生物浸出铜钴矿试验研究

论文摘要

钻是重要的战略资源,以其熔点高、耐磨性好、强度高等优点,广泛应用于航空、航天、电器、机械制造、化学、陶瓷等工业。随着经济的发展,对钴的需求越来越大。本文以赞比亚的铜钴矿为研究对象,通过细菌浸出的方法,研究在不同矿浆浓度下细菌的浸出效果,以及细菌在驯化前后的对铜钴矿浸出能力对比试验,研究不同的加矿方式对铜钴矿浸出的影响。工艺矿物学的研究表明矿石中铜的含量为23.6%,钴的含量为1.03%。主要的金属矿物是黄铜矿和黄铁矿,脉石主要以Si02以及镁铝尖晶石为主。矿石中的钴矿物主要是硫铜钴矿,铜矿物是以黄铜矿为主,其次还有斑铜矿、辉铜矿和铜蓝。在经高钴离子驯化的细菌浸出体系中进行了矿浆浓度3%、5%和10%的浸出研究。矿浆浓度3%经过9天的浸出,失重率为26.7%,Cu的浸出率为38.2%, Co的浸出率为94.5%。矿浆浓度5%经过18天的浸出,失重率为30%,Cu的浸出率为44.8%,Co的浸出率为91.1%。矿浆浓度10%经过22天的浸出,失重率为48.2%,Cu浸出率为51.7%,Co浸出率为89.3%。结果表明：随着矿浆浓度的增大,浸出时间增长,失重率增大,Co的浸出率降低,铜的浸出率增加。对原始菌和驯化菌以及驯化菌和经浸出驯化的矿菌的对比研究表明：在相同矿浆浓度下,经过22天的浸出,加入原始菌的Co的浸出率为52.7%,加入驯化菌的Co的浸出率为86.2%,加入驯化菌对Co的浸出率比加入原始菌的Co的浸出率提高了33.5%。经浸出驯化的矿菌氧化18天后,矿浆浓度8%的失重率为45.8%,Cu的浸出率为28.5%,Co的浸出率为96.3%。与矿浆浓度5%驯化菌浸出相比,失重率增加了15.8%,Co浸出率增加了5.2%,Cu的浸出率降低了16.3%。三种菌的Co的浸出率的顺序为：原始菌<驯化菌<经浸出驯化的矿菌。不同阶段加矿的细菌浸出试验表明：在32天的细菌浸出中按高菌浓度分段加矿的失重率为32.2%,Cu的浸出率为54.6%,Co的浸出率为71.4%；在36天的细菌浸出试验中按高电位加矿的失重率为44.4%,Co的浸出率为86.2%,Cu的浸出率为45.6%。通过试验结果可以得出：高电位分段加矿对钴的浸出率要优于高菌浓度分段加矿。通过总的试验结果可以得到：促进Co的浸出而抑制Cu的浸出是因为电位,电位高,不利于Cu的浸出,而有利于Co的浸出。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 钴的资源及应用
• 1.1.1 钴矿资源
• 1.1.2 钴的物理和化学性质
• 1.1.3 钴的应用
• 1.2 钴冶炼工艺
• 1.2.1 钴矿冶炼发展史
• 1.2.2 钴的提取方式
• 1.3 生物浸钴
• 1.3.1 生物冶金的发展
• 1.3.2 生物浸钴技术的发展及现状
• 1.3.3 生物冶金浸出机理
• 1.3.4 浸矿细菌
• 1.3.5 生物浸出工艺
• 1.4 论文研究内容及意义
• 第2章 试验材料和研究方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 试验矿样
• 2.1.2 浸矿细菌
• 2.1.3 培养基
• 2.1.4 试验仪器与试剂
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 不同矿浆浓度细菌槽浸试验
• 2.2.2 细菌驯化前后浸矿对比试验
• 2.2.3 不同加矿方式细菌浸出试验
• 2.3 测定分析方法
• 第3章 不同矿浆浓度细菌槽浸试验
• 3.1 引言
• 3.2 不同矿浆浓度细菌槽浸试验
• 3.2.1 矿浆浓度3%的浸出试验
• 3.2.2 矿浆浓度5%的浸出试验
• 3.2.3 矿浆浓度10%的浸出试验
• 3.3 分析讨论
• 3.4 小结
• 第4章 细菌驯化前后浸出对比试验
• 4.1 引言
• 4.2 原始菌与驯化菌浸矿对比试验
• 4.2.1 pH的变化
• 4.2.2 电位的变化
• 2+浓度的变化'>4.2.3 Fe²⁺浓度的变化
• 4.2.4 细菌浓度的变化
• 4.2.5 结果分析
• 4.3 驯化菌和矿菌浸出对比试验
• 4.3.1 pH的变化
• 4.3.2 电位的变化
• 2+浓度的变化'>4.3.3 Fe²⁺浓度的变化
• 4.3.4 细菌浓度的变化
• 4.3.5 结果分析
• 4.4 小结
• 第5章 不同阶段加矿浸出试验
• 5.1 引言
• 5.2 高菌浓度加矿浸出试验
• 5.2.1 第一次加矿试验结果
• 5.2.2 第二次加矿试验结果
• 5.2.3 第三次加矿试验结果
• 5.2.4 结果分析
• 5.3 高电位分段加矿浸出试验
• 5.3.1 第一次加矿试验结果
• 5.3.2 第二次加矿试验结果
• 5.3.3 第三次加矿试验结果
• 5.3.4 结果分析
• 5.4 分析和讨论
• 5.5 小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢