Вилужування мідних руд - Геологія

2. Вилужування мідних руд

Найважливішим фактором бактеріального вилуговування є швидка регенерація сірчанокислого окисного заліза тіоновими бактеріями (Th. ferrooxidans), що в деяких випадках прискорює процеси окиснення та вилуговування. У значних промислових масштабах бактеріальне вилуговування застосовується для купного вилучення корисних копалин (міді та урану) з руд на місці їхнього залягання. Наприклад, економічно доцільно витягувати мідь із позабалансових сульфідних руд. Це здійснюється водними розчинами Fe2(SO4)3 у присутності Al2(SO4)3, FeSO4 та тіонових бактерій Th. ferrooxidans. Розчин подається шлангами в свердловини, пробурені в рудному тілі (рис. 1); бактерії та сульфат окису заліза окислюють сульфіди міді за схемою:

Рисунок 1 Схема підземного бактеріального вилуговування мідної руди: 1 — ставок для вирощування та регенерації бактерій; 2 - насосна для перекачування бактеріального розчину до руди; 3 - трубопровід; 4 - засувка; 5 - колектор; 6 - поліетиленовий шланг; 7 - свердловина

По гірничих виробках розчин з рудного тіла подають на цементаційну або ін. Установку для вилучення міді. У різних країнах ведуться дослідження з вилуговування за участю тіонових бактерій для вилучення металів (Zn, Со, As, Мп та ін.). Ведуться роботи з виявлення бактерій інших видів для отримання інших корисних копалин. Наприклад, для розчинення та отримання золота запропоновано використовувати гетеротрофні бактерії Aeromonas, виділені з рудничних вод золотоносних копалень.

Простота апаратури для бактеріального вилуговування дає можливість швидкого розмноження бактерій, особливо при поверненні в процес відпрацьованих розчинів, що містять живі організми, відкриває можливість не тількирізко знизити собівартість отримання цінних корисних копалин, а й значно збільшити сировинні ресурси рахунок використання бідних, позабалансових і втрачених руд у родовищах, відвалів з відходів збагачення, пилу, шлаків та інших. У перспективі це відкриває можливості створення повністю автоматизованих підприємств із отримання металів забалансових і втрачених руд безпосередньо з надр Землі, минаючи складні гірничозбагачувальні комплекси.

Зрошення руди (рис. 2) у відвалі або в рудному тілі здійснюється водними розчинами H2SO4, що містять Fe 3+ і бактерії. Розчин подається через свердловини підземним або шляхом розбризкування на поверхні при купчастому вилуговуванні. В руді в присутності O2 і бактерій йдуть процеси окислення сульфідних мінералів і мідь переходить з нерозчинних сполук розчинні. Розчин, що містить мідь, надходить на цементаційну або ін установки (сорбція, екстракція) для вилучення міді, потім на відвал або рудне тіло (схема замкнута). Інтенсифікація вилуговування досягається активізацією життєдіяльності тіонових та ін сульфідокисляючих бактерій, присутніх у самій руді та адаптованих до конкретних умов середовища (тип руди, хімічний склад розчинів, температура тощо). Для цього необхідні pH 1,5-2,5, високий окислювально-відновлювальний потенціал (Eh 600-750 мВ), сприятливий та стабільний хім. склад розчинів, що досягається шляхом їх регенерації та режиму аерування та зволоження (зрошення) руди. В окремих випадках слід додавати солі азоту та фосфору, а також бактерії, вирощені на оборотних розчинах у ставках-регенераторах. Число клітин бактерій у вилуговують розчині і руді повинно бути не нижче 10 6 - 10 7 відповідно в 1 мл або 1 г. Собівартість 1 т міді, отриманої цим способом,в 1,5-2 рази нижче, ніж при звичайних гідрометалургійних або пірометалургійних способах.

Би. в. упорних сульфідних концентратів проводиться прямоточно в серії послідовно з'єднаних чанів з перемішуванням і аерацією аерліфт при t 30°C, pH 2,0-2,5 і концентрації клітин Th. ferrooxidans 10 10 - 10 11 в 1 мл пульпи. Cхема переробки сульфідних концентратів замкнута. Оборотні розчини після часткової або повної регенерації використовуються як живильне середовище для бактерій і розчину, що вилуговує. Найбільш активними є культури бактерій, адаптовані до комплексу факторів (pH, важкі метали, тип концентрату тощо) в умовах активного процесу Би. Приклади Би. у чанах: з колективних мідно-цинкових концентратів за 72-96 год витягуються в розчин до 90-92% Zn та Cd при вилученні Cu та Fe відповідно близько 25% та 5%; із свинцевих концентратів можна повністю витягти Cu, Zn та Cd. У розчинах досягаються концентрації металів: Cu до 50 г/л, Zn до 100 г/л і т.д. В олово- і золотовмісних миш'яковистих концентратах арсенопірит практично повністю руйнується за 120 год, що дозволяє в одних випадках очистити концентрати від шкідливої домішки миш'яку, в інших - при наступному ціануванні витягти до 90% золота.