Кучное и подземное выщелачивание меди

Методы извлечения меди из пород, содержащих минералы, путем обработки их кислыми растворами используются много веков. Однако механизм функционирования бактерий в этом процессе был вскрыт только в середине прошлого столетия.

В 1947 году из шахтных дренажных вод была выделена бактерия Tiоbacillus, которая участвует в переводе меди из рудных минералов в раствор. Штаммы этой бактерии являются катализаторами окисления двухвалентного железа по типу окисления пирита:

Бактериально-химическое выщелачивание цветных металлов проводят из отвалов бедной руды (кучное) и из рудного тела в месте залегания (подземное). Цветные металлы получают обычно в результате непрямого окисления руды с участием бактерии иона Fe³⁺, который образуется в результате жизнедеятельности бактерий. Часто в ходе непрямого окисления образуется элементарная сера, которая может непосредственно окисляться бактериями до серной кислоты.

В течение прошлого столетия методы "выщелачивания" для получения меди усовершенствовались технически и применялись, в частности, в США. Процесс выщелачивания используется для получения меди из бедных руд или отвальных материалов, которые накапливаются при крупномасштабной открытой разработке руды. Для индукции выщелачивания отвал, иногда достигающий в высоту 300 метров, смачивают подкисленной серной кислотой до рН 1.5-3.0. Этот раствор, или "выщелачиватель", создает благоприятную среду для размножения ацидофильных бактерий, распространенных в сульфидных рудах. Необходимо аэрирование выщелачивающего раствора путем подачи воздуха внутри породы.

Этапы выщелачивания меди:

1. Поверхностное выщелачивание металлов производиться из отходов горнодобывающей промышленности или побочных бедных руд, переработка которых обычными способами невыгодна.

2. Для выщелачивания в отвалах измельченная руда обычно укладывается на водонепроницаемое наклонное основание. Выщелачивающая жидкость (после регенерации) насосами подается наверх. Там она распыляется по поверхности и, стекая вниз, фильтруется через слой руды.

3. Кислая среда способствует активности Thibacillus ferrooxadans. Раствор, прошедший через слой породы и содержащей извлеченный бактериями металл, собирает внизу.

4. Далее раствор, стекающий из отвалов, направляется для извлечения металла.

5. Извлечение проводят, применяя простое осаждение или электролиз; иногда используют более сложные методы.

6. Отработанные выщелачивающие растворы регенерируются в окислительных прудах и вновь подаются отвалы.

Двухвалентное железо, обычно присутствующее в рудах, окисляется бактериями. Одновременно сера окисляется до серной кислоты:

4FeSO₄+O₂+2H₂SO₄ ⟶ 2Fe₂(SO₄)₃+2H₂O

S₈+12O₂+8H₂O ⟶ 8H₂SO₄

Образовавшийся ион трехвалентного железе служит сильным окисляющим агентом, переводящим раствор многие минералы, например халькозин:

Cu₂S+2Fe₂(SO₄)₃ ⟶ 2CuSO₄+4FeSO₄+S⁰

Образовавшееся двухвалентное железо и сера снова окисляются бактериями до трехвалентного железа и серной кислоты.

Поиск по сайту: