(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210978334.0 (22)申请日 2022.08.16 (71)申请人 深圳市中金岭南有色金属股份有限 公司 地址 518001 广东省深圳市罗湖区清水河 街道清水河社区清水河一路112号深 业进元大厦塔楼 2座303C 申请人 湖南有色环保研究院有限公司 (72)发明人 江皇义　肖骏　刘野平　朱建裕　 伏志宏　陈代雄　郑伦　徐明　 周科华　陈忠玉　刘强　 (74)专利代理 机构 长沙伊柏专利代理事务所 (普通合伙) 4326 5 专利代理师 丁敏　罗莎(51)Int.Cl. C22B 15/00(2006.01) C22B 3/18(2006.01) C22B 19/20(2006.01) C22B 3/46(2006.01) C22B 3/44(2006.01) C12N 1/20(2006.01) C12R 1/01(2006.01) (54)发明名称 低品位铜锌硫化矿生物浸出制备硫酸锌并 回收铜的方法 (57)摘要 本发明公开了一种低品位铜锌硫化矿生物 浸出制备硫酸锌并回收铜的方法， 该方法主要包 括以下步骤： 菌剂培养获得适宜的浸出菌剂； 利 用浸出菌剂将低品位的铜锌硫化矿生物高效浸 出铜、 锌、 硫等元素， 然后将浸出液进行氧化； 加 入锌粉进行一次铜置换得到铜渣， 一次置换液利 用针铁矿法除铁后再次加入锌粉， 进行二次铜置 换得到置 换渣， 置换渣可直接作为一次铜置换的 锌粉， 二次置换液可直接作为选矿 药剂或者进行 蒸馏干燥回收得到七水合硫酸锌。 本发明方法针 对低品位的铜锌硫矿及其尾矿， 协同生物浸出， 高回收率地获得有价金属产物， 且加入试剂也能 作为相应产品回收， 也不会引入新的杂质污染， 技术简单可控、 绿色环保， 易于工业化大规模生 产应用。 权利要求书1页 说明书8页 附图2页 CN 115232979 A 2022.10.25 CN 115232979 A 1.一种低品位铜锌硫化矿生物浸出制备硫酸锌并回收铜的方法， 其特征在于， 具体包 括以下步骤： S1、 菌剂培养： 将嗜酸氧化亚铁硫杆菌、 热氧化硫化杆菌、 嗜酸氧化硫硫杆菌、 喜温硫杆 菌、 嗜铁钩端螺旋菌接种于9K培养基， 并以七水合硫酸亚铁和 /或单质硫作为代谢能源， 培 养获得生物浸出 所需的微 生物菌剂； S2、 生物浸出和氧化： 将9K培养液与低品位铜锌硫化矿或者铜锌硫化矿浮选尾矿按 20％～40％矿浆比混合， 加入步骤S1获得的微生物菌剂进行生物浸出， 浸出完成后加入强 氧化剂氧化浸出反应液中所含有机物和硫， 得到生物浸出液， 所述 强氧化剂为过氧化氢、 臭 氧、 过硫酸盐中的一种或多种； S3、 一次铜 置换： 将生物浸出液加入锌粉置换出单质铜， 固液分离得到铜渣和一次置换 液， 一次置换 液中铜离 子含量小于10 0mg/L； S4、 针铁矿法除铁： 一次置换液中加入氧化锌调 节pH， 在空气中加热搅拌反应后进行固 液分离， 得到 铁渣和铁 置换液； S5、 二次铜置换： 铁置换液中加入与步骤S3中等量的锌粉， 置换出单质铜， 固液分离得 到置换渣和二次置换液， 其中置换渣返回至步骤S3作为一次铜置换 的锌粉， 二次置换液可 以直接作为铜锌硫化矿的选矿药剂或者进入下一 步进行收集； S6、 硫酸锌回收： 将二次置换液经过蒸发浓缩、 冷却结晶和真空烘干得到化工行业标准 高品质的七水合硫酸锌。 2.根据权利要求1所述的低品位铜锌硫化矿生物浸出制备硫酸锌并回收铜的方法， 其 特征在于， 所述 步骤S1中各菌种可 单独培养或混合培 养到对数生长期即可。 3.根据权利要求1所述的低品位铜锌硫化矿生物浸出制备硫酸锌并回收铜的方法， 其 特征在于， 所述步骤S2中， 矿物与 9K培养液按20％～40％矿浆固液比混合， 微生物菌剂接种 量为矿物与9K培 养液反应液总体积的5％～15％。 4.根据权利要求1所述的低品位铜锌硫化矿生物浸出制备硫酸锌并回收铜的方法， 其 特征在于， 所述 步骤S2生物浸出的温度为3 0～45℃、 pH小于 3.0。 5.根据权利要求1所述的低品位铜锌硫化矿生物浸出制备硫酸锌并回收铜的方法， 其 特征在于， 所述步骤S3和步骤S5中铜置换温度为50～65℃， 锌粉加入量为4～16g/L， 置换反 应时间为0.5～ 2h。 6.根据权利要求1所述的低品位铜锌硫化矿生物浸出制备硫酸锌并回收铜的方法， 其 特征在于， 所述 步骤S4中调节pH为 4～6， 加热温度为85～ 95℃， 搅拌时间为6～8h 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115232979 A 2低品位铜锌硫化矿生物浸出制备硫酸锌并回收铜的方 法 技术领域 [0001]本发明涉及矿产资源 综合利用技术领域， 具体涉及一种低品位铜锌硫化矿生物浸 出制备硫酸锌并回收铜的方法。 背景技术 [0002]铜、 锌是国民经济发展和国家战略安全不可或缺的重要原料， 各类含铜锌硫化矿 是获取有价铜、 锌的重要来源， 且铜 锌硫化矿常以伴生的状态存在于自然界中， 矿产资源中 以单一状态的铜矿石或锌矿石较为少见。 传统浮选技术难以实现对浮选性质相接近的闪锌 矿与硫化铜矿物进行彻底有效分离。 而我国矿石资源存在着 “贫、 杂、 细 ”特点， 实现低品位 有色金属矿石绿色、 高效资源化利用及无尾矿山， 攻克现有矿山金属 提取与利用技术的缺 陷， 将有利于解决我国在有色金属行业可持续发展的关键性问题。 [0003]生物冶金， 又称生物浸出， 是以铁、 硫氧化菌利用矿石中低价铁、 硫作为营养基质， 将矿物氧化并释放有价金属离子到浸出液中的过程。 硫化矿物的生物浸出具有工艺流程 短、 耗费成本低、 环境友好等优势， 可大幅提高对低品位、 复杂难处理矿产资源和尾矿再利 用的高效资源化利用。 矿物中的低价硫和黄铁矿可作为微生物代谢能源， 采用生物浸出工 艺实现低品位铜锌硫化矿中有价金属离 子的释放。 [0004]但是， 目前生物浸出的对于硫化矿物的有价金属离子浸出率还不是很高， 关键是 浸出后对于浸出 的金属有价离子回收方法较简单， 导致回收率偏低， 有价金属利用价值不 高， 回收需加入药剂量多， 这 都导致了硫化矿中有价金属离子的回收成本增加， 回收中额外 加入的药剂同时还会造成环境污染和处理困难， 这都限制了生物浸出在低品质硫化矿中的 应用。 发明内容 [0005]为解决上述技术问题， 本发明提供一种低品位铜锌硫化矿及铜锌硫化矿浮选尾矿 生物浸出制备硫酸锌并回收铜的方法， 通过复配的浸矿微生物菌剂将铜锌 硫化矿中的有价 金属铜、 锌释放到生物浸出液中， 再利用一次锌粉置换—针铁矿法—二次锌粉置换工艺实 现有价铜回收和铁的去除， 除杂后的硫酸锌溶液可直接作为选矿药剂或通过蒸发结晶获得 化工行业标准高品质七水合硫酸锌， 加入的药剂基本可以得到有效回收或者利用， 铜锌回 收利用率高， 绿色环保， 在低品质铜锌矿的资源综合利用方面具有较好的工业应用前 景 [0006]为实现上述目的， 本发明提供了一种低品位铜锌硫化矿生物浸出制备硫酸锌并回 收铜的方法， 具体包括以下步骤： [0007]S1、 菌剂培养： 将嗜酸氧化亚铁硫杆菌、 热氧化硫化杆菌、 嗜酸氧化硫硫杆菌、 喜温 硫杆菌、 嗜铁钩端螺旋菌接种于9K培养基， 并以七水合硫酸亚铁和/或单质 硫作为代谢能 源， 培养获得生物浸出 所需的微 生物菌剂； [0008]S2、 生物浸出和 氧化： 将9K培养液与低品位铜锌硫化矿或者铜锌硫化矿浮选尾矿 按20％～40％矿浆比混合， 加入步骤S1获得的微生物菌剂进行生物浸出， 浸出完成后加入说　明　书 1/8 页 3 CN 115232979 A 3