the process of chalcopyrite bio-leaching, the creating about jarosite, sulphur and polysulfide makes the rate of chalcopyrite bioleaching dropped, inactivating phenomenon. After research on this many years, the researchers discovered that catalysis of Ag+, battery effect or using bio-leaching technology of medium and high temperature bacteria can solve the inactivating phenomenon to a certain extent. Keywords: Chalcopyrite; bio-leaching; inactivating 生物浸矿技术由于其反应温和、能耗低、环境友好、流程短等优点，自20世纪50年代以来，受到各国湿法冶金工作者的重视。此技术最早成功应用于铀和铜矿物的辅助浸出，如今已经广泛用于金矿石的预氧化处理和次生硫化铜矿石的浸出。对于铜资源的主体黄铜矿，多年来的研究证明用常温生物浸出办法难以获得较高的铜浸出速率，影响到了生物浸出技术在原生硫化铜中的应用和推广。因此认识并了解常温下黄铜矿生物浸出过程，探索黄铜矿的生物浸出机制，寻找难以获得较高浸出速率的原因，并对其进行解决，是生物湿法冶金工作者的工作重点。 1 黄铜矿 1.1 黄铜矿的物理性质 黄铜矿的主要成分是二硫化亚铁铜，化学式为CuFeS2，其中铜铁都为正二价，硫为负二价。黄铜矿的颜色为黄铜黄色，表面常有蓝、紫褐色的斑状锖色，绿黑色条痕，金属光泽，不透明，解理∥{112}、{101}不完全，硬度3~4，性脆，相对密度4.1~4.3。黄铜矿分布较广，岩浆型黄铜矿，产于与基性、超基性岩有关的铜镍硫化物矿床中，与磁黄铁矿、镍黄铁矿密切共生。接触交代型黄铜矿，与磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿等共生；亦可与毒砂或方铅矿、闪锌矿等共生。热液型黄铜矿，常呈中温热液充填或交代脉状，与黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、斑铜矿、辉钼矿及方解石、石英等共生。在地表风化条件下遭受氧化后形成CuSO4和FeSO4，遇石灰岩形成孔雀石、蓝铜矿或褐铁矿铁帽；在次生富集带则转变为斑铜矿和辉铜矿，可作找矿标志。黄铜矿石工业应用上最重要的铜矿石矿物。 1.2 黄铜矿的化学性质 黄铜矿的理论组成(wB%)：Cu 34.56，Fe 30.52，S 34.92。通常含有Ag、Au、Tl、Se、Te，大多为机械混入物；有时含Ge、Ga、In、Se、Ni、Ti、铂族元素等。黄铜矿为四方晶系，晶体结构与闪锌矿、黝锡矿相似。黄铜矿、黝锡矿晶胞相当于闪锌矿单位晶胞的两倍，构成四方体心格子。在三种矿物的配位四面体中心都分布着阴离子S，在角顶则分布着不同的阳离子。由于三者的结构相似，因而在高温下可以互溶；而当温度降低时，由于离子半径相差较大，固溶体发生离溶。故常在闪锌矿中发现黄铜矿和黝锡矿小包裹体。 1.3 黄铜矿的产地分布 黄铜矿是分布最广的铜矿物，是炼铜的最主要矿物原料。中国商代或更早就已由黄铜矿等铜矿物炼铜。中国的主要产地集中在长江中下游地区、川滇地区、山西南部中条山地区、甘肃的河西走廊以及西藏高原等。其中以江西德兴、西藏玉龙等铜矿最著名。世界其他主要产地有西班牙的里奥廷托，美国亚利桑那州的克拉马祖、犹他州的宾厄姆、蒙大那州的比尤特，墨西哥的卡纳内阿，智利的丘基卡马塔等。 2 黄铜矿生物浸出机制 2.1 黄铜矿的氧化研究 在温度为25℃及pH=2的条件下,通过循环伏安法和恒电位I—t曲线研究了黄铜矿特殊的电化学分解行为。通过循环伏安曲线发现：电位在400～800mV(vs SHE)范围内，黄铜矿