способ измельчения руды

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ РУДЫ путем обработки ее суспензией живых культур, отличающийся тем, что обработку руды осуществляют культурой бактерий Thibacillus ferrooxidans в количестве 0,04 - 0,12 кг биомассы/т руды при соотношении Ж : Т = 1 : 4 - 5, температуре 15 - 35^oС, величине pH 1,5 - 2,3 в течение 3 - 12 суток.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии измельчения горных пород и руд и может быть использовано в процессе подготовки руд цветных и благородных металлов к обогащению или к гидрометаллургической переработке.

Известен способ измельчения рудного материала в барабанной мельнице, в котором исходный материал измельчается за счет раздавливания его и истиранием перекатывающимися стальными телами (шарами, стержнями) [1]

Недостатками данного способа являются высокий расход стали шаров и футеровки мельниц (около 3 кг/т руды), электроэнергии (25-30 квт/ч/т руды); возможность переизмельчения руды, которое ведет к потерям ценных компонентов со шламами в процессе обогащения.

Наиболее близким к предлагаемому является выбранный в качестве прототипа способ измельчения кремнийсодержащих пород, включающий предварительную дезинтеграцию породы в шаровой мельнице с последующей обработкой суспензией живых культур и промывкой водой. В качестве живых культур используют силикатные бактерии "Bacillus mucilaginosus, subsp. nova: silicens" штамма А-54 с титром 1-3 млн.кл./мл при рН 6,5-7,6, влагосодержании 10-60% или штамма Т-3 этих бактерий с титром 3-4 млрд.кл./мл при рН 6,5-11,0 [2]

Однако известный способ энергоемок, т.к. предусматривает предварительное механическое диспергирование в шаровой мельнице. Кроме того, бактерии "Bacillus mucilaginjsus." пригодны только для измельчения кремнийсодержащей породы и не работают на рудах сложного состава, например, сульфидно-карбонатных.

Задачей предлагаемого изобретения является измельчение руд сложного состава, например, сульфидно-карбонатных до крупности, необходимой для дальнейшей переработки, а также снижение затрат на измельчение.

Поставленная задача решается тем, что при измельчении руд путем воздействия на них суспензии живой культуры обработку руды осуществляют культурой бактерий Тhiobacillus ferroохidans в количестве 0,04-0,12 кг биомассы/т руды при отношении Ж: Т 1:(4-5), температуре 15-40^оС, рН 1,5-2,3 в течение 3-12 сут.

Наличие отличительных признаков заявляемого технического решения от прототипа свидетельствует о соответствии критерию изобретения "новизна".

Анализ существующего уровня техники показал, что предлагаемым изобретением решается задача измельчения сульфидно-карбонатных руд сложного состава без применения измельчающего оборудования, которая до настоящего времени не была решена.

Таким образом, можно заключить, что заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения "изобретательский уровень".

Руды сложного состава, такие как сульфидно-карбонатные, имеют в составе карбонаты 30-50% арсенопирит 1,0-8,0% сульфиды 1,0-6,0% халькопиритмарказит 18% пирротин 0,2% золото до 13 г/т, cеребро до 30 г/т. Кристаллы карбонатов представляют собой ромбоэдры и скаленоэдры, имеющие совершенную спаенность. Поэтому минералы состоят из мелких пластинчатых или зернистых конкреций, между которыми имеют место вкрапления и прожилки сульфидных, арсенопиритных, золотосеребряных и других формаций, являющихся скрепляющими элементами. При обработке породы суспензией живых культур бактерии Тhiobacillus ferroохidans попадают вовнутрь куска руды по плоскостям спаенности и микротрещинам на скрепляющие элементы и закрепляются в них. Бактерии, окисляя серу, являющуюся для них энергетическим субстратом, нарабатывают серную кислоту, которая разрушает карбонаты, с получением руды, измельченной до крупности, необходимой для извлечения ценных компонентов.

Измельченную руду подвергают дальнейшей обработке: либо гравитационному обогащению, либо непосредственно гидрометаллургической переработке с целью извлечения ценных компонентов Аu, Ag, Сu и т.д.

Предлагаемый способ позволяет измельчать сульфидно-карбонатные руды сложного состава до класса, необходимого для дальнейшей переработки без затрат на электроэнергию и низкими капзатратами.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Было установлено, что высокую активность бактерии Тhiobacillus ferrooхidans в предлагаемом способе проявляют в следующих условиях: концентрации 0,04-0,12 кг биомассы/т руды, рН 1,5-2,3, отношении Ж:Т 1:(4-5), температуре 15-35^оС, времени обработки 3-12 суток, вследствие чего процесс измельчения протекает наиболее эффективно (Большой практикум по микробиологии./ Под ред. Селибер. М. Высшая школа, 1962).

П р и м е р 1 (по предлагаемому способу).

Для опыта использовали сульфидно-карбонатную руду месторождения "Олимпиада", минералогический состав которой представлен в табл.1.

Предварительно готовили бактериальный раствор. Для этого 0,04 мг культуры бактерий Тhiobacillus ferrooхidans добавляли в 100 мл подкисленной до рН 1,8-2,0 воды.

В перколятор загружали указанную выше руду массой 0,5 кг. Бактериальный раствор подавали в перколятор аэролифтом. Процесс осуществлялся при температуре 18-23^оС (комнатной); рН 1,6-2,1 поддерживали путем добавления серной кислоты.

Через 72 ч материал из перколятора выгружали, сушили и подвергали классификации по крупности зерен.

Аналогично были проведены опыты при обработке руды бактериями Тhiobacillus ferrooхidans в течение 144 и 288 ч.

Результаты представлены в табл.2.

П р и м е р 2 (по предлагаемому способу).

Аналогичной бактериальной обработке подвергалась руда месторождения "Тарор", более крепкая из-за содержания в ней до 18,0% халькопиритмарказита (крепость по шкале М.М. Протодьяконова f 6-8). Минералогический состав приведен в табл.1.

Через 72 ч материал из перколятора выгружали, сушили и подвергали ситовому анализу.

Результаты представлены в табл.2.

П р и м е р 3 (по прототипу).

Для опыта использовали менее крепкую руду месторождения "Олимпиада" (крепость по шкале М.М. Протодьяконова f 5,5-6,0).

Навеску руды 0,5 кг предварительно подвергали помолу в щековой дробилке до класса крупностью минус 10 мм и в шаровой барабанной мельнице в течение 1 ч.

Для приготовления бактериального раствора 0,03 мг бактерий "Bacillus mucilaginоsus, subsp. nova: silicens" штамма А-54 добавляли в 100 мл питательной среды. Затем предварительно измельченную руду помещали в перколятор и орошали бактериальным раствором. Процесс вели при рН 6,5-7,6 (поддерживали NaOН) и температуре 30^оС.

Через 72 ч обработки бактериальным раствором материал промывали 100 мл воды, выгружали, сушили и подвергали классификации.

Результаты представлены в табл.2.

Из табл.3 видно, что руда приведенного состава и класса крупности практически не подвергается измельчению при обработке ее силикатными бактериями (Bacillus mucilaginosus.), т.е. прирост массовой доли классов от минус 0,2 и меньше произошел только за счет предварительного помола ее в щековой дробилке (используют для измельчения крупного материала до класса минус 10 мм) и шаровой мельнице. Для сравнения был проведен эксперимент с обработкой исходной сульфидно-карбонатной руды силикатными бактериями без предварительного помола. Как видно из табл.3, произошло лишь незначительное перераспределение классов крупности, т.е. руда не подвергалась измельчению.

Из табл.3 видно, что обработка сульфидно-карбонатной руды тионовыми бактериями (Тhiobacillus ferrooхidans) не требует предварительного измельчения в шаровой мельнице. Более того, в зависимости от времени обработки бактериями можно получить материал классом крупности, необходимым для того или иного вида выщелачивания. Например, известно, что для кучного выщелачивания лучшими классами крупности являются классы от минус 200 до плюс 2, т.к. класс менее плюс 2 ведет к зашламованию кучи, замедлению процесса и полной его остановке. Поэтому, как видно из табл.3, наибольшая массовая доля данных классов получается при обработке руды тионовыми бактериями в течение 72 ч. Классами крупности, пригодными для агитационного выщелачивания, являются классы менее минус 2. Чтобы получить прирост таких классов, можно продолжительность обработки исходной руды тионовыми бактериями увеличить до 144 или 288 ч.

Расход электроэнергии для осуществления способа по прототипу составил 30 квт ч/т; по предлагаемому способу без затрат на электроэнергию.

Кроме того, предлагаемый способ отличается низкими кап- и трудозатратами, т.к. нет необходимости использования шаровых мельниц, производственных площадей для их установки, обслуживающего персонала.

Предлагаемый способ измельчения успешно проверен в лабораторных условиях и готовится к промышленным испытаниям на фабрике месторождения "Олимпиада", что свидетельствует о соответствии изобретения критерию "промышленная применимость".