絹云母對(duì)黃銅礦微生物浸出的影響

莫曉蘭，林 海，傅開(kāi)彬，董穎博，徐承焱

(1. 北京科技大學(xué) 土木與環(huán)境工程學(xué)院，北京 100083；2. 金屬礦山高效開(kāi)采與安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083)

絹云母對(duì)黃銅礦微生物浸出的影響

莫曉蘭1,2，林 海1,2，傅開(kāi)彬1,2，董穎博1,2，徐承焱1,2

(1. 北京科技大學(xué) 土木與環(huán)境工程學(xué)院，北京 100083；2. 金屬礦山高效開(kāi)采與安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083)

采用以Acidithiobacillus ferrooxidans為主的混合菌，研究絹云母對(duì)微生物浸出黃銅礦的影響。結(jié)果表明，銅的浸出率隨著絹云母粒度的減小而增加，隨著絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而呈先升高后降低的趨勢(shì)。在添加粒度為?33 μm、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.0%的絹云母時(shí)，銅的最高浸出率為54.88%，比不添加絹云母時(shí)的銅浸出率提高了約12%，表明絹云母能促進(jìn)黃銅礦的微生物浸出。絹云母的加入可使浸出體系pH值降低，最終pH值低于1.22。在浸出過(guò)程中，新生成的物質(zhì)主要是銨黃鐵礬，它覆蓋于黃銅礦的表面，對(duì)微生物浸出銅有一定的阻礙作用。

微生物浸出；絹云母；黃銅礦；細(xì)菌；黃鐵礦；銨黃鐵礬

黃銅礦是較難進(jìn)行微生物氧化的硫化礦，為了提高銅浸出率，有研究發(fā)現(xiàn)采用混合菌(Mixed-cultures：Acidthiobacillus ferrooxidans, Acidthiobacillus thiooxidans, Leptospirillum ferrooxidans等)浸出黃銅礦的效率要高于采用單一菌的[1?3]；加入 Ag+、Sn2+、Bi3+、Co2+、Hg2+、Mn2+等離子能使黃銅礦的浸出速度加快[4]；此外，通過(guò)加入活性炭[5]、納米硅[6]等物質(zhì)也可促進(jìn)黃銅礦浸出。由于添加助浸劑的方法雖然能明顯提高銅的浸出效率，但成本同時(shí)也在增加，因此添加伴生礦物促進(jìn)黃銅礦微生物浸出是較好的研究方向。

黃銅礦常見(jiàn)伴生硫化礦物有黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦等，其中黃鐵礦是目前在微生物浸銅影響方面研究較多的礦物，它對(duì)微生物浸出黃銅礦有促進(jìn)作用[7]，且隨著微生物浸銅技術(shù)的發(fā)展，研究從原生銅礦的浸出進(jìn)入到尾礦浸出銅的新領(lǐng)域。對(duì)于低品位原生硫化銅礦或尾礦，脈石礦物主要是石英及硅酸鹽礦物。為了提高微生物浸出尾礦中銅的浸出率，人們已在細(xì)菌誘導(dǎo)及馴化提高菌種活性[8]、添加活性炭和 Ag+作為催化劑等[9]強(qiáng)化浸出效果方面取得進(jìn)展。但關(guān)于脈石礦物對(duì)浸出效果的影響研究較少。本文作者前期研究結(jié)果表明，石英對(duì)黃銅礦的微生物浸出有促進(jìn)作用[10]。絹云母作為脈石礦物普遍存在于金屬礦及其尾礦中，如江西德興銅礦尾礦中絹云母平均含量為34%[11]，山東萊州新城金礦尾礦絹云母含量 25%左右[12]等。采用微生物方法處理低品位銅礦或選銅尾礦時(shí)，由于絹云母含量較高，勢(shì)必會(huì)影響銅的浸出，因此，研究絹云母對(duì)微生物浸出黃銅礦的影響具有重要意義。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)礦樣

試驗(yàn)用黃銅礦購(gòu)自浙江大學(xué)礦物標(biāo)本廠，為黃鐵礦型；黃鐵礦選自某銅礦山富塊礦，分別采用瓷球磨細(xì)磨至粒徑小于74 μm，保存于空氣干燥器中；絹云母選自河北省某云母廠，粒度分別為?33 μm、+33?43 μm 、+43?74 μm。試驗(yàn)用礦物主要元素分析結(jié)果如表1所列，XRD衍射分析結(jié)果如圖1所示。由表1和圖1可知，試驗(yàn)用礦物均較純，黃銅礦和黃鐵礦雜質(zhì)較少，黃銅礦中含有少許黃鐵礦，而絹云母中含有少量石英礦物。

表1 實(shí)驗(yàn)用礦物主要元素分析Table 1 Analytical results of main elements in ore samples

圖1 礦樣的XRD譜Fig. 1 XRD patterns of ore samples: (a) Muscovite;(b) Chalcopyrite; (c) Pyrite

1.2 菌種及培養(yǎng)基

浸礦用混合菌來(lái)自湖北大冶某大型硫化銅礦井下酸性礦坑水，經(jīng)過(guò)復(fù)篩、分離馴化后，獲得了一種氧化活性較高的浸礦菌，經(jīng)北京三博遠(yuǎn)志生物技術(shù)公司鑒定，它是以嗜酸氧化亞鐵硫桿菌(簡(jiǎn)稱At.f)為主的混合菌。菌種最佳培養(yǎng)條件如下：初始pH值2.0，搖床溫度30 ℃，轉(zhuǎn)速160 r/min，采用9K培養(yǎng)基。將基礎(chǔ)無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)液于121 ℃滅菌20 min，能源物質(zhì)硫酸亞鐵經(jīng)微孔濾膜(d0.22 μm)真空抽濾除菌之后混合使用。實(shí)驗(yàn)菌種制備方法如下：將菌種恒溫培養(yǎng)至生長(zhǎng)對(duì)數(shù)期，對(duì)菌液進(jìn)行離心，在5 000 r/min下離心20 min，去上清液得到固體，用pH值為2.0預(yù)先滅過(guò)菌的硫酸溶液對(duì)沉淀進(jìn)行洗滌和重懸浮，然后再離心去上清液，如此反復(fù)操作3次，以得到純的細(xì)胞懸液，在生物顯微鏡下進(jìn)行計(jì)數(shù)，調(diào)整細(xì)菌濃度。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

浸出試驗(yàn)在250 mL錐形瓶中進(jìn)行，采用不含鐵的9K培養(yǎng)基100 mL，經(jīng)LS-B55L型立式壓力蒸汽滅菌鍋滅菌后，加入黃銅礦和黃鐵礦，用量各為2 g。黃鐵礦是 At.f混合菌的緩效能源物質(zhì)[13]，能穩(wěn)定提供Fe2+，且能與黃銅礦組成原電池反應(yīng)促進(jìn)黃銅礦中銅的浸出[14]。預(yù)先調(diào)節(jié)黃銅礦與黃鐵礦的耗酸平衡至pH=2.0。然后接入菌種10 mL，接種量10%，細(xì)菌濃度為1.0×107cell/mL，細(xì)菌計(jì)數(shù)在ZBM?300E無(wú)窮遠(yuǎn)生物顯微鏡下采用血球計(jì)數(shù)板進(jìn)行細(xì)菌計(jì)數(shù)。最后加入絹云母，將錐形瓶用封口透氣膜封上，放入THZ-D型臺(tái)式恒溫振蕩器，調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)溫度 30 ℃，轉(zhuǎn)速 160 r/min，進(jìn)行質(zhì)量分?jǐn)?shù)與粒度的影響試驗(yàn)，絹云母用量以質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)表示。蒸發(fā)掉的水分和取樣消耗的液量用pH=2.0的去離子水補(bǔ)足。

浸出體系pH值用PHS?2F型pH計(jì)測(cè)量，氧化還原電位φ采用鉑—甘汞復(fù)合電極在PHS?2F型pH計(jì)的電位檔測(cè)定，保證酸度計(jì)的內(nèi)阻大于109?以確保電位測(cè)量的準(zhǔn)確性。浸出液中Cu2+濃度采用碘量法滴定，在浸出末期因 Fe3+濃度較高存在干擾時(shí)需用NH4HF2進(jìn)行掩蔽。浸出液中TFe、Fe2+濃度采用重鉻酸鉀法滴定。浸渣采用 XRD分析，由北京科技大學(xué)材料測(cè)試中心進(jìn)行檢測(cè)，X射線衍射分析儀器設(shè)備型號(hào)為Rigaku(日本理學(xué)) Dmax-RB 12KW旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極衍射儀。

圖2 不同絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)下Cu2+的浸出率Fig. 2 Leaching rate of Cu2+ at different mass fractions of sericite

圖3 不同絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)下pH值的變化曲線Fig. 3 Changing curves of pH value in solution with different mass fractions of sericite

2 結(jié)果與分析

2.1 絹云母含量的影響

選擇粒度為?33 μm的絹云母，與黃銅礦、黃鐵礦構(gòu)成礦漿浸出體系，考察了絹云母含量對(duì)黃銅礦浸出效果的影響。如圖 2所示，絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0、2.5%、5.0%、7.5%和10.0%時(shí)，浸出32 d，對(duì)應(yīng)銅的浸出率分別為 42.71%、52.79%、54.88%、50.17%和46.20%。銅浸出率隨著絹云母含量的增加而呈先升高后降低的趨勢(shì)。絹云母可促進(jìn)黃銅礦的浸出，并且浸出速度明顯與絹云母的含量大小有關(guān)系。絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.0%、7.5%和10.0%時(shí)，浸出速度較快，在浸出期 4~8 d，銅浸出率分別達(dá)到 46.24%、44.74%和38.39%，浸出基本完成；絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%和0時(shí)，浸出速度較慢，在浸出期8~12和12~16 d，銅浸出率分別達(dá)到 31.63%和 31.09%，此后銅浸出率上升放緩。

在低溫下細(xì)菌浸出黃銅礦過(guò)程中，礦漿濃度為2%~10%時(shí)，銅浸出率較為接近，并且有隨著礦漿濃度升高略呈降低的趨勢(shì)[15]。因此，礦漿濃度并不是影響黃銅礦浸出率的主要因素，絹云母的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是決定因素。

黃銅礦的銅浸出歷程可以分為浸出的延遲期、快速增長(zhǎng)期和停滯期3個(gè)時(shí)期。隨著絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，黃銅礦浸出的延遲期變短：絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0時(shí)，其延遲期為12~16 d，絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%時(shí)，其延遲期為 8~12 d，絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 5.0%、7.5%和10.0%時(shí)，其延遲期為4~8 d。

圖3所示為浸出體系的pH值變化情況。絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0和2.5%時(shí)，浸出體系的pH值隨著時(shí)間延長(zhǎng)呈先上升后下降的趨勢(shì)，符合At.f混合菌的生長(zhǎng)的特點(diǎn)，pH最終值分別為1.49和1.18。而絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高時(shí)，浸出體系的 pH值隨時(shí)間延長(zhǎng)明顯下降，并隨著質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而下降幅度增大。絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.0%、7.5%和10.0%時(shí)，對(duì)應(yīng)的pH最終值分別為1.15、1.16和1.22。銅的浸出率越高，pH最終值越低。而大多數(shù)硅酸鹽礦物(輝石、黑云母、角閃石和橄欖石)使浸出液的pH值增加[6]。浸出體系pH值出現(xiàn)這種情況的原因可能有以下兩方面：

另一方面，絹云母 [KAl12(Si3AlO10)(OH)2]屬于層片狀鋁鉀硅酸鹽結(jié)構(gòu)，其 K—O鍵的鍵強(qiáng)遠(yuǎn)小于Al—O和Si—O，當(dāng)?shù)V物解離時(shí)K—O鍵最易斷裂，在礦物表面暴露出 K+和硅氧四面體陰離子。由于 K+在水中易于溶解，導(dǎo)致礦物表面有很強(qiáng)鍵合羥基的能力，同時(shí)，由于表面主要是硅氧四面體陰離子，剩余鍵能為離子鍵，負(fù)電性較強(qiáng)，零電點(diǎn)極低，一般為0.6~3.5[17]，溶液中金屬離子Al3+、Fe3+容易被吸附，并在礦物表面微區(qū)域內(nèi)發(fā)生水解，且水解均顯酸性：

從圖3可以看出，絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于5.0%時(shí)，在浸出初期0~4 d，浸出體系pH值下降較快，但此時(shí)細(xì)菌濃度還較低，絹云母是導(dǎo)致浸出體系初期 pH值降低較快的主要原因。隨著細(xì)菌氧化黃鐵礦產(chǎn)酸，溶液pH值在浸出后期下降幅度很大。

圖4所示為浸出體系的φ值變化情況。從圖4可以看出，不添加絹云母時(shí)，溶液φ值上升最慢，其次是絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%。當(dāng)絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于或等于5.0%時(shí)，溶液φ值上升得很快，且絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，溶液φ值上升得越快。當(dāng)完成浸出后，銅浸出率越高的浸出體系，其最終氧化還原電位φ值也越高。絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.0%、2.5%、5.0%、7.5%和10.0%，最終氧化還電位φ分別為581、605、609、606和606 mV。從圖4中可以看出，絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，φ值上升越快，結(jié)合圖2所示銅浸出率分析，絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，銅浸出率上升越早，說(shuō)明φ值上升過(guò)程即為銅浸出過(guò)程。

采用微生物浸出時(shí)，氧化還原電位對(duì)黃鐵礦氧化分解有重要影響。φ值上升到500 mV以上時(shí)[19]，黃鐵礦的浸出率可大幅度提高，在浸出末期 pH值持續(xù)降低。由于浸出過(guò)程不調(diào)節(jié)酸平衡，因此出現(xiàn)φ值越高而pH值越低的現(xiàn)象。

圖4 不同絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)下φ值的變化曲線Fig. 4 Changing curves of φ value in solution with different mass fractions of sericite

圖5 不同絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)下浸出液中Fe2+濃度變化曲線Fig. 5 Changing curves of Fe2+ concentration in leaching solution at different mass fractions of sericite

圖6 不同絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)下浸出液中Fe3+濃度變化曲線Fig. 6 Changing curves of Fe3+ concentration in leaching solution at different mass fractions of sericite

隨著絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不同，在浸出過(guò)程中鐵離子的濃度也不同。浸出液中Fe2+與Fe3+的濃度隨時(shí)間變化過(guò)程如圖5和6所示。細(xì)菌浸出初期，F(xiàn)e2+的濃度約為0.7 g/L(主要是酸溶解產(chǎn)生的鐵)，此時(shí)Fe3+幾乎檢測(cè)不出。接種At.f為主的混合菌后加入絹云母，浸出液中Fe2+的濃度逐漸降低，絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，F(xiàn)e2+的濃度下降得越快。Fe2+和Fe3+的溶液存在平衡式如反應(yīng)式(8)所示，因此，F(xiàn)e3+的變化趨勢(shì)與 Fe2+的相反。由圖6可以看出，浸出液中Fe3+濃度從零逐漸開(kāi)始增長(zhǎng)，絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，F(xiàn)e3+的濃度增加得越快。在浸出末期，絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.5%時(shí)，F(xiàn)e3+濃度最高，為5.03 g/L；而絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0時(shí)，F(xiàn)e3+的濃度最低，為3.13 g/L。HAVLIK等[20]研究表明，黃銅礦的浸出依賴于Fe3+的濃度，當(dāng)Fe3+匱乏時(shí)，黃銅礦浸出動(dòng)力學(xué)明顯較慢；當(dāng)Fe3+濃度超過(guò)0.5 mol/L后，F(xiàn)e3+對(duì)浸出反應(yīng)的影響不大。而絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 5.0%時(shí)，銅浸出率最高，其最終 Fe3+濃度為 4.98 g/L，因此，溶液中Fe3+過(guò)高或過(guò)低都會(huì)導(dǎo)致黃銅礦的銅浸出率降低。Fe3+與 Fe2+濃度的比值對(duì)黃銅礦的銅浸出有較大的影響[21]，且溶液中Fe3+與Fe2+濃度可根據(jù)Nernst方程式(7)和含F(xiàn)e2+、Fe3+的溶液平衡關(guān)系式(8)計(jì)算可得。

綜上所述，造成浸出歷程變化的主要原因是浸出體系的氧化還原電位φ和pH值的變化，銅的浸出速度受到pH值和φ值的嚴(yán)格控制：當(dāng)pH值降至1.85左右以及φ值處于375~549 mV這個(gè)上升過(guò)程時(shí)，則銅的浸出速率呈快速增長(zhǎng)。當(dāng)φ值增加到超過(guò)臨界值(φ約430 mV)時(shí)，銅浸出速率反而下降[22]。這說(shuō)明氧化還原電位值(φ)變化過(guò)程對(duì)于黃銅礦的銅浸出有較大影響，而絹云母的存在能控制這一影響，使適宜浸出的電位區(qū)間提前。

2.2 絹云母粒度的影響

在絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.0%的條件下，考察粒度分別為?33 μm、+33?43 μm、+43?74 μm 的絹云母對(duì)黃銅礦浸出過(guò)程的影響。由圖7可見(jiàn)，在浸出時(shí)間為32 d、絹云母粒度為+43?74 μm時(shí)，黃銅礦浸出速度最慢，銅浸出率為17.39%；當(dāng)絹云母粒度為+33?43 μm時(shí)，銅的浸出速度較快，浸出率達(dá)到47.79%；當(dāng)絹云母粒度為?33 μm時(shí)，銅的浸出速度最快，浸出率也最高，為54.88%?？梢?jiàn)，絹云母顆粒越細(xì)，銅的浸出速度越快，銅的浸出率越高。這與絹云母的性質(zhì)有關(guān)系，在溶液中，絹云母的負(fù)電性較強(qiáng)，零電點(diǎn)極低。其粒度越細(xì)，解離出的K+越多，負(fù)電性就越強(qiáng)，親水性也越強(qiáng)。因此，一方面，絹云母對(duì)溶液中金屬離子Fe3+的吸附性很強(qiáng)，F(xiàn)e3+的水解及鐵礬類(lèi)物質(zhì)的生成基本發(fā)生在其表面微區(qū)，能減輕沉淀物質(zhì)對(duì)黃銅礦微生物浸出的阻礙作用，這可能是促進(jìn)黃銅礦浸出的原因；另一方面，絹云母表面鍵合羥基，隨著pH值變化，OH+或H?在表面的分布也發(fā)生變化，使礦物表面荷電，會(huì)反過(guò)來(lái)影響浸出體系pH值。關(guān)于石英對(duì)黃銅礦微生物浸出影響的研究結(jié)果表明，石英粒度越細(xì)，銅的浸出率越高[10]。關(guān)于納米硅對(duì)黃銅礦精礦化學(xué)浸出影響的研究表果表明，它對(duì)黃銅礦也有促進(jìn)作用[6]。因此，細(xì)粒度含硅礦物具有一定的活性，能促進(jìn)黃銅礦微生物的浸出，可能取決于硅酸鹽礦物SiO2的含量。

圖7 不同絹云母粒度下Cu2+的浸出率Fig.7 Leaching rate of Cu2+ at different grain sizes of sericite

2.3 浸渣XRD分析

DIXON等[14]研究認(rèn)為，黃鐵礦與黃銅礦質(zhì)量比為2~4是電化學(xué)浸出黃銅礦的有效范圍。由于本實(shí)驗(yàn)采用黃鐵礦黃銅礦質(zhì)量比為 1，可推測(cè)黃銅礦浸出的主要作用不是電化學(xué)作用，而是Fe3+氧化作用和混合菌的氧化作用。

絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0和5.0%時(shí)的浸渣XRD譜如圖8所示。由圖8可見(jiàn)，主要新生成物質(zhì)是銨黃鐵礬[(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12]，其次是黃鉀鐵礬[KFe3(SO4)2(OH)6]。兩種鐵礬物質(zhì)的峰位置相近，但銨黃鐵礬的峰匹配更好。在微生物浸出黃銅礦的研究中，銨黃鐵礬的發(fā)現(xiàn)，還鮮有報(bào)道。在濕法冶金中用銨黃鐵礬法可除去浸出液中的鐵[23]：將浸出液調(diào)到pH=1.5~2.0在恒溫水浴中(t=90 ℃)，緩慢滴加(NH4)2SO4使Fe3+轉(zhuǎn)化為銨黃鐵礬沉淀除去。由于采用不含F(xiàn)e的9K培養(yǎng)基，培養(yǎng)基中(NH4)2SO4濃度為3.0 g/L，相對(duì)較多，在浸出末期pH值＜2.0，可生成銨黃鐵礬，反應(yīng)式：

圖8 混合礦浸渣的XRD譜Fig. 8 XRD patterns of leaching residue after mixed ore bioleaching: (a) 5.0% sericite (mass fraction); (b) Without sericite

銨黃鐵礬覆蓋在礦物表面，對(duì)黃銅礦的浸出有一定的阻礙作用，其生成量大小取決于溶液中Fe3+濃度高低，即取決于黃鐵礦與黃銅礦氧化程度的高低。絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0時(shí)，銅浸出率較低，浸渣的銨黃鐵礬衍射峰也較弱；絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.0%，銅浸出率較高，浸渣的銨黃鐵礬衍射峰較強(qiáng)(見(jiàn)圖8)。由化學(xué)反應(yīng)式(9)可知，銨黃鐵礬的生成，能使溶液的pH值降低，酸性增強(qiáng)，與前面分析其 pH值較低相對(duì)應(yīng)。另外，比較兩組浸渣的黃鐵礦、黃銅礦的峰，發(fā)現(xiàn)前者浸渣中黃鐵礦峰較弱，后者黃銅礦的峰較弱，說(shuō)明加入絹云母后能促進(jìn)黃銅礦微生物浸出。

3 結(jié)論

1) 以At.f為主的混合菌作為浸礦菌種，采用不含F(xiàn)e的 9K培養(yǎng)基，浸出黃銅礦?黃鐵礦組成的混合硫化礦，浸出32d，銅浸出率為42.71%，可得到較好的浸出效果。

2) 絹云母的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和粒度組成均能影響黃銅礦的銅浸出率。銅浸出率隨著絹云母的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加呈先上升后降低的趨勢(shì)，但均比不添加絹云母的高；絹云母的粒度越細(xì)，銅浸出率越高。當(dāng)絹云母的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.0%、粒度為?33 μm時(shí)，銅浸出速率最快，浸出率最高，最終銅浸出率為54.88%，與不添加絹云母時(shí)的相比較，提高了12%。

3) 黃鐵型黃銅礦細(xì)菌浸出歷程分為浸出的延遲期、快出增長(zhǎng)期和緩滯期，未加絹云母時(shí)，其延遲期為 12~16 d。在絹云母存在的條件下，可將其延遲期縮短4~8 d，浸出完成后體系 pH低于1.22，同時(shí)，氧還原電位φ值較高。這是絹云母促進(jìn)黃銅礦浸出的主要體現(xiàn)。

4) 銨黃鐵礬是浸渣中的主要新生成物質(zhì)，它的生成能使溶液 pH值降低，且覆蓋于黃銅礦的表面對(duì)微生物浸出銅有一定的阻礙作用。同時(shí)黃鐵礦、黃銅礦的衍射峰強(qiáng)度明顯不同，與不添加絹云母時(shí)相比，絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.0%時(shí)，浸渣中黃銅礦較少，黃鐵礦較多。

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Effect of sericite on bioleaching of chalcopyrite

MO Xiao-lan1,2, LIN Hai1,2, FU Kai-bin1,2, DONG Ying-bo1,2, XU Cheng-yan1,2
(1. School of Civil and Environment Engineering, University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083, China;2. Key Laboratory for High-Efficient Mining and Safety of Metal Mines, Ministry of Education,Beijing 100083, China)

The effect of addition of sericite on bioleaching of chalcopyrite was investigated using mixed cultures of Acidithiobacillus ferrooxidans. The results show that the leaching rate of copper increases with the particle size of sericite decreasing, and the leaching rate of copper increases at first and then decreases with the mass fraction of sericite increasing. By using 5% (mass fraction) sericite with particle size of ?33 μm, the highest leaching rate of copper is 54.88%, which is about 12% higher than that of the chalcopyrite bioleaching without sericite, and which indicates that the bioleaching of chalcopyrite can be promoted with the addition of sericite. The pH value of leaching system can be decreased by the addition of sericite, which is lower than 1.22 finally. The new compounds of ammoniojarosite is generated mainly in the bioleaching process, which cover the surface of chalcopyrite, and hinder the bioleaching of chalcopyrite to a certain extent.

bioleaching; sericite; chalcopyrite; bacteria; pyrite; ammoniojarosite

TD925.5

A

1004-0609(2012)05-1475-07

金屬礦山高效開(kāi)采與安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助項(xiàng)目

2011-03-18；

2011-08-25

林 海，教授，博士，電話：010-62332526; E-mail: linhai@ces.ustb.edu.cn

(編輯 何學(xué)鋒)