CN104492251A - 一种络合铁的微生物催化再生方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种络合铁的微生物催化再生方法，利用微生物的催化作用，加速络合铁的氧化再生，可有效缓解现有技术易杂菌污染、络合剂降解严重、脱硫液再生困难等问题，拓展了络合铁可适用的pH范围，强化络合铁的稳定性，可直接应用于硫化氢脱除、生物湿法冶金等领域。

Description

一种络合铁的微生物催化再生方法
技术领域
一种络合铁的微生物催化再生方法。
技术背景
硫化氢是具有高度刺激性和腐蚀性的有害气体，通常很低浓度的H2S即可对人体健康和自然环境造成严重危害。随着人们环保意识的增强和节能减排的思想指导，国内外研究工作者对尾气脱硫问题进行了大量研究。目前文献报导的脱硫方法很多，但传统脱硫技术无论是湿法还是干法，都存在硫容量低、脱硫工艺复杂、环境污染严重等弊端，有待于进一步优化和改进。络合铁法脱硫技术是一种以铁为催化剂的湿式氧化脱除硫化物的方法，其特点是能直接将H2S转变成元素S，H2S的脱除率可达99％以上，是一种工艺简单、工作硫容量高且环保无毒的新型脱硫技术，克服了传统脱硫工艺硫容量低、脱硫工艺复杂、环境污染严重等弊端，吻合了目前节能减排、经济高效的工业化指导思想。该工艺的关键是络合铁脱硫剂的再生，但目前仍存在络合剂降解严重，脱硫液再生困难，在中碱性条件下，易杂菌污染，加速了络合铁的降解等缺点。
近年来，中国专利03112950.1以及CN 1896249B相继公开了以硫酸亚铁为主要原料之一，用微生物法合成黄铁矾颜料的方法。氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)、氧化亚铁钩端螺旋菌(Leptospirillum ferrooxidans)等铁氧化细菌可以将酸性环境中的Fe2+转变为活性较强的氧化剂Fe3+，然而，利用铁氧化细菌催化氧化以络合态形式存在的络合铁，还未见报道。
发明内容
本发明提出一个络合铁的微生物催化再生方法，利用微生物的催化作用，加速络合铁的氧化再生，可有效缓解现有技术易杂菌污染、络合剂降解严重、脱硫液再生困难等问题，通过新工艺技术的研发，拓展了络合铁可适用的pH范围，强化络合铁的稳定性。
本发明通过以下技术方案实现其技术目的：
配制一定浓度的络合铁溶液，接种微生物，在一定条件下，利用微生物的催化作用连续进行生化再生。
本发明解决其技术问题所采用的具体方法步骤是：
1、配制络合铁溶液，络合铁浓度0.1-1mol/L，络合剂可选用乙二胺四乙酸(EDTA)、磺基水杨酸(FD)、三乙醇胺(TEA)、栲胶-NTA、柠檬酸盐等，控制初始pH为0.5-8.5，优选1.5-2.5。
2、将微生物接种到上述反应液中，采用的微生物菌种为Leptospirillum ferriphium、Acidithiobacillus ferrooxidans、Leptospirillum ferrooxidans、Leptospirillum thermoferrooxidans中的任何一种或其混合菌。
3、在反应液中添加菌活性刺激因子：(NH4)2SO40.05-8.8g/L，葡萄糖0-0.5g/L，KCl0.1-0.3g/L，K2HPO40-0.89g/L，KH2PO40-0.19g/L，MgSO4·7H2O 0.1-0.9kg/L，Ca(NO3)20.005-0.05g/L，
4、在常温条件下通空气进行催化再生，连续反应，当浆料中70％以上的Fe(Ⅱ)被氧化，停止反应，获得再生好的络合铁溶剂。
上述步骤中提及微生物为实验室常规菌种，可以在中国工业微生物菌种保藏管理中心(China Center of Industrial Culture Collection,CICC)、中国典型培养物保藏中心(China Centerof Type Culture Collection，CCTCC)等菌种保藏中心购得。
本发明的有益效果是：
本发明涉及一种络合铁的微生物催化再生方法。经过上述反应过程，脱硫后的络合铁迅速获得再生，酸性条件下，有效抑制杂菌对络合铁试剂的污染，缓解络合剂降解严重等问题，微生物的催化作用强化了脱硫液再生过程。该技术也可以有效应用于湿法冶金过程，络合铁，可有效缓解生物氧化浸出过程中铁离子的水解、黄铁矾的产生等不利因素，拓展络合铁资源化利用范围和途径，具有重要的生态示范意义和社会价值。
具体实施方式
以下结合实施例详细地说明本发明。实施方案为便于更好的理解本发明，但并非对本发明的限制。
实施例一：
配制Fe(Ⅱ)EDTA溶液，络合铁浓度0.1mol/L，初始pH为1.5，按照5％的体积比接种Acidithiobacillus ferrooxidans菌液，同时按照以下比例添加微生物刺激因子：(NH4)2SO40.05g/L，KCl 0.1g/L，KH2PO40.19g/L，MgSO4·7H2O 0.1kg/L，Ca(NO3)20.005g/L，在常温条件下通空气连续反应，反应48h后，92％以上的Fe(Ⅱ)EDTA被氧化再生，再生好的络合铁溶剂直接作为沼气的脱硫剂循环利用。
实施例二：
配制磺基水杨酸(FD)络合铁溶液，络合铁浓度0.2mol/L，初始pH为3.0，按照10％的体积比接种Acidithiobacillus ferrooxidans菌液，同时按照以下比例添加微生物刺激因子：(NH4)2SO48.8g/L，葡萄糖0.5g/L，KCl 0.3g/L，KH2PO40.1g/L，K2HPO40.89g/L，MgSO4·7H2O0.5kg/L，Ca(NO3)20.01g/L，在常温条件下通空气连续反应，反应35h后，约95％以上的Fe(Ⅱ)FD被氧化再生，再生好的络合铁溶剂直接作为天然气的脱硫剂循环利用。
实施例三：
配制Fe(Ⅱ)-柠檬酸溶液，络合铁浓度0.15mol/L，(NH4)2SO43g/L，KCl 0.2g/L，K2HPO40.1g/L，KH2PO40.1g/L，MgSO4·7H2O0.5kg/L，Ca(NO3)20.02g/L，控制初始pH为2.5，按照10％的体积比接种Leptospirillum thermoferrooxidans菌液，按照质量比8％接入100目的黄铜矿矿粉，在30℃摇瓶培养，5天后，铜的进出率在80％以上。在常规的9K培养基中同样按照质量比8％接入100目的黄铜矿矿粉作为对照，系统中黄铁矾的产生量较9K培养基下降了69％，进出率提高了15％。

Claims (3)

1.一种络合铁的微生物催化再生方法，其特征是：
(1)配制络合铁溶液，络合铁浓度0.1-1mol/L，络合剂可选用乙二胺四乙酸(EDTA)、磺基水杨酸(FD)、三乙醇胺(TEA)、栲胶-NTA、柠檬酸盐等。
(2)将微生物接种到上述反应液中，采用的微生物菌种为Leptospirillum ferriphium、Acidithiobacillus ferrooxidans、Leptospirillum ferrooxidans、Leptospirillum thermoferrooxidans中的任何一种或其混合菌。
(3)添加菌活性刺激因子：(NH4)2SO40.05-8.8g/L，葡萄糖0-0.5g/L，KCl 0.1-0.3g/L，K2HPO40-0.89g/L，KH2PO40-0.19g/L，MgSO4·7H2O 0.1-0.9kg/L，Ca(NO3)20.005-0.05g/L。
(4)在常温条件下通空气进行催化再生，连续反应，当浆料中70％以上的Fe(Ⅱ)被氧化，停止反应，获得再生好的络合铁溶剂。
2.根据权利要求1所述的一种络合铁的微生物催化再生方法，其特征是反应物浆料的初始pH为0.5-8.5，优选1.5-2.5。
3.根据权利要求1所述的一种络合铁的微生物催化再生方法，其特征是可以应用于硫化氢的脱硫和湿法冶金过程。
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