一種強化黃銅礦微生物浸出的方法
【專利摘要】本發明公開了一種強化黃銅礦微生物浸出的方法，包括以下步驟：（1）將黃銅礦礦樣、黃鐵礦礦樣和閃鋅礦礦樣也粉粹成顆粒；（2）將培養基，黃銅礦，及將要添加的閃鋅礦和/或黃鐵礦進行高溫高壓滅菌；（3）將滅菌后的礦樣按要求加入裝有培養基的搖瓶中，并接種浸礦微生物；（4）將步驟（3）的搖瓶放置恒溫搖床培養；（5）測定浸出過程中銅的浸出效率。本發明通過在黃銅礦微生物浸出體系中添加黃鐵礦及閃鋅礦，使得溶液中的pH較低，鐵離子濃度和氧化還原電位較高，在生物和物理化學因子的協同作用下，強化了黃銅礦的氧化分解，提高了銅的浸出率，與不添加任何礦物的微生物浸出結果比較，其浸出率提高了5.0%~5.5%。本發明對黃銅礦的高效浸出提供了技術指導。
【專利說明】
一種強化黃銅礦微生物浸出的方法
技術領域
[0001]本發明屬于硫化礦微生物冶金技術領域，具體涉及一種強化黃銅礦微生物浸出的方法。
【背景技術】
[0002]隨著社會的迅速發展，人們對礦物資源的需求量正在不斷增加，傳統的冶金過程不僅能耗大，對人們耐以生存的生活環境的污染也很大，因此，反應溫和、環境友好、流程簡單、能耗低、效率高的生物浸礦技術對我們的作用日益明顯。利用微生物的作用從礦石中回收重金屬離子，已經是全世界都建立的生物技術過程。目前，該技術主要應用于應用于銅、鎳、金和銀等。
[0003]黃銅礦礦物品位低，結構復雜，不利于持續進行生物浸出，而且礦物中鐵和硫所占比例較高，極易產生兩種鈍化反應。當前，多種強化策略例如高溫浸出、低PH、添加表面活性劑、銀離子、氯離子及低Eh體系都被嘗試用于解決黃銅礦鈍化問題，但是這些方法都有一些局限性。黃銅礦生物浸出是一個生物和化學同時進行的過程，兩個過程相互促進并之約，因此在生物浸出過程中，需要綜合考慮化學和生物反應效應。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種強化黃銅礦微生物浸出的方法，解決微生物對黃銅礦氧化分解效果差、浸出率低的問題，為黃銅礦的高效開發利用提供技術指導。
[0005]本發明提供的技術方案是:一種強化黃銅礦微生物浸出的方法，包括以下步驟:
(1)將黃銅礦礦樣粉粹成顆粒，同時將要添加的黃鐵礦礦樣和/或閃鋅礦礦樣也粉粹成顆粒；
(2)將培養基，黃銅礦，及將要添加的閃鋅礦和/或黃鐵礦進行高溫高壓滅菌；
(3 )將滅菌后的黃銅礦加入裝有培養基的搖瓶中，再分別加入黃鐵礦或閃鋅礦，并接種浸礦微生物；
(4 )將步驟(3 )的搖瓶放置恒溫搖床培養；
(5)測定浸出過程中銅的浸出效率。
[0006]本發明的一個具體技術方案是，一種強化黃銅礦微生物浸出的方法，包括以下步驟:
(1)將黃銅礦礦樣粉粹成粒度大小約為0.074mm的顆粒，同時將要添加的黃鐵礦礦樣和/或閃鋅礦礦樣也粉粹成粒度大小約為0.074mm的顆粒；
(2)將9K培養基和黃銅礦及添加黃鐵礦和/或閃鋅礦均高溫高壓滅菌；
(3 )將滅菌后的黃銅礦加入裝有培養基的搖瓶中，再分別加入黃鐵礦或閃鋅礦，礦漿濃度為2%，調節礦漿pH值為2.0，并接種浸礦微生物，使得溶液中微生物濃度為1.0 X 16個/毫升；
(4)將(3)的搖瓶放置恒溫搖床培養，調控溫度為40°C，并在轉速為170rpm條件下浸出30天;
(5)測定浸出過程中銅的浸出效率。
[0007]浸礦微生物包括:從德興銅礦中分離的三株細菌喜溫硫桿菌Acidith1bacilluscaIdus(保藏號:CBCBSUCSU208026，菌株號:SI)，嗜熱氧化硫硫化桿菌SuIfobaci I Iusthermosulf idooxidans (保藏號:CBCBSUCSU208043，菌株號:YN22)，嗜鐵鉤端螺旋菌Leptospirillum ferriphilum(保藏號:CBCBSUCSU208015，菌株號:YSK)和一株古菌嗜熱鐵質菌Ferroplasma thermophilum(保藏號:CBCBSUCSU208123，菌株號:LI)組成的人工共培養體系。微生物富集物的富集培養條件為:分別在不同能源(硫酸亞鐵，元素硫，硫酸亞鐵+元素硫+ 0.01% wt/V01酵母抽提液)，不同的溫度(30°C，40°C，50°C)和不同的pH (1.0，1.8，2.5)下分別培養后混合。人工共培養體系中四株菌的濃度是相同的，按菌數比例1:1:1:1加入。
[0008]上述方法優選幾種工藝如下:
喜溫硫桿菌Acidi th1baci I Ius caldus，嗜熱氧化硫硫化桿菌Sulf obaci I Iusthermosulf idooxidans，嗜鐵鉤端螺旋菌Leptospiri I Ium ferriphilum和嗜熱鐵質菌Ferroplasma thermophilum構成的人工共培養體系浸出加入黃鐵礦的黃銅礦體系:將黃銅礦和黃鐵礦礦石粉粹成約0.074mm的顆粒，投入到含有人工共培養體系的9K培養基中，浸出條件為礦漿濃度2%，接種后浸溶液微生物濃度為1.0 X 16個/毫升，pH值為2.0，培養溫度為40° C，搖床轉速170rpm，浸出30天，其中黃銅礦與黃鐵礦是等比例加入。
[0009]喜溫硫桿菌Acidith1baci I Ius caldus，嗜熱氧化硫硫化桿菌Su If obaci I Iusthermosulf idooxidans，嗜鐵鉤端螺旋菌Leptospiri I Ium ferriphilum和嗜熱鐵質菌Ferroplasma thermophilum構成的人工共培養體系浸出加入黃鐵礦和閃鋅礦的黃銅礦體系:將黃銅礦、黃鐵礦和閃鋅礦礦石粉粹成約0.074mm的顆粒，投入到含有人工共培養體系的9K培養基中，浸出條件為礦漿濃度2%，接種后浸溶液微生物濃度為1.0 X 16個/毫升，pH值為2.0，培養溫度為40° C，搖床轉速170rpm，浸出30天，其中黃銅礦、黃鐵礦與閃鋅礦是等比例加入。
[00?0]上述方法取樣導致的浸出液的損失用9K培養基補充，蒸發損失用無菌pH2.0的蒸餾水補充
本發明具有以下有益效果:
黃鐵礦的靜電位比黃銅礦高，黃鐵礦充當陰極被保護，黃銅礦因為靜電位相對較低，充當陽極，被氧化，加速黃銅礦的溶解，有利于銅的生物浸出。本發明所采用的技術方案在強酸性的細菌培養基溶液中添加黃鐵礦和/或閃鋅礦，使得溶液中鐵離子濃度和氫離子濃度提高，在微生物與高鐵離子、高氫離子的協同作用下，顯著提高了黃銅礦的氧化分解。本發明的針對性強，解決了黃銅礦浸出時間長，浸出效率低的問題。
【附圖說明】
[0011]圖1所示三種不同礦物在人工共培養體系中和非人工共培養體系中pH隨時間的變化情況。
[0012]圖2所示三種不同礦物在人工共培養體系中和非人工共培養體系中氧化還原電位隨時間的變化情況。
[0013]圖3所示三種不同礦物在人工共培養體系中和非人工共培養體系中鐵離子濃度隨時間的變化情況。
[0014]圖4所示三種不同礦物在人工共培養體系中和非人工共培養體系中銅的浸出率隨時間的變化情況。
【具體實施方式】
[0015]本發明有下列實施例進一步說明，但不受這些實施例的限制。
[0016]實施例1
喜溫硫桿菌Acidi th1baci I Ius caldus，嗜熱氧化硫硫化桿菌Su If obaci I Iusthermosulf idooxidans，嗜鐵鉤端螺旋菌Leptospiri I Ium ferriphilum和嗜熱鐵質菌Ferroplasma thermophilum(這四類菌株均保存在武漢大學保藏中心，位于湖北省武漢市武昌區八一路299號武漢大學校內)構成的人工共培養體系浸出加入黃鐵礦的黃銅礦體系:將黃銅礦和黃鐵礦礦石粉粹成約0.074mm的顆粒，投入到含有微生物富集物的9K培養基中，浸出條件為礦漿濃度2%，接種后浸溶液微生物濃度為1.0 X 16個/毫升，pH值為2.0，培養溫度為40° C，搖床轉速170rpm，浸出30天，其中黃銅礦與黃鐵礦是等比例加入。當黃銅礦單獨微生物浸出體系中，浸出9天后，pH值為1.75(圖l)，Eh為662(圖2)，鐵離子濃度為1.365g/L(圖3，黃銅礦的浸出率僅為29.39%(圖4);添加等量的10g/L黃鐵礦體系中，浸出9天，Eh為682(圖2)，pH值為2.0(圖1)，鐵離子濃度為0.006g/L(圖3)，黃銅礦的浸出率達到37.48%(圖
4)，提尚了8.09%ο
[0017]實施例2
喜溫硫桿菌Acidi th1baci I Ius caldus，嗜熱氧化硫硫化桿菌Su If obaci I Iusthermosulf idooxidans，嗜鐵鉤端螺旋菌Leptospiri I Ium ferriphilum和嗜熱鐵質菌Ferroplasma thermophilum構成的人工共培養體系浸出加入黃鐵礦和閃鋅礦的黃銅礦體系:將黃銅礦、黃鐵礦和閃鋅礦礦石粉粹成約0.074mm的顆粒，投入到含有人工共培養體系的9K培養基中，浸出條件為礦漿濃度2%，接種后浸溶液微生物濃度為1.0 X 16個/毫升，pH值為2.0，培養溫度為40° C，搖床轉速170rpm，浸出30天，其中黃銅礦、黃鐵礦與閃鋅礦是等比例加入。當黃銅礦單獨微生物浸出體系中，浸出9天后，pH值為1.75(圖1)，Ηι為662(圖2)，鐵離子濃度為1.365g/L(圖3)，黃銅礦的浸出率僅為29.39%(圖4);添加等量的10g/L黃鐵礦和閃鋅礦體系中，浸出9天，pH值為1.49(圖1) Jh為644(圖2)，鐵離子濃度為2.16g/L(圖3)，黃銅礦的浸出率達到42.94%(圖4)，提高了 13.55%。
【主權項】
1.一種強化黃銅礦微生物浸出的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將黃銅礦礦樣粉粹成顆粒，同時將要添加的黃鐵礦礦樣和/或閃鋅礦礦樣也粉粹成顆粒； (2)將培養基，黃銅礦，及將要添加的閃鋅礦和/或黃鐵礦進行高溫高壓滅菌； (3)將滅菌后的黃銅礦加入裝有培養基的搖瓶中，再分別加入黃鐵礦或閃鋅礦，并接種浸礦微生物； (4 )將步驟(3 )的搖瓶放置恒溫搖床培養； (5)測定浸出過程中銅的浸出效率。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述浸礦微生物包括:從德興銅礦中分離的三株細菌喜溫硫桿菌Acidith1baci I Ius caldus，嗜熱氧化硫硫化桿菌Sulfobaci IIusthermosulfidooxidans，嗜鐵鉤端螺旋菌Leptospirilium ferriphilum和一株古菌嗜熱鐵質菌Ferroplasma thermophilum組成的人工共培養體系。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述人工共培養體系中三株細菌喜溫硫桿菌Acidith1bacillus caldus，嗜熱氧化硫硫化桿菌Sulfobacillusthermosulf idooxidans，嗜鐵鉤端螺旋菌 Leptospir ilium ferriphilum 和一株古菌嗜熱鐵質菌Ferroplasma thermophilum,四株菌按菌數比例1:1:1:1加入。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，黃銅礦礦樣、添加的黃鐵礦礦樣和/或閃鋅礦礦樣粉粹成顆粒的粒度大小為0.074mm。5.根據權利要求1至4任一項所述的方法，其特征在于，第(3)步中的礦漿濃度為2%，調節礦漿PH值為2.0，并接種浸礦微生物，使得溶液中微生物濃度為1.0 X 16個/毫升。6.根據權利要求1至4任一項所述的方法，其特征在于，第(4)步培養條件為溫度為40°C，并在轉速為170rpm條件下浸出30天。7.根據權利要求1至4任一項所述的方法，其特征在于，所述培養基為9K培養基。8.根據權利要求1至4任一項所述的方法，其特征在于，黃銅礦與黃鐵礦，或者是黃銅礦與閃鋅礦等質量比加入，或者黃銅礦，與黃鐵礦和閃鋅礦混合礦是等質量比加入。
【文檔編號】C22B3/18GK105861823SQ201610199120
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月1日
【發明人】尹華群
【申請人】中南大學