CN102168171A - 一种金红石粗精矿的生物脱硅提纯新工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种金红石粗精矿的生物脱硅提纯新工艺，其步骤包括：从高硅矿坑水中筛选、诱变、培育出具有优良脱硅能力的硅酸盐杆菌(Bacillus mucilaginosus silicas)，配置合适的培养基，在一定温度、搅拌速度、充气量及pH值下，将常规重选-磁选方法得到的金红石粗精矿与高浓度硅酸盐杆菌菌液充分混合，搅拌一定时间，使金红石粗精矿中的硅质物溶入溶液中，然后进行固液分离，获得高质量的金红石精矿。该方法环保无污染，针对性强，选择性好，流程稳定，RTiO2回收率高。

Description

一种金红石粗精矿的生物脱硅提纯新工艺
技术领域
本发明属于选矿技术领域，具体涉及一种金红石粗精矿的生物脱硅提纯新工艺。
背景技术
原生金红石一般在岩浆岩中作为副矿物呈细小颗粒产出，在区域变质过程中，金红石由含钛矿物(如钛铁矿)转变而成，在角闪石、榴辉岩、片麻岩和片岩中出现。这类矿石的矿物组成与嵌布关系复杂,矿石中一般含钛铁矿、赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿等大密度矿物，金红石的嵌布粒度细，一般需要采取“重选-磁选-电选-浮选-酸洗”等多种选矿方法组成的联合选矿工艺来处理，才能获得高品质的金红石精矿。
由于常规的“重选-磁选-电选-浮选”联合工艺选别后,得到的金红石粗精矿TiO2含量一般都在80%左右, 还有许多硅酸盐、碳酸盐、铁矿物等杂质矿物粘附在金红石颗粒的边缘或裂隙中, 为除去这些杂质, 提高精矿质量, 一般需要采用酸洗工艺进一步提纯。如果不采用酸洗工艺继续提高精矿品位，则必须以大幅度牺牲回收率为代价，造成严重的资源浪费；如果采用酸洗工艺，虽然能有效提高金红石品位，但酸洗工艺对环境有污染，而且生产操作中具有危害性，在当今人们环保意识日益增强的情况下，酸洗工艺已不能为实际生产所接受。所以，开发金红石的环保提纯新技术，解决金红石资源开发利用的瓶颈问题，已经成了当务之急。
本工艺采用微生物对金红石粗精矿进行了提纯，通过硅酸盐杆菌对硅质物的侵蚀作用，脱除掉金红石颗粒表面的硅酸盐等杂质，提高精矿品位，效果显著。
发明内容
本发明的目的是一种金红石粗精矿的生物脱硅提纯新工艺。该方法环保无污染，针对性强，选择性好，流程稳定，RTiO2回收率高。
本发明的目的是这样实现的:
一种金红石粗精矿的生物脱硅提纯新工艺，其步骤包括:从高硅矿坑水中筛选、诱变、培育出具有优良脱硅能力的硅酸盐杆菌(Bacillusmucilaginosus silicas)，配置合适的培养基，在一定温度、搅拌速度、充气量及pH值下，将常规重选-磁选方法得到的金红石粗精矿与高浓度硅酸盐杆菌菌液充分混合，搅拌一定时间，使金红石粗精矿中的硅质物溶入溶液中，然后进行固液分离，获得高质量的金红石精矿。
使用从高硅矿坑水中分离出来的硅酸盐杆菌(Bacillus mucilaginosus silicas)。
将从高硅矿坑水中分离出来的硅酸盐杆菌(Bacillus mucilaginosus silicas)，经过经过培养、筛选、诱变、驯化获得的脱硅能力较强的菌种。
对筛选出的菌种进行进行紫外线诱变。
分离、培养、驯化硅酸盐杆菌(Bacillus mucilaginosus silicas)时所用的培养基成份为:葡萄糖2g/L, Na2HP04 1. 6g/L, MgSO4 0.2g/L, CaCO3 0.2g/L, CaO 0.8g/L，玻璃粉0.1～l0g/L, 金红石矿0.1～l0g/L,l%FeCl3 1.5m1。
所述硅酸盐杆菌(Bacillus mucilaginosus silicas)的溶硅温度在25～40℃ , 30℃为最佳;硅酸盐杆菌(Bacillus mucilaginosus silicas)的溶硅搅拌速度：摇瓶实验为200～300转/分，单槽放大实验为大叶片慢速搅拌，转速50～100转/分。
硅酸盐杆菌(Bacillus mucilaginosus silicas)的溶硅矿浆的pH值在5～8, pH值6.8～7.0最佳;硅酸盐杆菌(Bacillus mucilaginosus silicas)的溶硅时间24～168小时。
所述的硅酸盐杆菌(Bacillus mucilaginosus silicas)溶硅时在溶液中的菌种浓度106～1018个/ml，最佳浓度为109～1010个/ml。
所述的硅酸盐杆菌(Bacillus mucilaginosus silicas)的溶硅过程中，矿浆固液比1:5～1:10，最佳比为1:6～1:7。
硅酸盐杆菌(Bacillus mucilaginosus silicas)的溶硅后，金红石精矿粒度基本不变。
硅酸盐杆菌(Bacillus mucilaginosus silicas)的溶硅后，采用“浓缩—离心/压滤”工艺，进行固液分离。
有益效果：本发明通过微生物在矿浆中与金红石粗精矿表面的硅质物的生物化学作用，直接将硅质物中的Si转化溶入溶液中。克服了以往采用HF酸脱硅工艺存在的环境污染问题，而且成本较低，对我国大量原生金红石矿的环保开发利用，都具有重要的意义。采用该方法处理品位78.21%的金红石粗精矿，得到的精矿产率为78.90%、RTiO2含量为91.80%，回收率92.61%。
实施实例1
采用本发明对河南某金红石粗精矿进行微生物脱硅试验。该金红石粗精矿中RTiO2含量为78.21%。
该金红石粗精矿样品细度为-0.1mm占90%。
培养硅酸盐杆菌(Bacillus mucilaginosus silicas)采用的培养基成份为:葡萄糖2g/L, Na2HP04 1. 6g/L, MgSO4 0.2g/L, CaCO3 0.2g/L, CaO 0.8g/L，玻璃粉0.1～l0g/L, 金红石矿0.1～l0g/L,l%FeCl3 1.5m1。
采用葡萄糖2g/L, Na2HPO4 1. 6g/L, MgSO4 0.2g/L, CaCO3 0.2g/L, CaO 0.8g/L, 1%FeCl3 1. 5m1为基本溶液，按1:7的比例加入金红石粗精矿，形成矿浆。
按109的菌液浓度加入菌液。矿浆温度控制在30士2 ℃，矿浆pH值控制在6.8-7.0,单槽搅拌浸出168小时后，进行固液分离，得到的金红石精矿RTiO2含量为91.80%，回收率92.61%。
实施实例2
采用本发明对湖北某金红石粗精矿进行微生物脱硅试验。该金红石粗精矿中RTiO2含量为86.56%。
该金红石粗精矿样品细度为-0.074mm占65%。
培养硅酸盐杆菌(Bacillus mucilaginosus silicas)采用的培养基成份为:葡萄糖2g/L, Na2HPO4 1. 6g/L, MgSO4 0.2g/L, CaCO3 0.2g/L, CaO 0.8g/L，玻璃粉0.1～l0g/L, 金红石矿0.1～l0g/L,l%FeCl3 1.5m1。
采用葡萄糖2g/L, Na2HPO4 1. 6g/L, MgSO4 0.2g/L, CaCO3 0.2g/L, CaO 0.8g/L, 1%FeCl3 1. 5m1为基本溶液，按1:7的比例加入金红石粗精矿，形成矿浆。
按109的菌液浓度加入菌液。矿浆温度控制在30士2 ℃，矿浆pH值控制在6.8-7.0,单槽搅拌浸出168小时后，进行固液分离，得到的金红石精矿RTiO2含量为95.76%，回收率96.33%。
实施实例3
采用本发明对陕西某细粒金红石粗精矿矿进行微生物脱硅试验。该金红石粗精矿中RTiO2含量为71.91%。
该金红石粗精矿样品细度为-0.074mm占85%。
培养硅酸盐杆菌(Bacillus mucilaginosus silicas)采用的培养基成份为:葡萄糖2g/L, Na2HP04 1. 6g/L, MgSO4 0.2g/L, CaCO3 0.2g/L, CaO 0.8g/L，玻璃粉0.1～l0g/L, 金红石矿0.1～l0g/L,l%FeCl3 1.5m1。
采用葡萄糖2g/L, Na2HPO4 1. 6g/L, MgSO4 0.2g/L, CaCO3 0.2g/L, CaO 0.8g/L, 1%FeCl3 1. 5m1为基本溶液，按1:7的比例加入金红石粗精矿，形成矿浆。
按109的菌液浓度加入菌液。矿浆温度控制在30士2 ℃，矿浆pH值控制在6.8-7.0,单槽搅拌浸出168小时后，进行固液分离，得到的金红石精矿RTiO2含量为88.80%，回收率90.53%。
本发明通过微生物在矿浆中与金红石粗精矿中的硅质物的生物化学作用，直接将其中的硅转化溶入溶液中，克服了以往HF酸洗法脱硅工艺对环境的污染。不仅可以有效提高金红石精矿品位, 同时可最大限度地满足环保要求，为金红石粗精矿的提纯开辟了一个环境友好的新方法。
以上实施例仅用于说明本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代和改进等，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围之内。

Claims (10)

1.一种金红石粗精矿的生物脱硅提纯新工艺，其步骤包括:从高硅矿坑水中筛选、诱变、培育出具有优良脱硅能力的硅酸盐杆菌(Bacillus mucilaginosus silicas)，配置合适的培养基，在一定温度、搅拌速度、充气量及pH值下，将常规重选-磁选方法得到的金红石粗精矿与高浓度硅酸盐杆菌菌液充分混合，搅拌一定时间，使金红石粗精矿中的硅质物溶入溶液中，然后进行固液分离，获得高质量的金红石精矿。
2.根据权利要求1所述的一种金红石粗精矿的生物脱硅提纯新工艺，其特征在于:使用从高硅矿坑水中分离出来的硅酸盐杆菌(Bacillus mucilaginosus silicas)。
3.根据权利要求1和2所述的一种金红石粗精矿的生物脱硅提纯新工艺，其特征在于:将从高硅矿坑水中分离出来的硅酸盐杆菌(Bacillus mucilaginosus silicas)，经过经过培养、筛选、驯化获得的脱硅能力较强的菌种。
4.根据权利要求1-3任意项所述的一种金红石粗精矿的生物脱硅提纯新工艺，其特征在于:对筛选出的菌种进行进行紫外线诱变。
5.根据权利要求1或3所述的一种金红石粗精矿的生物脱硅提纯新工艺，其特征在于:分离、培养、驯化硅酸盐杆菌(Bacillus mucilaginosus silicas)时所用的培养基成份为:葡萄糖2g/L, Na2HP04 1. 6g/L, MgSO4 0.2g/L, CaCO3 0.2g/L, CaO 0.8g/L，玻璃粉0.1～l0g/L,金红石矿0.1～l0g/L,l%FeCl3 1.5m1。
6.根据权利要求1所述的一种金红石粗精矿的生物脱硅提纯新工艺，其特征在于:所述的硅酸盐杆菌(Bacillus mucilaginosus silicas)的溶硅温度在25～40℃ , 30℃为最佳;硅酸盐杆菌(Bacillus mucilaginosus silicas)的溶硅搅拌速度：摇瓶实验为200～300转/分，单槽放大实验为大叶片慢速搅拌，转速50～100转/分。
7.根据权利要求1所述的一种金红石粗精矿的生物脱硅提纯新工艺，其特征在于:硅酸盐杆菌(Bacillus mucilaginosus silicas)的溶硅矿浆的pH值在5～8, pH值6.8～7.0最佳;硅酸盐杆菌(Bacillus mucilaginosus silicas)的溶硅时间24～168小时。
8.根据权利要求1所述的一种金红石粗精矿的生物脱硅提纯新工艺，其特征在于:所述的硅酸盐杆菌(Bacillus mucilaginosus silicas)溶硅时在溶液中的菌种浓度106～1018个/ml，最佳浓度为109～1010个/ml。
9.根据权利要求1所述的一种金红石粗精矿的生物脱硅提纯新工艺，其特征在于:所述的硅酸盐杆菌(Bacillus mucilaginosus silicas)的溶硅过程中，矿浆固液比1:5～1:10，最佳比为1:6～1:7。
10.根据权利要求1所述的一种金红石粗精矿的生物脱硅提纯新工艺，其特征在于:硅酸盐杆菌(Bacillus mucilaginosus silicas)在溶硅后，金红石精矿采用“浓缩—离心/压滤”工艺，进行固液分离。
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