CN103909023B - 一种利用微生物浮选方法分离黄铁矿和毒砂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种利用微生物浮选方法分离黄铁矿和毒砂的方法，它是将黄铁矿和毒砂混合矿与微生物溶液作用；再将与微生物作用后的黄铁矿和毒砂混合矿进行浮选分离；由于毒砂易于被微生物氧化，使其表面亲水，在浮选时不浮，而黄铁矿与微生物作用需要较长的时间，在相同的时间内不易被氧化，表面保持疏水状态，在浮选中作为浮选泡沫产品被浮出，从而达到了黄铁矿和毒砂的有效分离。本方法的方法技术先进，所用的微生物易于获得，对环境不会产生污染。

Description

一种利用微生物浮选方法分离黄铁矿和毒砂的方法
技术领域
本发明涉及一种利用微生物浮选方法分离黄铁矿和毒砂的新方法，属于微生物领域与矿物加工领域的交叉技术领域。
背景技术
砷是亲硫元素，常与硫化矿伴生，是有色金属冶炼的主要杂质元素之一，砷对环境和人体健康还非常有害，因此硫化矿除砷是选厂的必然之举。砷一般以毒砂（砷黄铁矿）的形式存在，但由于砷黄铁矿和黄铁矿的晶体结构和化学性质非常相似，导致二者的分离非常困难。一般情况下，能有效分离黄铁矿与毒砂的方法，也能分离其他硫化矿和毒砂，黄铁矿与毒砂的分离是选矿届的难题之一，因此，二者的有效分离具有较大的理论和现实意义。
微生物本身或其代谢产物能够在矿物表面吸附，并通过相互作用改变矿物的表面性质，从而实现矿物的选别分离，这些性能为黄铁矿和毒砂的生物浮选分离研究提供了坚实的理论基础。
另外，生物药剂大都具有来源广、无毒环保等优点，因此拥有巨大的发展空间。采用微生物作抑制剂，来浮选分离黄铁矿和毒砂，与国家提倡环保的理念相一致，进一步对其机理进行研究，有助于微生物选矿的推广和应用
发明内容
本发明的目的是，针对目前砷黄铁矿和黄铁矿由于晶体结构和化学性质非常相似，导致二者的分离非常困难问题，提供一种使黄铁矿和毒砂在微生物的作用下，两者的表面物理化学性质出现不同的变化，从而可以使用普通浮选分离方法使二者达到有效分离的目的。
为达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种利用微生物浮选方法分离黄铁矿和毒砂的方法，其特征在于：
（1）将黄铁矿和毒砂混合矿与微生物溶液作用；
（2）将与微生物作用后的黄铁矿和毒砂混合矿进行浮选分离；浮选泡沫为黄铁矿，毒砂留在浮选槽中；
所述微生物是经过耐砷驯化的的氧化亚铁硫杆菌菌种。
由于毒砂易于被微生物氧化，使其表面亲水，在浮选时不浮，而黄铁矿与微生物作用需要较长的时间，在相同的时间内不易被氧化，表面保持疏水状态，在浮选中作为浮选泡沫产品被浮出，从而达到了黄铁矿和毒砂的有效分离。
如上所述的方法，优选地，步骤（1）中，先用超声波清洗所述黄铁矿和毒砂混合矿的表面，再将其与所述微生物溶液作用。
如上所述的方法，优选地，所述超声波清洗是将混合矿加入水中，超声振荡5~10min，以去除矿样表面氧化层。
如上所述的方法，优选地，步骤（1）中的微生物溶液中，微生物的浓度为2.5~5.0×107个/mL。
如上所述的方法，优选地，步骤（1）中，混合矿与微生物溶液的作用时间为3~5min。
如上所述的方法，优选地，步骤（2）中，将与微生物作用后的混合矿迅速同微生物溶液分离并转移到浮选槽中，加入6mg/L的活化剂硫酸铜、7.6mg/L的捕收剂和2.0mg/L的起泡剂进行浮选。
本发明的优点在于：本发明所用微生物为经过驯化的耐砷微生物；采用液体状态下微生物与黄铁矿和毒砂作用，选择合适的作用时间，使毒砂的表面被微生物氧化变成亲水性，而黄铁矿与微生物作用慢，保持其表面的疏水性质；通过常规浮选的方法分离两种矿物，黄铁矿作为泡沫产品而毒砂留在浮选槽中，从而达到二者的有效分离。本方法的方法技术先进，所用的微生物易于获得，对环境不会产生污染。
附图说明
图1为黄铁矿和毒砂生物浮选中细菌浓度对回收率的影响。
图2为微生物浮选中细菌作用时间试验结果。
具体实施方式
本发明提供了一种利用微生物浮选方法分离黄铁矿和毒砂的方法，每次浮选前先用超声波清洗矿样表面：称取一定量的矿样，加入盛有去离子水的烧杯中，把烧杯放入超声波中震荡5~10min，以去除矿样表面氧化层。静置沉淀，倒去液体，加入微生物溶液，使混合矿先与微生物作用一段时间，然后将矿物与微生物液体分离，加入黄药和起泡剂，浮选泡沫为黄铁矿，毒砂留在浮选槽中。
所述的微生物，是经过耐砷驯化的氧化亚铁硫杆菌菌种。所述氧化亚铁硫杆菌菌种可以来自市售或菌种保藏单位，或取自矿山等野生环境。本发明具体实施例中所用的菌种，是由发明人从吉林白山矿采回的对硫化矿有氧化作用的氧化亚铁硫杆菌，在30℃~45℃温度下利用9K培养基进行培养、繁殖，并采用逐步加大砷浓度的方法对其进行耐砷驯化后得到的用于硫化矿生物浸出的氧化亚铁硫杆菌。
实施例1黄铁矿和毒砂在不同微生物浓度下的分离
在试验用水为去离子水，自然pH的条件下，取黄铁矿和毒砂按1:1的质量比混合的人工混合矿2.0g，依次经超声波清洗5min、不同浓度的细菌溶液作用5min，然后迅速转移到浮选槽中，加入6mg/L的活化剂硫酸铜、7.6mg/L的捕收剂和2.0mg/L的起泡剂进行浮选，考察细菌浓度对黄铁矿和毒砂生物浮选分离效果的影响。黄铁矿和毒砂的回收率与细菌浓度之间的关系如图1所示。
从图1可以看出，随着细菌浓度的增加，黄铁矿和毒砂的回收率都在明显地下降，但在细菌浓度较小的一个区间里，黄铁矿的回收率下降得稍慢一些，因此，当细菌浓度处在这个范围中时，随着细菌浓度的增加，两种矿物的回收率之间的差异有增大趋势。当细菌浓度为5.0×107个/mL时，黄铁矿的回收率为83.55%，而毒砂的则为21.89%，差异达到最大，可以实现选择性分离。
实施例2黄铁矿和毒砂与细菌作用不同时间时的分离结果
在试验用水为去离子水，自然pH的条件下，取黄铁矿和毒砂按1:1的质量比混合的人工混合矿2.0g，依次经超声波清洗5min、浓度为5.0×107个/mL的细菌溶液作用不同长的时间段，然后迅速转移到浮选槽中，加入6mg/L的活化剂硫酸铜、7.6mg/L的捕收剂和2.0mg/L的起泡剂进行浮选，考察细菌作用时间对黄铁矿和毒砂生物浮选分离效果的影响。黄铁矿和毒砂的回收率与作用时间之间的关系如图2所示。
从图2可以看出，随着细菌作用时间的延长，黄铁矿和毒砂的回收率都在明显地下降，但在细菌作用时间较短的一个区间里，黄铁矿的回收率下降得稍慢一些，因此，当细菌作用时间处在这个范围中时，随着细菌作用时间的延长，两种矿物的回收率之间的差异有增大趋势。细菌作用时间为3~5min时，黄铁矿的回收率为84.65%到83.55%，而毒砂的则为23.19%到21.89%，差异达到最大，可以实现选择性分离。

Claims (6)

1.一种利用微生物浮选方法分离黄铁矿和毒砂的方法，其特征在于：
（1）将黄铁矿和毒砂混合矿与微生物溶液作用；
（2）将与微生物作用后的黄铁矿和毒砂混合矿进行浮选分离；浮选泡沫为黄铁矿，毒砂留在浮选槽中；
所述微生物是经过耐砷驯化的的氧化亚铁硫杆菌菌种。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，先用超声波清洗所述黄铁矿和毒砂混合矿的表面，再将其与所述微生物溶液作用。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述超声波清洗是将混合矿加入水中，超声振荡5~10min。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤（1）中的微生物溶液中，微生物的浓度为2.5~5.0×107个/mL。
5.如权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，混合矿与微生物溶液的作用时间为3~5min。
6.如权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，将与微生物作用后的混合矿迅速同微生物溶液分离并转移到浮选槽中，加入6mg/L的活化剂硫酸铜、7.6mg/L的捕收剂和2.0mg/L的起泡剂进行浮选。
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