способ переработки силикатных кобальт-никелевых руд

Формула изобретения

Способ переработки силикатных кобальт-никелевых руд для извлечения ценных компонентов, включающий выщелачивание руды в кислой среде с рН в интервале 1,5-2,15 при температуре 20-23°С, отличающийся тем, что выщелачивание проводят раствором с аутотрофными бактериальными культурами с численностью микроорганизмов в растворе 10⁵ -10⁷ кл./мл при постоянной аэрации, нормальном атмосферном давлении и периодической смене раствора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидрометаллургии, а именно к переработке силикатных кобальт-никелевых руд.

Известен способ переработки промпродуктов медно-никелевого производства, включающий выщелачивание ценных компонентов сернокислым раствором в две стадии, при атмосферном давлении и при рН более 3,5, нагревании и постоянной аэрации в количестве подаваемого воздуха 7-12 нм ³ на 1 м³ раствора,

RU 2144091, МПК С22В 3/08, 2000.

Недостатками известного способа переработки никельсодержащих продуктов являются высокие энергетические затраты при непрерывном нагревании растворов, низкая степень извлечения ценных компонентов, необходимость высокозатратных природоохранных мероприятий по обезвреживанию кислотных стоков.

Известен способ извлечения никеля из биовыщелачиваемого раствора, включающий выщелачивание никеля из латеритовых руд с применением грибов из группы Aspergillus Niger, Penicillium Aspergillus Sp., Penicillium Simplicissimus и бактерий Enterobacter Spp., Bacillus Spp., Achromobacter Spp., из сульфидных руд - с применением бактерий из группы Thiobacillus thiooxidans, Thiobacillus ferrooxidans, Leptospiritum species, Sulfobacillus, Thermosulfidooxidans при рН 1-3, использование ионообменного полимера, селективного по отношению к никелю, и экстрагирование никеля с полимера минеральной кислотой,

RU 2178467 C2, МПК C22B 23/00, 2001.

Недостатком способа является то, что латеритовые руды выщелачивают с использованием грибов, которые, продуцируя органические кислоты, создают кислотный выщелачивающий агент, и для роста и размножения которых требуется подача достаточного количества сахаров (глюкозы) и нагрев, поскольку все грибы относятся к гетеротрофным, а не к аутрофным культурам.

Задачи, на решения которых направлен предлагаемый способ - повышение степени извлечения ценных компонентов, снижение энергетических затрат.

Поставленная задача решается тем, что выщелачивание проводят аутотрофными микроорганизмами. Способ переработки силикатных кобальт-никелевых руд включает выщелачивание ценных компонентов раствором бактериальных культур в кислой среде с рН в интервале 1,5-2,15, при температуре 20-23°С. В качестве выщелачивающей среды используются аутотрофные бактериальные культуры, выращенные на питательной среде до численности микроорганизмов 10⁵ -10⁷ клеток/мл, при постоянной аэрации, нормальном атмосферном давлении и периодической смене раствора.

Преимущества способа: возможность переработки тонковкрапленного труднообогатимого минерального сырья, которое не обогащается традиционными механическими способами; высокая степень извлечения ценных компонентов; низкие энергетические затраты; исключается необходимость нагревания биораствора; исключается постоянная дозировка сахаров (глюкозы), необходимых для роста и увеличения количества бактериальных клеток (по сравнению с процессом использования грибов) и постоянной добавки серной кислоты для поддержания рН на необходимом уровне, поскольку аутотрофы сами создают кислую среду за счет окисления серы и железа (по сравнению с сернокислотным выщелачиванием); высокая экологическая безопасность; возможность любого способа реализации - кучного, подземного кучного и скважинного, чанового, в тонком слое и пр. и в широком диапазоне температур окружающей среды.

Пример

Образцы железистых руд Березовской площади северо-запада Енисейского кряжа, содержащие 1,3-2,9% никеля, 0,07-0,1% кобальта и 6,7-9,3% гидроксидов марганца, измельчаются до крупности -0,074-0 мм и помещаются в культуральную жидкость с численностью аутотрофных бактерий 10⁵ клеток/мл при соотношении Т:Ж=1:5. Температура пульпы находится в пределах 15-45°С (оптимальный интервал 20-23°С). На протяжении всего процесса показатель рН держался в интервале 1,5-2,15 при постоянной аэрации 0,5-1 м³ /м³ и обычном атмосферном давлении. В этих условиях в раствор активно выщелачивается трехвалентное железо, достигая своего максимума (31 г/л) на восьмые сутки, а также никель, кобальт и марганец, максимальные концентрации которых составляют 2,15, 0,18, 8,9 г/л соответственно. Количество бактерий, составляющее в начале процесса в среднем 10⁵ клеток/мл, уже на четвертые сутки возрастает до 10⁷ клеток/мл и не изменяется до конца процесса. В процессе выщелачивания в течение четырнадцати суток ценные компоненты - кобальт и марганец - извлекаются практически полностью, никель - на 92%.

Таким образом, трудноперерабатываемые традиционными способами силикатные кобальт-никелевые руды можно эффективно перерабатывать посредством бактериального выщелачивания в культуральном растворе аутотрофных бактерий. Процесс отвечает самым высоким экологическим требованиям.