CN101265519A - 一种生物化学法回收赤泥中铝的方法 - Google Patents
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Abstract
一种生物化学法回收赤泥中铝的方法，涉及回收氧化铝生产过程中赤泥中的铝的方法，特别是采用生物化学方法回收拜耳法赤泥的中铝的方法。其特征在于采用从矿山中筛选的具有强产有机酸能力的黑曲霉菌株(菌株保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为：CGMCC NO.1539)的发酵液浸出赤泥中的铝进而进行回收的。采用本发明的方法，可以回收赤泥中70％以上的铝，赤泥中Fe、Si、Ti等杂质浸出较少。有效利用了拜耳法废弃物赤泥，提高了资源利用率，扩大可利用的铝土矿资源量。
Description
技术领域
一种生物化学法回收赤泥中铝的方法，涉及回收氧化铝生产过程中赤泥中的铝的方法，特别是采用生物化学方法回收拜耳法赤泥的中铝的方法。
背景技术
赤泥是拜耳法氧化铝碱法生产过程中化学废弃物。赤泥的化学组分根据氧化铝生产过程中所用的铝土矿矿物组分不同而不同，但是通常含约20％Al2O3、20％Fe2O3、10％SiO2、12％TiO2。每生产1t氧化铝约产生2t赤泥，我国每年拜耳法生产氧化铝产量按250万t计算，赤泥排放量达500万t左右，这部分赤泥中的铝折合成氧化铝有100万t左右，如果不回收就会造成极大的浪费。
一些研究人员曾经试着采用不同的化学提取工艺从赤泥中回收可用物质或有价金属特别是铝。赤泥中铝的回收方法可分为化学法和生物法。化学法采用无机酸或有机酸浸出，设备性能要求高或者成本高。微生物法浸出受菌丝体或其代谢物浸出能力的影响，Al的浸出率较低。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种成本较低、环境友好、高效浸出铝的生物化学法回收赤泥中的铝的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种生物化学法回收赤泥中铝的方法，其特征在于采用从矿山中筛选的具有强产有机酸能力的黑曲霉菌株(菌株保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为：CGMCC NO.1539)的发酵液浸出赤泥中的铝进而进行回收的。
本发明的一种生物化学法回收赤泥中的铝的方法，其特征在于采用的从矿山中筛选的具有强产有机酸能力的黑曲霉菌株浸出剂制备的工艺条件为：液体培养基：NaNO3 2g，K2HPO4 1g，KCl 0.5g，MgSO4 0.5g，FeSO4 0.01g，蔗糖15g，水1000ml，pH自然，121℃灭菌20min；培养基冷却后，接种黑曲霉菌丝体或孢子；培养条件为：温度25℃-30℃，培养时间2天-7天；当培养液的pH降低到1.5-2.5时，将培养液过滤去除菌丝体，将发酵液用硫酸调pH至0.5-1.0，配成浸出剂。
本发明的一种生物化学法回收赤泥中的铝的方法，其特征在于其浸矿过程为用硫酸调节赤泥的pH值至8.0±0.1；浸出剂制备好后，70℃-90℃下以150rpm-300rpm的速度搅拌浸出处理后的赤泥中的铝；浸出时的矿浆固含为50g/l-200g/l，时间2h-12h，过滤，洗涤。
研究发现，该株黑曲霉菌的发酵液对浸出赤泥中的铝非常有效。在浸出过程中，发酵液中的有机酸根与H+发挥协同作用。在铝矿物分解过程中，无机酸作为质子的给予体，释放出的H+攻击铝矿物表面使其中的Al溶出，而有机酸根与Al离子的络合或螯合促进混合物对Al的浸出。浸出液中Al的浓度最高达10.550g/l，由于析出物的抑制作用，循环浸出液1-3次后Al的浓度仅提高到11.270g/l，所以继续循环浸出并不高效。
浸出6h-12h后，Al达到最大浓度，随后保持近似常数。而Fe和Ti的浸出较慢，需要24h后才达峰值。因此，可通过用最短的浸出时间减少Fe和Ti杂质的浸出。
采用本发明的方法，可以回收赤泥中70％以上的铝，赤泥中Fe、Si、Ti等杂质浸出较少。有效利用了拜耳法废弃物赤泥，提高了资源利用率，扩大可利用的铝土矿资源量。
附图说明
图1为本发明的方法的原则工艺流程图。
具体实施方式
一种生物化学法回收赤泥中铝的方法，采用从矿山中筛选的具有强产有机酸能力的黑曲霉菌株(菌株保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为：CGMCC NO.1539)的发酵液浸出赤泥中的铝进而进行回收的。其浸矿过程为用硫酸调节赤泥的pH值至8.0±0.1；浸出剂制备好后，70℃-90℃下以150rpm-300rpm的速度搅拌浸出处理后的赤泥中的铝；浸出时的矿浆固含为5g/l-20g/l，时间2h-12h，过滤，洗涤。
实施例1
首先制备浸出剂；液体培养基：NaNO3 2g，K2HPO4 1g，KCl 0.5g，MgSO40.5g，FeSO4 0.01g，蔗糖15g，水1000ml，pH自然，121℃灭菌20min；培养基冷却后，接种黑曲霉ZYY-16#菌株；培养条件为：温度35℃，转速250rpm，培养时间7天；当培养液的pH降低到1.5时，将培养液过滤去除菌丝体，将发酵液用硫酸调pH至0.5，配成浸出剂；
取QB#赤泥中氧化铝含量为24.86％，用硫酸调赤泥的pH至8.0±0.1。浸出条件为：浸出温度90℃，固含100g/l，搅拌速度200rpm，浸出时间6h。趁热过滤洗涤，烘干后检测浸后渣的铝、硅、铁的含量分析。结果如表1。
实施例2
首先制备浸出剂；液体培养基：NaNO3 2g，K2HPO4 1g，KCl 0.5g，MgSO40.5g，FeSO4 0.01g，蔗糖15g，水1000ml，pH自然，121℃灭菌20min；培养基冷却后，接种黑曲霉ZYY-16#菌株；培养条件为：温度30℃，转速200rpm，培养时间5天；当培养液的pH降低到2.0时，将培养液过滤去除菌丝体，将发酵液用硫酸调pH至1.0，配成浸出剂；
取SX#赤泥中氧化铝含量为20.61％，用硫酸调赤泥的pH至8.0±0.1。浸出条件为：浸出温度85℃，固含150g/l，搅拌速度180rpm，浸出时间4h。趁热过滤洗涤，烘干后检测浸后渣的铝、硅、铁的含量分析。结果如表2。
实施例3
首先制备浸出剂；液体培养基：NaNO3 2g，K2HPO4 1g，KCl 0.5g，MgSO40.5g，FeSO4 0.01g，蔗糖15g，水1000ml，pH自然，121℃灭菌20min；培养基冷却后，接种黑曲霉ZYY-16#菌株；培养条件为：温度25℃，转速150rpm，培养时间3天；当培养液的pH降低到2.5时，将培养液过滤去除菌丝体，将发酵液用硫酸调pH至1.5，配成浸出剂；
取ZZ#赤泥中氧化铝含量为16.53％，用硫酸调赤泥的pH至8.0±0.1。浸出条件为：浸出温度75℃，固含200g/l，搅拌速度150rpm，浸出时间3h。趁热过滤洗涤，烘干后检测浸后渣的铝、硅、铁的含量分析。结果如表3。
表1 GZ#赤泥生物化学法浸出铝的效果
表2 QB#赤泥生物化学法浸出铝的效果
表1 PG#赤泥生物化学法浸出铝的效果
Claims (3)
1. 一种生物化学法回收赤泥中铝的方法，其特征在于采用从矿山中筛选的具有强产有机酸能力的黑曲霉菌株(菌株保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为：CGMCC NO.1539)的发酵液浸出赤泥中的铝进而进行回收的。
2. 根据权利要求1所述的一种生物化学法回收赤泥中的铝的方法，其特征在于采用的从矿山中筛选的具有强产有机酸能力的黑曲霉菌株浸出剂制备的工艺条件为：液体培养基：NaNO3 2g，K2HPO4 1g，KCl 0.5g，MgSO4 0.5g，FeSO40.01g，蔗糖15g，水1000ml，pH自然，121℃灭菌20min；培养基冷却后，接种黑曲霉菌丝体或孢子；培养条件为：温度25℃-30℃，培养时间2天-7天；当培养液的pH降低到1.5-2.5时，将培养液过滤去除菌丝体，将发酵液用硫酸调pH至0.5-1.0，配成浸出剂。
3. 根据权利要求1所述的一种生物化学法回收赤泥中的铝的方法，其特征在于其浸矿过程为用硫酸调节赤泥的pH值至8.0±0.1；浸出剂制备好后，70℃-90℃下以150rpm-300rpm的速度搅拌浸出处理后的赤泥中的铝；浸出时的矿浆固含为50g/l-200g/l，时间2h-12h，过滤，洗涤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20080917 |