CN101748085A - 一株浸矿菌及闪锌矿精矿中生物提铟工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一株浸矿菌及闪锌矿精矿中生物提铟工艺，浸矿菌名称为Leptospirillum ferrooxidans Retech-SPL-1，保藏登记号为CCTCC No：M208162，保藏日期2008年10月17日，保藏单位中国国家典型培养物保藏中心，地址武汉大学内。一种锌精矿的生物提铟工艺为浸矿菌驯化和放大培养，接入到含有矿浆的搅拌罐中，通过通气搅拌，完成浸出过程，浸出工序出来的浸出液送至除铁和铟萃取反萃电积工序。本发明优点除了有利于环保外，还可以用来开发传统选冶技术不易综合利用的低品位铟资源，扩大铟的矿产资源利用范围，提高铟的综合利用率。

Description

一株浸矿菌及闪锌矿精矿中生物提铟工艺
技术领域
本发明涉及一株浸矿菌及锌精矿中生物提铟工艺，特别是一株浸矿菌及铁闪锌矿精矿中生物提铟工艺。
背景技术
铟作为我国的一种优势稀散金属资源，常与多金属锌精矿伴生，经过选矿后，铟主要富集于锌精精矿中。因此，浮选后的锌精矿是提取铟的最大原料来源，从锌精矿中提取铟的研究一直是国内外冶金工作者关注的焦点之一。传统提炼工艺不但流程长、工序多、设备庞杂、投资大、而且渣处理量大、铟的回收率大多在50％以下。长期以来，对铟的富集综合回收是一个十分棘手的问题，现在还没有很理想的冶炼处理方法。为了高效综合回收锌精精矿中的铟资源，加强湿法提铟清洁生产、技术的研究与开发，意义非常重大。生物冶金工艺由于具有流程短、设备简单、投资少、成本低、对环境友好、能处理复杂多金属矿物等优点而提供了一条回收锌精矿中稀散金属的新途径。
发明内容
本发明的目的是提供一株浸矿菌及闪锌矿精矿中生物提铟工艺，该工艺不同于传统的选冶工艺，即不需要经过高能耗的高温熔炼，新工艺不排放污染性大的烟尘和二氧化硫等有毒气体，本工艺流程短、设备简单、投资省、成本低、无污染，提高了锌和铟的回收率，综合利用了低品位铟矿产资源，可获得更大的效益。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：
一株浸矿菌，名称为Leptospirillum ferrooxidans Retech-SPL-1，保藏登记号为CCTCC No：M208162，保藏日期：2008年10月17日。保藏单位中国国家典型培养物保藏中心，地址武汉大学内。
浸矿菌用于闪锌矿精矿中生物提铟工艺，它包括以下步骤：
(1)浸矿菌的获得
在取得该菌种之后，在pH值为1.5～2.5的普通自来水中加入所需浸出的锌精矿矿石、氮源和磷源进行浸矿细菌适应性驯化培养2～5次，然后逐级放大培养6～10次。其中细菌接种量为培养物总体积的10～30％，加入的矿粉量为培养物总重量的2～15％；加入的氮源物质为碳酸铵或氨水或硝酸钙、磷源物质为磷酸氢二钾或磷酸二氢钾，加入量为培养物总重量的0.01～0.05‰。获得菌浓度为107～109个/ml的适应性驯化浸矿菌，其生长温度在范围在25～45℃，pH在1.0～5.0之间，最佳生长温度在28～35℃、pH1.7～2.2，该菌对铁闪锌矿的浸出有很强的专属性，随后用于进行锌精矿的生物搅拌浸出。
(2)锌精矿中铟的生物搅拌浸出
锌精矿是经过浮选之后的矿石，无需细磨，粒度即可达到搅拌浸出所要求的粒度，小于0.075mm。然后与稀硫酸溶液混合，形成浓度为25％的矿浆，泵入搅拌罐内，调节pH值为1.5～2.0，再接入专属的浸矿菌液，其与矿浆的体积百分比为5％～15％，最终形成的矿浆pH值保持在1.5～2.0。该浸矿菌液中含菌为(Thiobacillus ferrooxidans Retech)107个/ml以上，其氧化还原电位在450mv(vs.SCE)以上。搅拌过程中搅拌器转速为180～250rpm。无需加温。
(3)含锌铟浸出液的净化
将(2)中浸出液采用锌精矿作为还原剂进行三价铁还原，还原温度为85～100℃，反应时间为2～3小时，还原后的溶液pH值为0.5～1.0，三价铁的还原率大于97％。
(4)铟回收
将(3)中三价铁还原后的溶液进行铟的萃取，调节溶液pH值为0.5～1.0，D2EHPA浓度15％～25％，稀释剂为260#磺化煤油，萃取级数为1～3级，相比O/A为1∶6～1∶10，使用稀硫酸和草酸混合溶液洗涤，铟的萃取率大于98％。反萃相比O/A为10∶1～14∶1，反萃级数为2～4级，铟的反萃率在99％以上。得到的铟浓缩液直接电积。
附图说明
图1为本发明一种实施例的工艺流程框图
如图1所示，经保藏的浸矿菌(Leptospirillum ferrooxidans Retech-SPL-1，保藏登记号为CCTCC No：M208162，保藏日期2008年10月17日，将其进行驯化及放大培养1，锌精矿粒度控制在粒径小于0.075mm，与稀硫酸混合形成矿浆2，接种驯化及放大培养后的浸矿菌进行搅拌浸出3，经固液分离4，浸出液中三价铁Fe+3还原5，6为铟的萃取，7为铟的反萃电积得铟金属。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明
实施例1
该新工艺应用于我国西北某含砷低品位锌精矿，该矿样以闪锌矿为主，另外还有少量黄铁矿、黄铜矿、脉石矿物和极微量的方铅矿。脉石矿物主要是碳酸盐矿物(方解石和白云石)，以及少量的石英、长石等。所有矿物基本上全为单体颗粒状态。矿石中锌含量为47.62％，铁13.07％，铟0.0146％，硫30.77％。
(1)浸矿菌的复长与放大培养
浸矿菌(该菌在中国国家典型培养物保藏中心武汉大学内寄存，培养物名称为Leptospirillum ferrooxidans Retech-SPL-1，保藏登记号为CCTCC No：M208162，保藏日期：2008年10月17日。在pH值为1.5～2.0的普通自来水中加入粒度为小于0.075mm的我国西北某锌精矿石、碳酸铵和磷酸氢二钾进行浸矿细菌适应性驯化转接培养4次，然后逐级放大培养10次。其中每次细菌接种量为培养物总体积的10％，加入的锌精矿粉量为培养物总重量的5％；加入的碳酸铵、磷酸二氢钾的量分别为培养物总重量的0.04‰；培养温度25～45℃。最终获得驯化菌浓度大于107个/ml的适应性浸矿菌，对锌的耐受能力大于80g/L，菌液电位达到600mv(vs.SCE)。该菌液即可接入矿浆中进行搅拌浸出。
(2)矿石中铟的搅拌浸出
将粒度为小于0.075mm的我国西北某锌精矿投入到搅拌罐内，加入pH1.0～1.5的稀硫酸溶液，矿浆浓度为20％，平衡2h，待矿浆pH稳定后，在接入10％(v/v)的含适应性驯化放大培养好的浸矿菌液，其中含浸矿菌107～108个/ml，菌液的氧化还原电位大于580mv(vs.SCE)，菌液的pH值为1.5～2.0，搅拌转速为230rpm，搅拌浸出时间为40天，此时锌几乎被全部浸出，铟的浸出率达到70％以上，反应终止。
(2)锌铟浸出液中三价铁的还原
浸出液的成分为：Zn2+23.5g/L，Fe3+4.71g/L，Fe2+0.042g/L，In3+5.29mg/LpH值1.75。
采用闪锌矿加热还原浸出液中三价铁为二价铁，反应式为：
4H++4Fe2++O2→4Fe3++2H2O
加热温度95℃，锌精矿的加入量为理论用量的1.8倍，反应2小时，还原后的溶液pH值为0.5～1.0，三价铁的还原率为97.6％。
(3)铟回收
三价铁还原后的溶液进行铟的萃取，调节溶液pH值为0.5～1.0，D2EHPA浓度20％，稀释剂为260#磺化煤油，两级萃取，相比O/A为1∶8，使用稀硫酸和草酸混合溶液洗涤，铟的萃取率大于98％。反萃相比O/A为12∶1，三级反萃，铟的反萃率在99％以上。得到的铟浓缩液直接电积。
本发明的效果是：除了有利于环保外，还可以用来开发传统选冶技术难以综合利用的锌铟伴生资源，尤其适合用于铁闪锌矿精矿中含有的低品位铟资源，对有效扩大铟矿产资源的利用范围，提高锌和铟的综合利用率有着重要意义。

Claims (9)

1.一株浸矿菌，其特征在于：名称为Leptospirillum ferrooxidans Retech-SPL-1，保藏登记号为CCTCC No：M208162，保藏日期2008年10月17日，保藏单位中国国家典型培养物保藏中心，地址武汉大学内。
2.一种闪锌矿精矿中生物提铟工艺，其特征在于：它包括：
(1)将浸矿菌，该菌保藏号CCTCC No：M208162，经驯化及放大培养，获得适应性的浸矿菌；
(2)将低品位的锌精矿石送至搅拌浸出工序；
(3)将(1)中放大培养的浸矿菌液加至含有矿浆的搅拌罐中；
(4)浸出工序出来的浸出液送至高温还原；
(5)铁还原后的溶液送至铟萃取电积回收工序。
3.根据权利要求2所述的闪锌精矿中生物提铟工艺，其特征在于：所述的浸矿菌的驯化、放大培养条件为：在普通自来水中加入所需浸出的锌精矿粉、氮源和磷源进行浸矿细菌适应性驯化培养，然后逐级放大培养，其中细菌接种量占培养物总体积的百分比为10～30％(体积百分)，加入的矿粉量占培养物总重量的百分比为2～15％(重量百分)；加入的氮源物质和磷源物质的量分别占培养物总重量的百分比为0.01～0.05％(重量百分)，获得菌浓度为107～109个/ml的适应性驯化浸矿菌，其生长温度在25～45℃，pH在1.0～5.0之间。
4.根据权利要求2或3所述的锌精矿中生物提铟工艺，其特征在于：所述的加入的锌精矿粉的粒度是小于0.075mm、氮源物质为碳酸铵或氨水或硝酸钙、磷源物质为磷酸氢二钾或磷酸二氢钾。
5.根据权利要求2或3所述的锌精矿中生物提铟工艺，其特征在于：所述的浸矿细菌适应性驯化培养的转接次数为2～5次，逐级放大培养的级数是6～10次。
6.根据权利要求2或3所述的锌精矿中生物提铟工艺，其特征在于：所述的生物搅拌罐中桨叶的搅拌速度为180～250rpm。
7.根据权利要求2或3所述的锌精矿中生物提铟工艺，其特征在于：所述的生物浸出工艺为搅拌浸出或称槽浸，接入驯化放大培养好的浸矿菌液与矿浆的体积比为5％～15％。
8.根据权利要求2所述的锌精矿中生物提铟工艺，其特征在于：所述的锌铟浸出液中三价铁还原中温度为85～100℃，反应时间为2～3小时。
9.根据权利要求2或3所述的锌精矿中生物提铟工艺，其特征在于：所述的还原后的锌铟浸出进行铟萃取，萃取级数为1～3级，相比O/A为1∶6～1∶10，稀硫酸加草酸洗涤后，反萃级数为2～4级，相比O/A为10∶1～14∶1。
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