JPS6035977B2 - 銅精鉱の処理法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鉄酸化バクテリアを利用した鋼精鉱の処理法
に関する。

銅鉱石の湿式製錬法として鉄酸化バクテリアによる銅浸
出が注目されている。

バクテリアによる銅浸出は化学浸出法に比べて加圧や加
熱が不要であり、大規模な設備を要することなく鉱山サ
ィトで実施可能であるなどの有利な可能性をもっている
。従来より、鉄酸化バクテリアによる銅鉱石の浸出挙動
に関する研究が数多くなされてきているが、未だ実操業
的に有利な処法は確立されたいない。その理由の１つは
、黄銅鉱（Ｃ岬ｅＳ２）からの鉄酸化バクテリアによる
浸出率は菌の種類にもよるが５０％付近で停止してしま
うことが挙げられる。この銅浸出率が５０％付近で停止
するのは、Ｃ止ＦｅＳ２Ｔ・ｆ十０２ＣｕＳ。４ 十Ｆｅ２（Ｓ０４）３・・・．・・‘１）がｅｓ２９２
がｅｓ。

４十２ＬＳ０４ →Ｆｅ２（Ｓ０４）３十ＱＳ０４・・・・・・‘２１な
どの反応のうち、【１’式が王となって進行した場合に
生成するＦｅ２（Ｓび）３が日２Ｓ０４を加えないと塩
基性硫酸鉄、代表的にはジャロサィトの生成反応に進行
し、鉱物表面がこのジャロサィトによって被覆され、バ
クテリアは酸素その他の供繋台や移動がこの被覆によっ
て制限される結果、その活性低下を起すことによると考
えられる。

一たん、この鉄沈殿が鉱石粒子表面に生成すると、これ
を機械的に分離することは困難で、再浸出に供しても良
好な結果は望めない。またこの鉄沈殿で表面被覆された
浸出残檀はこれを浮遊選鉱に供しても硫化物糟鉱として
回収することができないという問題もある。本発明はこ
のような問題の解決を目的としてなされたものである。
この目的において本発明者らは菌種や浸出条件について
広範囲な研究を行なったところ、前記の塩基性硫酸鉄の
鉄沈殿の生成反応を銅の浸出率の向上に逆に利用できる
ことを見し・出し、銅の浸出率を従来の限界であった５
０％を大きく超えた７５〜９５％にも高めることが可能
で、しかもこの浸出残燈からは浮遊選鉱法によって糟鉱
を回収することができる極めて有利な処法を開発するこ
とができた。本発明は黄銅鉱の浮選精鉱を処理対象物と
し、この精鉱から銅を鉄酸化バクテリアによって侵出さ
せるものであるが、本発明による処理工程は、基本的に
は次の３つの工程、すなわち、含銅硫化物が存在する鉱
床内から採取した鉄酸化バクテリアを含鋼舎鉄硫化物粒
子の存在下で培養し、該粒子表面および／または液中に
塩基性硫酸鉄を析出させる第１工程と、析出した塩基性
硫酸鉄を液から分離することによって塩基性硫酸鉄に付
着生息する鉄酸化バクテリアを液から分離する第２工程
と、第２工程で分離された液を鋼糟鉱と接触させ、第２
工程で分離された液中に生息する鉄酸化バクテリアによ
って銅精鉱中の銅を浸出させる第３工程と、からなって
いる。

そして、この浸出残溝からさらに糟鉱の回収を図る場合
には、この浸出残澄を通常の浮遊選鉱を行なって精鉱の
採取ができ、この採取した糟鉱は前記の第３工程にくり
返して浸出処理に供することができる。これによって、
実操業上は銅精鉱からこれに含まれる銅の実質上全てを
溶液として採取することができる。第１工程は換言すれ
ば菌の採取と培養を行なう工程であるが、菌の採取は含
滋硫化物が存在する鉱床内から行なうことが必要で、そ
の培養は含鋼含鉄硫化物粒子の存在下で行なうことが必
要である。

含鋼硫化物、例えば、Ｃ岬ｅＳ２、Ｃｕ２Ｓ、ＣｕＳ、
Ｃが（＄，Ｓｂ）Ｓ４などの鉱物が存在しない鉱床で生
息する鉄酸化バクテリアは本発明法には適さない。第１
図は含鋼硫化物の存在しない鉱山（松尾鉱山）で採取し
た鉄酸化バクテリアによる黄銅鉱糟鉱（黒鉱の銅浮選糟
鉱）の浸出を試みたものであるが、このバクテリアは銅
の浸出能力が弱い。

このバクテリアは黄銅鉱（上記鋼浮選糟鉱）中のＦｅＳ
２をエネルギー源としてこれを溶出させる（Ｆｅ３十と
して）が、これに伴ってＣｕも化学的に浸出されるにす
ぎない。この種のＦｅＳ２を主としてエネルギー源とす
るタイプの菌中にはＣＭｅＳ２を主としてエネルギー源
とするタイプの菌も混在することもあり得るがその量は
少なく、馴れるまで時間を要する。本発明においては、
後者の菌、つまりＣｕＦｅＳ２を主としてエネルギー源
とするタイプの菌が存在する混合菌を含鋼硫化物鉱床（
もしくは廃水）から採取する。この混合菌中にＦｅＳ２
を主としてエネルギー源とする菌が存在していてもかま
わない。次にこの混合菌を培養するのであるが、この培
養は従来公知の培地、例えば鉄ぬき鰍培地などを使用し
て行なうことができ、そのさし、含鋼含鉄硫化物粒子の
存在下でこれを行ない通気を行なう。この含鋼舎鉄硫化
物粒子としては黄銅鉱粒子、例えば黄銅鉱糟鉱が使用で
きる。この条件下で培養増殖によって、含鋼含鉄硫化物
粒子の表面には塩基性硫酸鉄が析出し、銅は液中に熔出
する。しかしこの銅の浸出率は約５０％を最高にしてそ
の溶出が停止し、塩基性硫酸鉄の析出もこの時点で実質
上導止する。このような状況に至った段階においては、
含鋼含鉄硫化物粒子表面の塩基性硫酸鉄もしくはこの表
面から分離した液中の塩基性硫酸鉄には液中の鉄酸化バ
クテリアとは異つた鉄酸化バクテリアが多く着床生息し
ていることが認められた。すなわち、前述の鉱床（また
は廃水）から採取した鉄酸化バクテリアは、ＦｅＳ２を
直接的にエネルギー源とする性質をもつタイプの菌（以
下、これをＡタイプの菌と呼ぶ）とＣｕＦｅＳ２を直接
的にエネルギー源とする性質をもつタイプの菌（以下、
これをＢタイプの菌と呼ぶ）と液中のＦｅ２十→Ｆｅ３
十をエネルギー源とする性質を持つタイプの菌（以下、
これをＣタイプの菌と呼ぶ）が混在すると考えられ、前
記の培養増殖条件によってその増殖飽和環境時にはＣタ
イプの菌の実質上全ては、析出した塩基性硫酸鉄例えば
ジャロサィト中に付着生息し、培養液中にはＢタイプの
菌が生息する環境が形成されることがわかった。第２工
程はこの塩基性硫酸鉄を液から分離する工程である。

具体的には、塩基性硫酸鉄で被覆された粒子、この粒子
から分離した塩基性硫酸鉄の沈殿、および培養液からな
る混合物を例えば遠心分離機によって液と固形分を分離
する。このような機械的分離を実施しても、塩基性硫酸
鉄に付着生息するＣタイプの菌はこの塩基性硫酸鉄と共
に液から分離できる。したがって、この固形分を分離し
たあとの液には、Ｃタイプの菌が実質上生息せず、Ｂタ
イプの菌が多く生息する。第３工程は、この第２工程で
分離された液を銅精鉱を接触させ、Ｂタイプの菌を培養
増殖させる条件下でこの銅精鉱を浸出処理する。

つまり、この銅糟鉱（具体的にはＣ岬ｅＳ２）をエネル
ギー源として鉄酸化バクテリアを培養増殖し、銅を液中
に溶出させる。この場合は、鉄は液中に溶出し、第１工
程の如き塩基性硫酸鉄の析出は実質上生じない。したが
って、銅の浸出率は従来の限界であった５０％をはるか
に超え、その浸出条件の制御例えば菌体数の制御を適切
に行なえば、銅の浸出が続行して９５％程度にも達する
。そのさい、培養液を連続的に系に供給する連続方式を
採用すると一層有利である。銅の浸出率を１００％にす
ることも理論的には可能であるが９０％以上も銅を浸出
した残糟は、もはや菌が浸入し得ないような物理的形状
を有するものが多く、この浅漬から銅を含む有価金属を
回収する場合には、これを浮遊選鉱してこれを回収する
ことができる。従来の鉄酸化バクテリアによる銅鉱石の
浸出は、その鉱石表面に鉄沈殿（塩基性硫酸鉄）が析出
することから、その浸出残澄は浮遊選鉱処理に通さない
ものとなる欠点があったが、本発明法の場合は、銅の浸
出率を高めた上でなおかつその浸出残遥から浮遊選鉱法
によって鋼精鉱が回収できるという実操業的に有利な面
がある。浸出残澄から回収した銅糟鉱はこれを再び第３
工程に戻して浸出処理に供することができる。以下に本
発明を代表的な試験結果に基づいて具体的に説明しよう
。

試験において、硫化物鉱床から採取した菌の培養は、雌
塔地から第１鉄を除いた鉄ぬき鰍培地を用いて行なった
。

使用した銅精鉱は国内産の黒鉱の銅浮選精鉱であり、比
重４．６１、空気透過法による比表面積３７００地／夕
、粒度は−４０仇ｈｅｓｈ８７％、化学分析値はＣｕ２
５．４１％、Ｆｅ３０．２０％（パィラィトを１０％以
上含む）のものである。また浸出処理は１そのパルプを
３０００水浴中で通気燈拝しながらバッチ処法によって
行なった。サンプリングは固体分を沈降させた後の上澄
み費液を２０ｃｃ採取し、この貴液中のＦｅ２十、全鉄
およびＣｕ２−を、Ｆｅ２十については過マンガン酸カ
リウムによる酸化滴定法、全鉄についてはアスコルビン
酸による鉄の容量分析法、Ｃ比十についてはＪＩＳＭ８
１２１によるチオ硫酸ソーダ還元瓶定法によって化学分
析し、さらにｐＨ値も計測した。第１図は、本文中でも
述べたように、ＣｕＳ、Ｃ−Ｓ、ＣｕＦｅＳ２などを含
まない硫化鉱床から採取した鉄酸化バクテリアによって
銅精鉱を浸出処理した結果であるが、Ｃｕ２十の浸出率
は低く、ｐＨ値は漸次低下する。

この場合、Ｃｕ２十の溶出は化学浸出的な銅浸出挙動で
ある。第２図は、含鋼硫化物を含む鉱床（柵原鉱山）の
廃水処理場から採取した鉄酸化バクテリアによって銅精
鉱を浸出処理した結果である。

第１図に比べてＣ−十の浸出率は高く、ｐＨの低下の煩
何も少ない。Ｃｕ２十の浸出率は５０％台で飽和値に達
しているが、これはバッチ式による浸出のために菌の増
殖が飽和値に達することと前記ジャロサィトの生成によ
ると考えられる。連続的に処理し、菌の増殖を図りなが
ら浸出処理すると、このＣｕ２十の浸出率は７０％程度
にまで高まる。しかし、これ以上の浸出率は本文に詳記
した理由により望めない。第３図は、第２図の浸出処理
を行なって浸出停止後、固液分離し、その貴液からさら
に遠心分離法によって集菌し、これに標準量の１／２の
華度の鉄ぬき靴培地を加えた上で、銅精鉱の浸出処理を
第２図と同様にして行なった結果を示す。

第３図の結果から明らかなように、処理開始から２０日
付近までは活性が全く戻らなかったが、これを過ぎると
その後３０日間の間に７０％以上の銅の浸出率を示した
。なお、この浸出処理は既述の如くバッチ式で行なって
いるので、菌の増殖は飽和に達している。ｐＨ値は浸出
が激しくなっても変動しておらず、鉄酸化バクテリアに
よる黄銅鉱の浸出が効果的に進行していることを示して
いる。この浸出後の残澄を浮選したところ、銅の実収率
は９０．２％、品位は６５．７％の結果が得られた。こ
のことは第３図の浸出処理において鉄沈殿の生成は極め
てわずかであることを示している。なお、第２図の場合
の浸出残澄を浮選したところ、銅の実収率は０％であっ
た。これは、残澄精鉱の表面にジャロサイトが生成し、
これが浮選の妨げとなったものと推察される。また、第
１図の場合の浸出残澄を同じく浮選したところ、９０％
以上の銅の実収率を得た。これは浸出が鉄酸化バクテリ
アによると言うよりもむしろＦｅ２（Ｓ０４）３による
化学的な浸出挙動が行なわれたことを示している。

【図面の簡単な説明】

第１図は含鋼硫化物を含まない硫化鉱床から採取した鉄
酸化バクテリアによる銅浮選糟鉱の浸出処理結果を示す
グラフ、第２図は含鋼硫化物を含む硫化鉱床から採取し
た鉄酸化バクテリアによる銅浮選糟鉱の浸出処理結果を
示すグラフ、第３図は第２図の浸出処理後に固液分離し
、その液中に生息する鉄酸化バクテリアによって銅浮選
糟鉱の浸出処理を行なった場合の結果を示すグラフであ
る；第１図 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 含銅硫化物が存在する鉱床内から採取した鉄酸化バ
   クテリアを含銅含鉄硫化物粒子の存在下で培養し、該粒
   子表面および／または液中に塩基性硫酸鉄を析出させる
   第１工程と、 析出した塩基性硫酸鉄を液から分離する
   ことによつて塩基性硫酸鉄に付着生息する鉄酸化バクテ
   リアを液から分離する第２工程と、 第２工程で分離さ
   れた液を銅精鉱を接触させ、第２工程で分離された液中
   に生息する鉄酸化バクテリアによつて銅精鉱中の銅を浸
   出させる第３工程と、 からなる銅精鉱の処理法。 ２ 含銅硫化物が存在する鉱床内から採取した鉄酸化バ
   クテリアを含銅含鉄硫化物粒子の存在下で培養し、該粒
   子表面および／または液中に塩基性硫酸鉄を析出させる
   第１工程と、析出した塩基性硫酸鉄を液から分離するこ
   とによつて塩基性硫酸鉄に付着生息する鉄酸化バクテリ
   アを液から分離する第２工程と、 第２工程で分離され
   た液を銅精鉱と接触させ、第２工程で分離された液中に
   生息する鉄酸化バクテリアによつて銅精鉱中の銅を浸出
   させる第３工程と、 第３工程の浸出残渣を浮遊選鉱し
   、得られた精鉱を第３工程にくり返す第４工程と、 か
   らなる銅精鉱の処理法。