專利名稱：硫化礦的堆浸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硫化礦的堆浸。更具體而言，本發(fā)明涉及成堆硫化礦的生 物氧化，這種礦堆中的至少一個(gè)由在礦堆堆積前施加了細(xì)菌接種物的礦石 形成。
背景技術(shù)：
堆浸是通常從低級(jí)礦或廢物中瀝濾貴金屬和賤金屬的一種可用選擇方 案。使用一系列微生物的生物氧化是這類瀝濾的一種可選方案。將這種生 物氧化不同地描述為利用酸性瀝濾劑的初級(jí)瀝濾或在例如氰化步驟前的預(yù) 處理步驟。
轉(zhuǎn)讓給Placer Dome，Inc.的美國(guó)專利6207443描述了硫化礦的生物氧化 方法，其中將預(yù)先生物氧化過的材料引入到礦堆中。在礦堆或大容器中對(duì) 包含金屬s克化物的第 一部分給料物質(zhì)進(jìn)行生物氧化，形成生物氧化部分。 隨后將該生物氧化過的部分與第二部分給料物質(zhì)混合，形成混合給料物質(zhì)。 該混合給料物質(zhì)隨后可用于形成另 一礦堆。在有或沒有合適營(yíng)養(yǎng)物的情況 下，通過施加包括硫酸和合適微生物的接種物，在另一礦堆中進(jìn)行生物氧 化。使這種瀝濾劑滲經(jīng)過礦堆，并在該礦堆的底部除去瀝濾母液。
混合來自第 一礦堆的生物氧化殘?jiān)偷诙糠值V石的方式如下將兩 種礦石引入到團(tuán)聚物內(nèi)或可將兩者直接放到傳送帶上到達(dá)另一個(gè)礦堆。另 一替換方案是將生物氧化殘?jiān)诺降诙o料部分所形成的礦堆的頂上。
在進(jìn)入團(tuán)聚機(jī)之前混合兩種給料存在問題，因?yàn)閳F(tuán)聚機(jī)內(nèi)的條件對(duì)存 在的微生物尤其苛刻，尤其是微生物必須在整個(gè)團(tuán)聚過程中存在的情況。 與上述兩種礦流混合的替換形式有關(guān)的問題在于不太可能使所有的第二 礦流或第二部分礦石都暴露于生物氧化殘?jiān)写嬖诘奈⑸?。類似地，?不存在確保大比例的第二給料礦流或第二部分給料礦石暴露于施與到另一 個(gè)礦堆上的接種物/瀝濾劑的機(jī)理。這種礦堆面臨著與堆浸有關(guān)的傳統(tǒng)問題， 尤其是開槽(channeling)中。
轉(zhuǎn)讓給Geobiotics, Inc.的美國(guó)專利6083730描述了 一種礦堆生物氧化 方法，其中礦堆包括底層如粗礦石顆粒，所述底層上覆蓋有由將要被生物 氧化的礦石制成的精礦。這種覆蓋在礦堆堆積前發(fā)生在團(tuán)聚機(jī)中。然后以 典型的方式對(duì)礦堆接種細(xì)菌，所述細(xì)菌能夠生物氧化覆蓋在底層上的精礦 內(nèi)的金屬硫化物顆粒。這種接種在礦堆堆積過程中進(jìn)行或在礦堆堆積之后 立即進(jìn)行。這種方法旨在通過均勻覆蓋形成礦堆的底層使盡可能多的金屬 硫化物暴露于瀝濾劑。但是，沒有描述使生物氧化所用的微生物有效均勻 地分布在整個(gè)礦堆中的任何機(jī)理。
在Bruynesteyn的美國(guó)專利申請(qǐng)10/723392(公開號(hào)US 2004/0131520 Al) 中，描述了低硫含量的礦的瀝濾方法。這種方法包括經(jīng)細(xì)磨的單質(zhì)硫暴露 于硫氧化細(xì)菌的培養(yǎng)物作為預(yù)處理步驟的機(jī)理，其中硫顆粒被潤(rùn)濕，細(xì)菌 自身附著到這些硫顆粒上。然后在典型的團(tuán)聚過程中將得到的預(yù)處理硫、 水和細(xì)菌的混合物加入到礦石顆粒中。這種方法集中在預(yù)處理過程中硫酸 的產(chǎn)生上，硫酸可用于部分滿足最終形成的礦堆中礦石的酸需求。同樣， 顯然硫氧化細(xì)菌經(jīng)受整個(gè)團(tuán)聚過程和其苛刻環(huán)境。
在摔爭(zhēng)讓纟合Newmont Gold Co.牙口 Newmont Mining Corporation的美國(guó)專利 5246486中，描述了礦堆中硫化物的生物氧化方法。這種方法的一個(gè)關(guān)鍵要 素是由硫化礦顆粒形成"微粒"。在這些微粒的形成中使用接種物，在堆積傳 送帶上時(shí)將所述接種物噴灑到礦石上，該方法旨在反映公知的團(tuán)聚。在該 說明書中還注意到，對(duì)于微粒的形成，還可使用其它方法，包括圓盤型團(tuán) 聚設(shè)備。此外，參考在傳送帶上將礦石浸到液槽內(nèi)，以及螺桿擠出機(jī)的使 用。
隨后在礦堆的堆積中使用如上形成的微粒。由此表明，在有或沒有附 加營(yíng)養(yǎng)物的情況下，以已知方式，隨后將瀝濾溶液分散在整個(gè)堆中時(shí)，產(chǎn) 生有效的瀝濾。盡管以形成微粒的方式使接種體分布在整個(gè)堆中是有利的， 但接種物的微生物同樣在團(tuán)聚過程中經(jīng)受苛刻的物理?xiàng)l件，包括長(zhǎng)期暴露 于磨蝕力，這會(huì)降低它們?cè)谧罱K形成的礦堆中的有效性。
在Echo Bay Mines Limited的國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/IB98/00969(公開號(hào) W098/51827)中，描述了用于^L化礦的組合槽/堆生物氧化方法。該方法包 括將難熔硫化礦源分成兩個(gè)流。這些流中的第 一個(gè)在槽式反應(yīng)器中暴露于 硫化物分解微生物，以使微生物適應(yīng)顆粒狀硫化礦，然后使部分分解的礦
石與第二硫化礦礦流混合。隨后在有或沒有團(tuán)聚步驟的情況下，使用固/液 分離(脫水)的固體部分構(gòu)造礦堆。然后使用來自固/液分離步驟的液體對(duì)礦 堆進(jìn)行接種并進(jìn)行生物氧化過程。在生物氧化步驟后，對(duì)礦堆進(jìn)行瀝濾過 程如氰化。如所述，隨后將來自生物氧化反應(yīng)器的固體和液體傳送到增稠 器中，所述增稠器中的內(nèi)含物最后進(jìn)行固/液分離。分離后，在堆浸中將整 個(gè)內(nèi)含物有效地重新混合。從而形成非常逐步或間歇的過程，由此可能對(duì) 如何有效實(shí)施該方法引入限制。另外，固/液分離或脫水步驟連同在堆積礦 堆前對(duì)來自該步驟的固體進(jìn)行的團(tuán)聚步驟同樣使微生物暴露于相對(duì)苛刻的 物理?xiàng)l件。此外，隨后以與現(xiàn)有技術(shù)主體大部分相同的方式通過入滲礦堆 將接種物施加到礦堆上。
如上所述，許多專利說明書都描述了堆浸環(huán)境中的生物氧化過程，以 及礦石和/或礦堆的接種。但是，很少或沒有描述關(guān)于產(chǎn)生、保持、處理和 運(yùn)輸商業(yè)堆浸操作所需足夠體積的生物氧化用合適微生物的培養(yǎng)物的方 式。這本身是困難和復(fù)雜的搡作。
各式各樣的菌種已被描述為適合或存在于上述類型的生物氧化過程。
所述菌種包括氧化亞鐵硫桿菌(77z/o/)acz'//w Ferrao;dt/ara)、氧化硫硫桿菌 (77z/o6a"7/t " T7n'oox/(iaws)、 器官石危4干菌(77h》Z7"c/〃ms Og(37w/7(3rw力、p者酉交石危 桿菌(77zz'o6ac/〃1^ Jc/(i; /H7w力、 熱氧化石克4匕坤干菌(Sw/yb6ac/〃z^ 77ze環(huán)ora析fifoax/c/ara)、 嗜酉殳熱石?；~菌(iSw^ /oZws J"ViocaWan'—、 sulfolobus BC、石克石黃礦石JU匕葉菌(5W/0/061^ iW/ator/cw)、布氏酸菌(J"Wo77z^ Bn'er/ey)和鐵氧化鉤端螺菌(丄ep^^^'〃"附FerraonWara)。這些菌種通常#皮描 述為對(duì)于要被生物氧化的礦石是固有的，并且提供瀝濾條件使固有菌種促 進(jìn)和影響生物氧化過程。
堆浸操作的溫度對(duì)在生物氧化過程中最活躍的這些菌種有影響。這還 經(jīng)常影響瀝濾的效率/效力。這又將影響下游金屬回收步驟中從瀝濾母液中 回收金屬。當(dāng)試圖生物氧化傳統(tǒng)上難瀝濾礦如黃銅礦時(shí)，這種問題更突出。 國(guó)際專利申請(qǐng) PCT/AU2004/001597(WO 2005/056842)以及 PCT/AU2004/000236(WO 2004/081241 )描述了這種方法，其中在使引入堆中 的某些菌種能夠工作的預(yù)定溫度下進(jìn)行堆浸。PCT/AU2004/000236的方法 利用中溫菌種的存在將礦堆的溫度升高到嗜熱菌種能用于生物氧化存在的 黃銅礦的溫度。美國(guó)專利6110253也描述了用于黃銅礦堆浸中的生物氧化， 但使用外部熱源，如加熱的瀝濾溶液，或利用用于向礦堆引入氧氣的管件 中的熱空氣或熱流。
本發(fā)明的一個(gè)目的是基本克服與上述現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的問題或缺點(diǎn)，或 至少^提供可運(yùn)用這些方法的有用替代方案。
前面背景技術(shù)的討論僅僅在于有利于本發(fā)明的理解。應(yīng)當(dāng)理解的是， 討論不是認(rèn)可或承認(rèn)任何所提到的材料都是申請(qǐng)優(yōu)先權(quán)日期時(shí)在澳大利亞 或任何其它國(guó)家中的公知普通知識(shí)的一部分。
在整個(gè)說明書中，除非上下文另外要求，術(shù)語(yǔ)"包括"或其變化形式將被 理解為指包含所述整數(shù)或整數(shù)組，而不是排除任何其它整數(shù)或整數(shù)組。

發(fā)明內(nèi)容
才艮據(jù)本發(fā)明，提供一種硫化礦的堆浸方法，該方法的特征在于以下工
藝步驟
(i) 礦石給料的團(tuán)聚或潤(rùn)濕；
(ii) 將團(tuán)聚或潤(rùn)濕的礦石暴露于接種物，所述接種物包含一種或多種能 夠生物氧化該礦石中硫化物礦物的菌種；
(iii) 由步驟(ii)的礦石形成一個(gè)或多個(gè)礦堆；
(iv) 進(jìn)一步使細(xì)菌接種物分布在所述一個(gè)或每個(gè)礦堆的至少一部分上；
以及
(v) 回收從礦堆排出的瀝濾溶液并將其一部分傳送至金屬回收裝置。 優(yōu)選地，提供細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)，細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)供應(yīng)用于加入到步驟(i)中團(tuán)聚或
潤(rùn)濕礦石的細(xì)菌接種物以及用于加入到步驟(iv)中所述一個(gè)或每個(gè)礦堆的 細(xì)菌4妄種物。
可提供一個(gè)或多個(gè)瀝濾溶液池來接收所述一個(gè)或每個(gè)礦堆的瀝濾溶
每個(gè)礦堆。瀝濾溶液液池還可接收來自細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)的細(xì)菌接種物。
優(yōu)選在瀝濾溶液傳送至瀝濾溶液池前，從瀝濾溶液中提取供給到金屬
回收裝置的來自所述一個(gè)或每個(gè)礦堆的部分瀝濾溶液。
本發(fā)明的方法還包括在細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)中使儲(chǔ)用細(xì)菌培養(yǎng)物(stock bacterial
culture)與步驟(i)中使用的礦石樣品或礦石的一部分混合，以便使儲(chǔ)用細(xì)菌
培養(yǎng)物適應(yīng)該礦石。細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)還使儲(chǔ)用細(xì)菌培養(yǎng)物適應(yīng)可用的礦區(qū)水，
所述礦區(qū)水尤其可能為鹽水或含有其它污染物。
細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)(bacterial farm)優(yōu)選連續(xù)運(yùn)行。將細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)的產(chǎn)物引入步 驟(ii)中的礦石、所述一個(gè)或每個(gè)礦堆和/或所述一個(gè)或每個(gè)瀝濾溶液池的能 力部分地促進(jìn)了細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)地連續(xù)運(yùn)行。
根據(jù)本發(fā)明，還提供一種硫化礦的堆浸方法，該方法的特征在于以下 工藝步驟
(i) 提供用于產(chǎn)生能夠生物氧化礦石中硫化物礦物的細(xì)菌培養(yǎng)物的細(xì)菌 培養(yǎng)場(chǎng)；以及
(ii) 分配來自該培養(yǎng)場(chǎng)的細(xì)菌培養(yǎng)物，以對(duì)礦石給料、 一個(gè)或多個(gè)礦堆 和被安排接收來自所述一個(gè)或每個(gè)礦堆的瀝濾溶液的一個(gè)或多個(gè)池中的每 一個(gè)進(jìn)行接種，其中該方法的具體要求決定平衡這種分配的方式。
細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)優(yōu)選包括使將被氧化的礦石給料的一部分暴露于非該礦石 固有的儲(chǔ)用細(xì)菌培養(yǎng)物，以便進(jìn)行預(yù)處理或使儲(chǔ)用細(xì)菌培養(yǎng)物適應(yīng)該礦石。
根據(jù)本發(fā)明，首先按已知的方式開采礦石，并運(yùn)送到粉碎過程，在該 過程中將礦石粉碎至預(yù)定尺寸。
隨后將粉碎的礦石傳送至團(tuán)聚或潤(rùn)濕步驟。在以下將詳細(xì)說明的團(tuán)聚 或潤(rùn)濕步驟中，首先對(duì)粉碎的礦石進(jìn)行團(tuán)聚或潤(rùn)濕，然后用細(xì)菌接種物接 種。
然后將來自團(tuán)聚或潤(rùn)濕步驟的礦石從該步驟傳送到傳送機(jī)上并用于堆 積一個(gè)或多個(gè)礦堆。
提供細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)用于基本連續(xù)產(chǎn)生適應(yīng)的細(xì)菌培養(yǎng)物。對(duì)細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng) 進(jìn)行控溫、攪拌和通氣。另外，考慮到主要條件的需要，還向細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng) 加入一種或多種營(yíng)養(yǎng)物如鉀、氮、磷和《美。
細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)位于礦區(qū)，以便向團(tuán)聚或潤(rùn)濕步驟供給細(xì)菌接種物、向所 述一個(gè)或每個(gè)礦堆供給細(xì)菌接種物或向一個(gè)或多個(gè)瀝濾溶液池供給細(xì)菌接 種物。細(xì)菌接種物的所述三種可能給料使細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)基本連續(xù)運(yùn)行，從而 如果細(xì)菌接種物的一個(gè)目的地由于工藝原因不可用，則其余選擇方案中的 一個(gè)或多個(gè)可以是合適的。
向細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)提供粉碎的礦石部分，以便使儲(chǔ)用細(xì)菌培養(yǎng)物適應(yīng)該粉 碎礦石的硫化物礦物學(xué)和任何其它具體的環(huán)境條件，如礦區(qū)水的鹽度。關(guān) 于這一點(diǎn)，參考了國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/AU00/01022(WO 01/18264 Al)以及US
2004-0206208-A1的公開內(nèi)容，在此引入各自的全部?jī)?nèi)容作為參考。
以公知的方式布置所述一個(gè)或每個(gè)礦堆，以將其中的瀝濾溶液排至一 個(gè)或多個(gè)瀝濾溶液池。
所述一個(gè)或每個(gè)礦堆都設(shè)有沖洗裝置，以便如果認(rèn)為合適可向每個(gè)礦 堆供應(yīng)水、溶解的氧、酸、細(xì)菌接種物和/或營(yíng)養(yǎng)物，或它們的任意組合。
來自瀝濾溶液池的液體在合適時(shí)^皮再循環(huán)到所述一個(gè)或每個(gè)礦堆上。 在瀝濾溶液池前提取來自所述一個(gè)或每個(gè)礦堆的液體或?yàn)r濾母液的滲出流 (bleed steam)并送到金屬回收裝置。例如，如果粉碎礦石的硫化物礦物為黃 銅礦，所述金屬回收裝置可包括溶劑交換和電解提取步驟來回收銅。
按照廣泛已知的方式形成所述一個(gè)或每個(gè)礦堆。但是，這可概括地描 述為在預(yù)先制備的墊上提供不透水的膜。膜可包括粘土或HDPE，或可為上 述兩者或其它合適材料的組合。這種材料的適宜性由它對(duì)預(yù)期從所述一個(gè) 或每個(gè)礦堆流出的瀝濾溶液的低或零滲透率確定。
墊的制備包括提供有利于從堆積于其上的礦堆中排出瀝濾溶液的裝 置。這種有利于排出的裝置可包括例如粗粉碎巖石或礦石的層或布置排出管。
以能允許礦堆通氣的方式堆積所述一個(gè)或每個(gè)礦堆，并可包括在礦堆 中提供帶孔管，通過該管可吹入空氣和其它氣體或氣體混合物。
團(tuán)聚或潤(rùn)濕步驟包括從團(tuán)聚機(jī)的第 一端將粉碎的礦石傳送到團(tuán)聚機(jī) 中。還在第一端處或接近第一端處將水、粘合劑和酸中的至少一種或多種 引入團(tuán)聚機(jī)。這大致發(fā)生在團(tuán)聚機(jī)的前三分之二中稱為團(tuán)聚或潤(rùn)濕區(qū)域的 范圍中。隨著粉碎的礦石沿團(tuán)聚機(jī)的徑向通過，從而從團(tuán)聚或潤(rùn)濕區(qū)域進(jìn) 入到團(tuán)聚機(jī)的其余部分(稱為接種區(qū)域)內(nèi)。在團(tuán)聚機(jī)的第二端處或靠近第二 端提供入口，例如細(xì)菌接種物用的一個(gè)或多個(gè)噴嘴。按照這種方式，在團(tuán) 聚的粉碎礦石離開團(tuán)聚機(jī)前，立即將來自細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)的細(xì)菌接種物噴灑到 所述粉碎礦石上。
團(tuán)聚的礦石從團(tuán)聚機(jī)轉(zhuǎn)筒的第二端進(jìn)到能將其送至一個(gè)或多個(gè)礦堆的 一個(gè)或多個(gè)傳送帶上。除了引入到團(tuán)聚機(jī)中之外或代替引入到團(tuán)聚機(jī)中， 可在團(tuán)聚礦石在所述一個(gè)或每個(gè)傳送帶上輸送時(shí)通過一個(gè)或多個(gè)噴射器將 細(xì)菌接種物噴到團(tuán)聚的礦石上。
根據(jù)本發(fā)明，還提供一種將要堆浸的硫化礦團(tuán)聚的團(tuán)聚方法，該團(tuán)聚
方法的特征在于以下工藝步驟
(i) 用酸、粘合劑和水中的一種或多種將礦石至少部分地團(tuán)聚；和
(ii) 將能夠氧化硫化物的細(xì)菌的細(xì)菌接種物加入到步驟(i)的至少部分團(tuán) 聚的礦石中；
從而隨后將團(tuán)聚礦石堆積成用于瀝濾的一個(gè)或多個(gè)礦堆。 在堆積礦堆前，團(tuán)聚礦石的有效接種有助于由細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)供應(yīng)的適應(yīng) 性細(xì)菌培養(yǎng)物或接種物的均勻分布。細(xì)菌接種物在整個(gè)礦堆內(nèi)的均勻分布 減少了與細(xì)菌移居到礦堆上的需要有關(guān)的任何延遲。另外，在硫化礦的礦 物學(xué)和條件合適的情況下，早期細(xì)菌接種物暴露于到團(tuán)聚礦石使得能夠立
即氧化-?；锏V物或進(jìn)行瀝濾。
應(yīng)當(dāng)理解的是，所述一個(gè)或每個(gè)礦堆的堆積是有效地連續(xù)過程，于是 要求細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)基本連續(xù)運(yùn)行。這是認(rèn)為提供基本可連續(xù)運(yùn)行細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng) 有利于硫化礦堆浸的一個(gè)原因。


現(xiàn)在將參考本發(fā)明的 一種實(shí)施方案和附圖僅僅示例性地描述本發(fā)明， 其巾
圖1為根據(jù)本發(fā)明的硫化礦堆浸過程的示意圖；和
圖2為圖1過程的團(tuán)聚或潤(rùn)濕步驟和細(xì)菌接種物引入步驟的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1中顯示了根據(jù)本發(fā)明的硫化礦堆浸過程10。首先按已知的方式開 采12礦石，并送到粉石爭(zhēng)過程14，在粉碎過程14中礦石凈皮粉碎成預(yù)定尺寸。 所述尺寸在約2mm-200mm的范圍內(nèi)，并由存在的硫化物的釋放特性決定。 預(yù)計(jì)在特定情況下可容許較大的尺寸，包括使用轉(zhuǎn)筒實(shí)施本發(fā)明。
隨后將粉碎的礦石傳送至團(tuán)聚或潤(rùn)濕步驟16。在以下將詳細(xì)說明的團(tuán) 聚或潤(rùn)濕步驟16中，首先對(duì)粉^淬的礦石進(jìn)行團(tuán)聚或潤(rùn)濕，隨后用細(xì)菌接種 物18^妄種。
然后使來自團(tuán)聚或潤(rùn)濕步驟16的礦石從該步驟轉(zhuǎn)到傳送機(jī)并用于堆積 一個(gè)或多個(gè)礦堆20。
提供細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)22用于基本連續(xù)地產(chǎn)生適應(yīng)性細(xì)菌培養(yǎng)物。細(xì)菌培養(yǎng) 場(chǎng)包括一系列溫度受控的、攪拌的和通氣的槽。另外，考慮到主要條件的 需要，還向細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)加入一種或多種營(yíng)養(yǎng)物如鉀、氮、磷和鎂。
細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)22位于礦區(qū)，以便向團(tuán)聚或潤(rùn)濕步驟16供給細(xì)菌接種物
18、向所述一個(gè)或每個(gè)礦堆20供給細(xì)菌4妄種物24或向一個(gè)或多個(gè)瀝濾溶 液池28供給細(xì)菌接種物26。細(xì)菌接種物的所述三種可能給料18、 24和26 使細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)22基本連續(xù)運(yùn)行，從而如果細(xì)菌接種物的一個(gè)目的地由于工 藝原因不可用，則其余選擇方案中的一個(gè)或多個(gè)可以是合適的。
向細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)22提供粉碎的礦石部分14,以便使儲(chǔ)用細(xì)菌培養(yǎng)物適應(yīng) 該粉碎礦石的硫化物礦物學(xué)和任何其它具體的環(huán)境條件，如礦區(qū)水的鹽度。 關(guān)于這一點(diǎn)，參考了國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/AU00/01022(WO 01/18264 Al)以及 US 2004-0206208-A1的公開內(nèi)容，在此引入各自的全部?jī)?nèi)容作為參考。
供給到細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)的細(xì)磨碎礦石14的量足以提供固體含量小于或等于 1%的稀礦泥。細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)22中的礦泥保留時(shí)間足以使細(xì)菌大量繁殖，使得 一直存在有效的細(xì)菌群體，優(yōu)選大約為106-109個(gè)細(xì)菌/毫升的溶液。在本發(fā) 明的一種形式中，這是一個(gè)兩階段過程，第一個(gè)階段是細(xì)菌氧化硫化物， 其中細(xì)菌大量繁殖。第二個(gè)階段特征為將細(xì)菌從大部分氧化的固體中分離 出來，這些細(xì)菌可用于附著新的固體。各階段中的礦泥保留時(shí)間預(yù)期各自 為大約2天。
以公知的方式布置所述一個(gè)或每個(gè)礦堆20，以將其中的瀝濾溶液排到 一個(gè)或多個(gè)瀝濾:容液池28中。
所述一個(gè)或每個(gè)礦堆20都設(shè)有沖洗裝置(未示出)，以便如果認(rèn)為合適 的時(shí)候可向每個(gè)礦堆供應(yīng)水、溶解的氧、酸、細(xì)茵接種物和/或營(yíng)養(yǎng)物，或 它們的任意組合。
來自所述一個(gè)或多個(gè)瀝濾溶液池的液體在合適時(shí)被再循環(huán)到所述一個(gè) 或每個(gè)礦堆20上，但這種再循環(huán)可以是有規(guī)律的。在瀝濾溶液池28前提 取來自所述一個(gè)或每個(gè)礦堆20的液體或?yàn)r濾母液的滲出流并送到金屬回收 裝置30。
按照廣泛已知的方式形成所述一個(gè)或每個(gè)礦堆20。但是，這可概括地 描迷為在預(yù)先制備的墊上提供不透水的膜。所述膜可包括粘土或HDPE，或 可為上述兩者或其它合適材料的組合。這種材料的適宜性由它對(duì)預(yù)期從所 述一個(gè)或每個(gè)礦堆20流出的瀝濾溶液的低或零滲透率確定。
置。這種有利于排出的裝置可包括例如粗粉碎巖石或礦石的層或布置排出
以使礦堆能夠通氣的方式堆積所述一個(gè)或每個(gè)礦堆20,并可包括在礦
堆中提供帶孔管，通過該管可吹入空氣和其它氣體或氣體混合物。
在圖2中，顯示了與如上所述細(xì)菌接種物18的引入結(jié)合的團(tuán)聚或潤(rùn)濕 步驟16。團(tuán)聚或潤(rùn)濕步驟16包括使粉碎的礦石從轉(zhuǎn)筒式團(tuán)聚機(jī)32的第一 端34傳送至其中。還從第一端34或接近第一端34處將水36、粘合劑如聚 合物粘合劑38和酸40中的至少一種或多種引入轉(zhuǎn)筒式團(tuán)聚機(jī)32。這大致 發(fā)生在團(tuán)聚機(jī)轉(zhuǎn)筒32的前三分之二中稱為團(tuán)聚或潤(rùn)濕區(qū)域42的范圍中。 隨著粉碎的礦石沿團(tuán)聚機(jī)轉(zhuǎn)筒32的徑向通過，從而從團(tuán)聚或潤(rùn)濕區(qū)域42 進(jìn)入到團(tuán)聚機(jī)轉(zhuǎn)筒32的其余部分(稱為接種區(qū)域44)內(nèi)。在團(tuán)聚機(jī)轉(zhuǎn)筒32 的第二端46處或接近第二端46處提供入口 ，例如細(xì)菌4妻種物18用的一個(gè) 或多個(gè)噴嘴48。按照這種方式，在團(tuán)聚的碎礦石離開團(tuán)聚機(jī)轉(zhuǎn)筒32前，將 來自細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)22的細(xì)菌接種物18立即噴灑到粉碎礦石上。
團(tuán)聚的粉碎礦石在大部分情況下含有2-20%的水分，含水量取決于礦石 的粉碎尺寸和其具體礦物學(xué)特征如粘土含量。
團(tuán)聚的礦石50從團(tuán)聚機(jī)轉(zhuǎn)筒32的第二端36進(jìn)到能夠?qū)F(tuán)聚的礦石50 送到礦堆20的一個(gè)或多個(gè)傳送帶52上。除了引入到團(tuán)聚機(jī)轉(zhuǎn)筒32中之外 或代替引入到團(tuán)聚機(jī)轉(zhuǎn)筒32內(nèi)，可在團(tuán)聚礦石50在所述一個(gè)或每個(gè)傳送 帶52上輸送時(shí)通過噴射器54將細(xì)菌接種物18噴到團(tuán)聚礦石50上。
在堆積礦堆20前，團(tuán)聚礦石的有效接種有助于由細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)22供應(yīng)的 適應(yīng)性細(xì)菌培養(yǎng)物或接種物的均勻分布。細(xì)菌接種物18在整個(gè)礦堆內(nèi)的均 勻分布減少了與細(xì)菌移居到礦堆20上的需要有關(guān)的任何延遲。另外，在硫 化物礦的礦物學(xué)和條件合適的情況下，早期細(xì)菌接種物18暴露于團(tuán)聚礦石 能允許使得能夠立即氧化^^化物礦物或進(jìn)行湯濾，。
本文描述的團(tuán)聚過程中礦石接種的特定機(jī)理還盡可能合理地確保接種 物不完全暴露于團(tuán)礦過程本身的苛刻物理?xiàng)l件。例如，在團(tuán)聚機(jī)轉(zhuǎn)筒32第 二端36處或接近第二端36處加入細(xì)菌接種物減少了接種物中的細(xì)菌暴露 于團(tuán)聚的苛刻條件，所述苛刻條件包括可能受到的摩擦和剪切力。因而， 與現(xiàn)有技術(shù)的方法相比，本發(fā)明的團(tuán)聚方法可產(chǎn)生更有效的接種。 應(yīng)當(dāng)理解的是，所述一個(gè)或每個(gè)礦堆20的堆積為有效地連續(xù)過程，因
而要求細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)22基本連續(xù)地運(yùn)行。這是認(rèn)為提供基本可連續(xù)運(yùn)行細(xì)菌
培養(yǎng)場(chǎng)有利于硫化礦堆浸的一個(gè)原因。另外，具有可用于分布來自細(xì)菌培
養(yǎng)場(chǎng)22的細(xì)菌培養(yǎng)物的大量選擇方案能夠允許細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)基本連續(xù)地運(yùn) 行。也就是說，可使細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)22的適應(yīng)性細(xì)菌培養(yǎng)物或接種物產(chǎn)物分布 到團(tuán)聚或潤(rùn)濕步驟中的一個(gè)或多個(gè)中步驟、分布到為所述一個(gè)或每個(gè)礦堆 供料的池中，、和/或直接分布到所述一個(gè)或每個(gè)礦堆上。最終，可預(yù)料到， 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的方法能使得使用生物氧化的堆浸操作更有效和 更經(jīng)濟(jì)地運(yùn)ff。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的改進(jìn)和變化被認(rèn)為落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種硫化礦的堆浸方法，其特征在于以下工藝步驟(i)礦石給料的團(tuán)聚或潤(rùn)濕；(ii)使團(tuán)聚或潤(rùn)濕的礦石暴露于接種物，所述接種物包含一種或多種能夠生物氧化該礦石中硫化物礦物的菌種；(iii)由步驟(ii)的礦石形成一個(gè)或多個(gè)礦堆；(iv)使進(jìn)一步的細(xì)菌接種物分散在所述一個(gè)或每個(gè)礦堆的至少一部分上；以及(v)回收從礦堆中排出的瀝濾溶液并將其一部分傳送至金屬回收裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中提供細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)以供應(yīng)用于加入到步 驟(i)的團(tuán)聚或潤(rùn)濕礦石的細(xì)菌接種物以及用于加入到步驟(iv)中所述一個(gè)或 每個(gè)礦堆的細(xì)菌4妻種物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中提供一個(gè)或多個(gè)瀝濾溶液池接收 所述一個(gè)或每個(gè)礦堆的瀝濾溶液。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中將來自所述一個(gè)或每個(gè)瀝濾溶液池的 瀝濾溶液再循環(huán)到所述一個(gè)或每個(gè)礦堆。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4的方法，其中瀝濾溶液池還接收來自細(xì)菌培養(yǎng) 場(chǎng)的細(xì)菌接種物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3-5中任何一項(xiàng)的方法，其中在瀝濾溶液轉(zhuǎn)到瀝濾溶 液池前從瀝濾溶液中提取供給到金屬回收裝置中的來自所述一個(gè)或每個(gè)礦 堆的部分瀝濾溶液。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2-6中任何一項(xiàng)的方法，其中該方法還包括在細(xì)菌培 養(yǎng)場(chǎng)使儲(chǔ)用細(xì)菌培養(yǎng)物與步驟(i)中使用的礦石樣品或礦石的一部分混合以 ^^f吏卩諸用細(xì)菌培養(yǎng)物適應(yīng)該礦石。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2-7中任何一項(xiàng)的方法，其中所述細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)使儲(chǔ)用 細(xì)菌培養(yǎng)物適應(yīng)可用的礦區(qū)水。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2-8中任何一項(xiàng)的方法，其中所述細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)連續(xù)運(yùn)行。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中將所述細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)的產(chǎn)物引入到步 驟(ii)中的礦石、所述一個(gè)或每個(gè)堆和/或所述一個(gè)或每個(gè)瀝濾溶液池的能力部分地促進(jìn)了所述細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)的連續(xù)運(yùn)行。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中首先開采形成步驟(i)的礦石給料的 礦石并將其送至粉碎過程，其中將礦石粉碎為預(yù)定尺寸。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll的方法，其中來自步驟(ii)的團(tuán)聚或潤(rùn)濕礦石從該 步驟中轉(zhuǎn)到傳送帶上并用于堆積步驟(iii)的一個(gè)或多個(gè)礦堆。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的方法，其中團(tuán)聚或潤(rùn)濕步驟包括 在團(tuán)聚機(jī)的第 一端將粉碎的礦石送入團(tuán)聚機(jī)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中在第一端或靠近第一端處將水、粘 合劑和酸中的至少一種或多種引入團(tuán)聚機(jī)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中團(tuán)聚機(jī)的第一端由位于稱為團(tuán)聚或 潤(rùn)濕區(qū)的區(qū)域中的團(tuán)聚機(jī)的約前三分之二構(gòu)成。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中隨著粉碎的礦石沿團(tuán)聚機(jī)的徑向通 過，從而由團(tuán)聚或潤(rùn)濕區(qū)進(jìn)入到稱為接種區(qū)的團(tuán)聚機(jī)的其余部分。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13-16中任何一項(xiàng)的方法，其中在團(tuán)聚機(jī)的第二端 處或接近第二端處設(shè)置接種物入口 。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中將接種物入口設(shè)置為一個(gè)或多個(gè)噴 嘴的形式。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17或18的方法，其中團(tuán)聚礦石從團(tuán)聚機(jī)轉(zhuǎn)筒的第 二端轉(zhuǎn)到將團(tuán)聚礦石送到所述一個(gè)或每個(gè)礦堆的一個(gè)或多個(gè)傳送帶上。
20. 根據(jù)權(quán)利要求13-19中任何一項(xiàng)的方法，其中除了引入團(tuán)聚機(jī)之 外或替代引入到團(tuán)聚機(jī)，還在將細(xì)菌接種物輸送到所述一個(gè)或每個(gè)礦堆時(shí) 通過噴嘴將其噴灑到團(tuán)聚礦石上。
21. —種硫化礦的堆浸方法，其特征在于以下工藝步驟(i) 提供用于產(chǎn)生能夠生物氧化礦石中硫化物礦物的細(xì)菌培養(yǎng)物的細(xì)菌 i備養(yǎng)場(chǎng)；以及(ii) 分配來自該培養(yǎng)場(chǎng)的細(xì)菌培養(yǎng)物，以對(duì)團(tuán)聚或潤(rùn)濕步驟中的礦石給 料、 一個(gè)或多個(gè)礦堆和被安排接收來自所述一個(gè)或每個(gè)礦堆的瀝濾溶液的 一個(gè)或多個(gè)池中的每一個(gè)進(jìn)行接種，其中該方法的具體要求決定平衡這種 分配的方式，。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中所述細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)包括使將要氧化的 礦石給料的一部分暴露于非該礦石固有的儲(chǔ)用細(xì)菌培養(yǎng)物，以便進(jìn)行預(yù)處理或使儲(chǔ)用細(xì)菌培養(yǎng)物適應(yīng)該礦石。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21或22的方法，其中對(duì)所述細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)進(jìn)行控溫、 攪拌和通氣。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21-23中任何一項(xiàng)的方法，其中按主要條件的需要 向所述細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)加入一種或多種營(yíng)養(yǎng)物。
25. 才艮據(jù)權(quán)利要求21-24中任何一項(xiàng)的方法，其中所述細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)位 于礦區(qū)，以便向團(tuán)聚或潤(rùn)濕步驟供給細(xì)菌接種物、向所述一個(gè)或每個(gè)礦堆 供給細(xì)菌接種物或向 一個(gè)或多個(gè)瀝濾溶液池供給細(xì)菌接種物。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其中細(xì)菌接種物的所述三種可能的給料 使細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)基本連續(xù)運(yùn)行，從而如果細(xì)菌接種物的一個(gè)目的地由于工藝 原因不可用，則其余選擇方案中的一個(gè)或多個(gè)是合適的。
27. 根據(jù)權(quán)利要求21-26中任何一項(xiàng)的方法，其中向所述細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng) 提供粉碎的礦石部分，以便使儲(chǔ)用細(xì)菌培養(yǎng)物適應(yīng)該粉碎礦石的硫化物礦 物學(xué)和任何其它具體的環(huán)境條件。
28. —種將要堆浸的硫化礦團(tuán)聚的團(tuán)聚方法，其特征在于以下工藝步驟(i) 用酸、粘合劑和水中的一種或多種將礦石至少部分地團(tuán)聚；和(ii) 將能夠氧化硫化物的細(xì)菌的細(xì)菌接種物加入到步驟(i)的至少部分團(tuán) 聚的礦石中，從而隨后使所述礦石堆積成用于瀝濾的一個(gè)或多個(gè)礦堆。
29. 參考圖1和2基本如上所述的硫化礦堆浸方法。
30. 參考圖2基本如上所述的團(tuán)聚方法。
全文摘要
一種硫化礦的堆浸方法(10)，該方法(10)的特征在于以下工藝步驟(i)礦石給料的團(tuán)聚或潤(rùn)濕(16)；(ii)將團(tuán)聚或潤(rùn)濕的礦石暴露于接種物，所述接種物包含一種或多種能夠生物氧化該礦石中硫化物礦物的菌種(18)；(iii)由步驟(ii)的礦石形成一個(gè)或多個(gè)礦堆(20)；(iv)使進(jìn)一步的細(xì)菌接種物(24、26)分散在所述一個(gè)或每個(gè)礦堆(20)的至少一部分上；以及(v)回收從礦堆排出的瀝濾溶液并將其一部分轉(zhuǎn)到金屬回收裝置(30)。
文檔編號(hào)C22B3/18GK101184857SQ200680017678
公開日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2006年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月21日
發(fā)明者塔姆辛·L·威廉斯, 科林·J·亨特 申請(qǐng)人:比奧希普有限公司