CN105256133B - 一种增强铁氧化菌种浸出黄铜矿的方法 - Google Patents
一种增强铁氧化菌种浸出黄铜矿的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105256133B CN105256133B CN201510705297.6A CN201510705297A CN105256133B CN 105256133 B CN105256133 B CN 105256133B CN 201510705297 A CN201510705297 A CN 201510705297A CN 105256133 B CN105256133 B CN 105256133B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- leaching
- cell
- autunezite
- chalcopyrite
- iron
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000002386 leaching Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 229910052951 chalcopyrite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 34
- DVRDHUBQLOKMHZ-UHFFFAOYSA-N chalcopyrite Chemical compound [S-2].[S-2].[Fe+2].[Cu+2] DVRDHUBQLOKMHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 31
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 title claims abstract description 29
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 229910001448 ferrous ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000006052 feed supplement Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000013589 supplement Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 12
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 11
- 238000000703 high-speed centrifugation Methods 0.000 claims description 9
- 239000002609 medium Substances 0.000 claims description 8
- 238000011534 incubation Methods 0.000 claims description 6
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 5
- 229910000396 dipotassium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052564 epsomite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- -1 ferrous compound Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 claims description 5
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 claims description 5
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- FRXSZNDVFUDTIR-UHFFFAOYSA-N 6-methoxy-1,2,3,4-tetrahydroquinoline Chemical compound N1CCCC2=CC(OC)=CC=C21 FRXSZNDVFUDTIR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 4
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010951 brass Substances 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 2
- 239000007640 basal medium Substances 0.000 claims 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 230000010438 iron metabolism Effects 0.000 abstract description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 4
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000002161 passivation Methods 0.000 abstract description 4
- 238000004904 shortening Methods 0.000 abstract description 4
- 241000605118 Thiobacillus Species 0.000 abstract description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 241000605222 Acidithiobacillus ferrooxidans Species 0.000 description 12
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 6
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 5
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 3
- 229910052935 jarosite Inorganic materials 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Inorganic materials [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 1
- 241001052560 Thallis Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229940037003 alum Drugs 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002255 vaccination Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种增强铁氧化菌种浸出黄铜矿的方法，属于生物浸出技术领域。本发明方法，包括在以9K‑黄铜矿复合培养基的基础上，培养中后期采用脉冲式补料添加亚铁能源底物，实现对氧化铁硫杆菌的高密度培养；采用离心和9K培养基悬浮洗脱细胞除去黄钾铁矾，并采用这种不含黄钾铁矾的细胞接种，适当提高接种量的同时，补充计入亚铁离子缩短延滞期；在浸出后期逐级式的降低浸出液的pH，减少黄钾铁矾的积累，实现全程改善黄铜矿浸出。本发明方法可以更高效的培养铁氧化菌种、缩短延滞期、减弱黄钾铁矾积累造成的钝化效应，强化铁代谢的同时改善黄铜矿浸出过程，并且操作简单易行，适于大规模推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种增强铁氧化菌种浸出黄铜矿的方法，属于生物浸出技术领域。
背景技术
随着高品位铜矿石的消耗殆尽，如何更加高效合理地利用低品位的含铜矿石已经越来越得到研究人员的关注，其中以黄铜矿最为明显。黄铜矿是储量最丰富的铜矿资源，但通常品位偏低、结构复杂，常规高温冶炼难以实现其经济价值。生物浸出以微生物为媒介，以浸出液为载体，通过一系列氧化还原反应，加速铜离子的溶解，最终获得较好的浸出效果。该技术以其基础建设投资少、运转要求低、三废排泄物相对较少等优点而被研究人员所认可，被认为是一种针对贫铜矿提炼的经济可行的绿色替代工艺。
铁氧化菌种是浸出过程的主力微生物之一。这是因为浸出的矿物中的能源物质主要是还原态铁和还原态硫两种。铁氧化菌种可氧化该类还原态铁，生成的铁离子可持续攻击氧化黄铜矿，释放铜离子进入溶液。由此得知，活跃的铁代谢对黄铜矿浸出过程非常重要。但是常规培养和浸出过程也容易产生黄钾铁矾沉淀，该类沉淀结构致密，并且会覆盖在矿石表面，阻碍了菌种的附着细胞对矿石表面的持续附着作用，从而降低浸出效率。尤其是在常规的连续浸出过程，通常会把浸出液返回浸出体系，随着浸出时间的延长，引入的黄钾铁矾沉淀也会累积，加剧了黄钾铁矾的钝化效应，不利于黄铜矿浸出。此外，由于该类菌种多为化能自养型，细胞培养效率偏低，以及浸出过程前期的延滞期过长等问题也需要解决。
因此，进一步探索新的增强铁氧化菌种浸出黄铜矿方法，从减弱黄钾铁矾钝化等方面着手，对于改善黄铜矿的生物浸出过程的铁代谢，最终提升浸出效率具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的主要目的就是针对以上存在的问题与不足，提供一种增强铁氧化菌种浸出黄铜矿的方法，该方法操作简单、效果明显，适于大规模推广应用。
所述方法是将铁氧化菌种在9K-黄铜矿复合培养基中培养，培养过程中补加亚铁化合物实现高密度培养；培养结束后先低速离心除去大部分黄钾铁矾或矿渣沉淀，获得的上清液采用高速离心收集细胞，再使用新鲜9K基础培养基将细胞重新悬浮，振荡，采用低速离心除去残余的铁矾沉淀，将获得的上清液采用高速离心收集得到不含黄钾铁矾的细胞；采用不含黄钾铁矾的细胞接种进行黄铜矿浸出，适当提高接种量以及并补充加入适量亚铁离子，并在浸出的后期阶段逐级式地适当降低pH。
在本发明的一种实施方式中，所述高密度培养是当复合培养基中Fe2+低于5g/L时补加硫酸亚铁，控制补料后Fe2+在7g/L。
在本发明的一种实施方式中，所述补加亚铁化合物的同时补加2ml 9K基础培养基；补加亚铁化合物8次后，当菌浓再次出现下降趋势时结束高密度培养。
在本发明的一种实施方式中，所述低速离心是指2000rpm；高速离心是指8000rpm。
在本发明的一种实施方式中，所述适当提高接种量是指接种后菌体终浓度在1.0×107个/mL至5.0×107个/mL。
在本发明的一种实施方式中，所述加入适量亚铁例子是指接种时加入终浓度1.0g/L的亚铁离子。
在本发明的一种实施方式中，所述后期阶段逐级式地适当降低pH是指在浸出开始后15d开始，逐步降低浸出液的pH，每隔3d降低0.1。
在本发明的一种实施方式中，所述9K-黄铜矿复合培养基包括三部分；第一部分含有(NH4)2SO43.0g，KCl 0.1g，K2HPO40.5g，MgSO4·7H2O 0.5g，Ca(NO3)20.01g，H2O 700mL；第二部分：Fe2(SO4)3·7H2O 44.3g，H2O 300mL；第三部分0.1％(w/v)贫黄铜矿；第一部分和第二部分灭菌混合后调节pH至2.0。
在本发明的一种实施方式中，所述9K基础培养基：(NH4)2SO43.0g、KCl 0.1g、K2HPO40.5g、MgSO4·7H2O 0.5g、Ca(NO3)20.01g、H2O 1000mL。
在本发明的一种实施方式中，所述铁氧化菌种为氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferroxidans)CUMT-1，中国矿业大学赠予，筛得于煤矿坑酸性废液，相关文章发表于工业微生物，2011，41(4)，“嗜酸氧化亚铁硫杆菌的高效培养及浸出黄铜矿初探”。也可以是嗜酸硫杆菌属CCTCC NO：M 2012104或氧化亚铁硫杆菌ATCC23270。
所述方法具体是：(1)将铁氧化菌种接种到9K-黄铜矿的复合基础培养基培养。当Fe2+低于5g/L时补加硫酸亚铁，同时添加2mL的9K基础培养基，控制补料后Fe2+维持在7g/L，经8次补料后，当菌浓再次出现下降趋势的时候结束培养过程；(2)在2000r/min下离心除去大部分黄钾铁矾及其他沉淀，将获得的上清液采用8000r/min离心收集细胞，然后加入新鲜9K基础培养基将细胞重新悬浮，振荡处理，采用2000r/min下离心除去残余的铁矾沉淀，将获得的上清液采用8000r/min收集细胞；(3)采用9K基础培养基，控制矿浆浓度为3.0％，温度30℃，摇床转速170rpm，通过接种控制初始细胞1.0×107个/mL至5.0×107个/mL，浸出30天；其中在浸出开始后15d开始，逐步降低浸出液的pH，每隔3d降低0.1。
本发明将氧化亚铁硫杆菌接种至9K-黄铜矿的复合基础培养基中培养，在培养中后期采用脉冲式补加亚铁的方法，维持细胞持续生长，实现氧化亚铁硫杆菌的高密度培养；培养结束，采用低速离心除去大部分黄钾铁矾及其他沉淀；将获得的上清液采用高速离心收集细胞。加入新鲜9K基础培养基将细胞重新悬浮，振荡处理，采用低速离心除去残余的铁矾沉淀，将获得的上清液采用高速离心收集细胞；通过接入不含黄钾铁矾的细胞并适量提高接种量，同时补充加入适量的亚铁离子，缩短由于浸出前期营养物质贫瘠造成较长的延滞期，尽快提升菌体的细胞浓度，继续浸出黄铜矿；在浸出的后期阶段则分阶段逐级式降低pH，在维持较高的细胞浓度同时制造更为酸性的环境，减少黄钾铁矾的生成，进一步提升铁代谢的效率，实现全程改善铁氧化菌种浸出黄铜矿。
本发明实现了铁氧化菌种的高密度培养，在提升了铁氧化菌种的细胞浓度同时，减少了黄钾铁矾的带入，缩短了钝化时间，加强了铁代谢，提升了黄铜矿的浸出效率。发明人应用多株铁氧化菌种进行试验，发现本发明方法具有普适性，以嗜酸硫杆菌属CCTCC NO：M2012104、氧化亚铁硫杆菌ATCC23270等为铁氧化菌种时，采用本发明方法可将浸出效率提高40-60％。此外，本发明方法操作简单易行、对设备要求低，为改善类似的生物浸出过程提供了一种新的技术方法。
附图说明
图1是增强铁氧化菌种浸出黄铜矿的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1氧化亚铁硫杆菌的高密度培养及不含黄钾铁矾的细胞收集
9K-黄铜矿复合基础培养基:(NH4)2SO43.0g，KCl 0.1g，K2HPO40.5g，MgSO4·7H2O0.5g，Ca(NO3)20.01g，H2O 700mL；第二部分：Fe2(SO4)3·7H2O 44.3g，H2O 300mL。第三部分0.1％(w/v)贫黄铜矿。矿样取自于安徽铜陵山矿区，经初步破碎并采用钢筛过滤，矿石粒径约为<48μm。第一部分采用高压蒸汽灭菌法于121℃下灭菌20min，第二部分用0.22μm的滤膜过滤除菌。然后将两部分混合振荡摇匀，用2mol/L的硫酸调节溶液的pH至2.0。将氧化亚铁硫杆菌CUMT-1接种到9K-黄铜矿的复合基础培养基培养。当Fe2+低于5g/L时补加硫酸亚铁，同时添加2mL的9K基础培养基，控制补料后Fe2+约维持在7g/L，经8次补料后，当菌浓再次出现下降趋势的时候结束培养过程。该培养方法与对照体系相比的主要参数如表1。生物量从常规分批培养的1.4×108个/mL提高至6.2×108个/mL，生产强度则显著提升至常规培养的3.5倍。培养至对数期末期，采用低速离心(2000r/min)除去大部分黄钾铁矾及其他沉淀。将获得的上清液采用高速离心(8000r/min)收集细胞。加入新鲜9K基础培养基将细胞重新悬浮，振荡处理，采用低速离心(2000r/min)除去残余的铁矾沉淀，将获得的上清液采用高速离心(8000r/min)收集细胞。采用该处理过程后，接种到浸出体系中的菌体细胞收集物中将不包含有黄钾铁矾沉淀。上述结果均表明，通过氧化亚铁硫杆菌的高效培养，在培养过程很好的保证了细胞浓度的持续上升，为后续浸出提供了足够的细胞保障。
表1氧化亚铁硫杆菌的高密度培养方式主要参数比较
实施例2接种不含有黄钾铁矾沉淀的细胞，并适当提高接种量
采用9K基础培养基(配方：(NH4)2SO43.0g、KCl 0.1g、K2HPO40.5g、MgSO4·7H2O0.5g、Ca(NO3)20.01g、H2O 1000mL)，控制矿浆浓度为3.0％，温度30℃，摇床转速170rpm，通过接种控制初始细胞约5.0×107个/mL。浸出30天，浸出结果如表2所示。采用不接入含黄钾铁矾细胞并适当提高接种量的浸出体系的铜离子浓度从32.5mg/L提升至37.1mg/L。继续升高接种量，最终浸出率变化不大，考虑到节省细胞量，采用接入不含黄钾铁矾细胞5.0×107个/mL。由于黄钾铁矾覆盖在矿石的表面，阻碍了附着细胞与矿石的黏附，对后续的浸出有产生极大不利影响。也正是因为这样，采用原来的培养体系，增大接种量的同时也会带入较多黄钾铁矾，反而在一定程度上造成浸出效率下降(28.0mg/L)。然而采用除去黄钾铁矾的细胞接种，则可适当提高接种量的同时不会引入黄钾铁矾，帮助菌种更快的适应浸出体系，利于后续浸出。
表2增强铁氧化菌种浸出黄铜矿处理前后的浸出效率对比
| 接种方式 | 铜离子浓度(mg/L) |
| 接入含黄钾铁矾细胞1.0×107个/mL | 32.5 |
| 接入含黄钾铁矾细胞5.0×107个/mL | 28.0 |
| 接入不含黄钾铁矾细胞1.0×107个/mL | 35.5 |
| 接入不含黄钾铁矾细胞5.0×107个/mL | 37.1 |
| 接入不含黄钾铁矾细胞1.0×108个/mL | 37.0 |
实施例3浸出前期适当补充亚铁离子缩短延滞期
在浸出体系的接种过程中加入1.0g/L的亚铁离子(接种量为5.0×107个/mL，其他步骤与实施例2一致)，浸出过程的菌体生长的关键参数和浸出结果如表3所示。最大比生长速率由0.45d-1提高至0.53d-1，而达到最大值所需的时间则由10.0d缩减至8.5d。最终铜离子浓度也得到了一定程度提升(如表3所示)。该结果表明，由于浸出前期矿石溶解效率较低，导致菌种接种后对环境中较为贫瘠的营养环境不适应，延滞期偏长。而加入适量的亚铁离子，可以加快菌种的生长，缩短延滞期的耗时，使得浸出更快的进入稳定浸出阶段。然而当补充亚铁离子过少，如0.5g/L，菌种的前期的细胞生长升高幅度有限；而当补充亚铁离子过多，如3.0g/L，菌种的前期的细胞生长显著升高，但是由于前期引入过多的亚铁离子，导致后期黄钾铁矾加重，反而铜离子浓度呈现略微的下降。
表3采用不同添加方式浸出黄铜矿处理前后的主要参数对比
| 添加方式 | 最大比生长速率d-1 | 达到最大值时间d | 铜离子浓度(mg/L) |
| 无添加 | 0.45 | 10.0 | 32.5 |
| 添加1.0g/LFe2+ | 0.53 | 8.5 | 37.9 |
| 添加0.5g/LFe2+ | 0.49 | 9.5 | 36.5 |
| 添加3.0g/LFe2+ | 0.55 | 8.3 | 35.9 |
实施例4浸出后期降低pH的耦联工艺增强铁氧化菌种浸出黄铜矿前后效率对比
在浸出开始后15d开始(接种量为5.0×107个/mL，接种时加入1.0g/L的亚铁离子，其他步骤与实施例2一致)，采用浓盐酸逐步降低浸出液的pH，每隔3d降低0.1(从开始的1.9降低至1.5)，逐步制造更酸的浸出环境，更好的让菌体适应更酸的环境，保持较好的细胞浓度，减少黄钾铁矾的生成。采用增强铁氧化菌种浸出黄铜矿处理前后的结果如表4。无处理的对照体系的浸出后期最大铁离子浓度为0.86g/L，最终的铜离子浓度为39.2mg/L。而耦联工艺体系中酸性环境的增强，黄钾铁矾得到一定程度的溶解，铁离子浓度提高至1.32g/L，这也意味着铁代谢得到很好的强化，而处理后的铜离子浓度也升高至45.8mg/L。结果表明，通过以上一系列耦联工艺处理，减弱了适当的缩短了延滞期，并在后期抑制了黄钾铁矾的生成。铁矾类物质在浸出过程后期的累计，覆盖于矿物表面将使浸出无法进行，是黄铜矿浸出率低的主要原因之一。以上工艺可有效促进黄铜矿生物浸出过程的“直接接触”浸出机制，更好地利用矿石中铁、硫等能源物质，进而带动“间接接触”机制，使得整个浸出体系形成有效生化循环，进而提升黄铜矿的浸出效率。
表4增强铁氧化菌种浸出黄铜矿处理前后的浸出效率对比
| 添加方式 | 最大铁离子浓度(g/L) | 铜离子浓度(mg/L) |
| 无处理的对照体系 | 0.86 | 39.2 |
| 耦联工艺体系 | 1.32 | 45.8 |
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (3)
1.一种增强铁氧化菌种浸出黄铜矿的方法，其特征在于，所述方法是将铁氧化菌种在9K-黄铜矿复合培养基中培养，培养过程中补加亚铁化合物实现高密度培养；培养结束后先低速离心除去大部分黄钾铁矾或矿渣沉淀，获得的上清液采用高速离心收集细胞，再使用新鲜9K基础培养基将细胞重新悬浮，振荡，采用低速离心除去残余的铁矾沉淀，将获得的上清液采用高速离心收集得到不含黄钾铁矾的细胞；采用不含黄钾铁矾的细胞接种进行黄铜矿浸出，适当提高接种量以及并补充加入适量亚铁离子，并在浸出的后期阶段逐级式地适当降低pH；所述高密度培养是当复合培养基中Fe2+低于5g/L时补加硫酸亚铁，控制补料后Fe2+在7g/L；所述低速离心是指2000rpm；高速离心是指8000rpm；所述适当提高接种量是指接种后菌体终浓度在1.0×107个/mL至5.0×107个/mL；所述加入适量亚铁离子是指接种时加入终浓度1.0g/L的亚铁离子；所述后期阶段逐级式地适当降低pH是指在浸出开始后15d开始，逐步降低浸出液的pH，每隔3d降低0.1。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述9K-黄铜矿复合培养基包括三部分；第一部分含有(NH4)2SO4 3.0g，KCl 0.1g，K2HPO4 0.5g，MgSO4·7H2O 0.5g，Ca(NO3)2 0.01g，H2O 700mL；第二部分：Fe2(SO4)3·7H2O 44.3g，H2O 300mL；第三部分0.1％(w/v)贫黄铜矿；第一部分和第二部分灭菌混合后调节pH至2.0。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法具体是：(1)将铁氧化菌种接种到9K-黄铜矿的复合基础培养基培养，当Fe2+低于5g/L时补加硫酸亚铁，同时添加2mL的9K基础培养基，控制补料后Fe2+维持在7g/L，经8次补料后，当菌浓再次出现下降趋势的时候结束培养过程；(2)在2000r/min下离心除去大部分黄钾铁矾及其他沉淀，将获得的上清液采用8000r/min离心收集细胞，然后加入新鲜9K基础培养基将细胞重新悬浮，振荡处理，采用2000r/min下离心除去残余的铁矾沉淀，将获得的上清液采用8000r/min收集细胞；(3)采用9K基础培养基，控制矿浆浓度为3.0％，温度30℃，摇床转速170rpm，通过接种控制初始细胞1.0×107个/mL至5.0×107个/mL，浸出30天；其中在浸出开始后15d开始，逐步降低浸出液的pH，每隔3d降低0.1。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510705297.6A CN105256133B (zh) | 2015-10-27 | 2015-10-27 | 一种增强铁氧化菌种浸出黄铜矿的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510705297.6A CN105256133B (zh) | 2015-10-27 | 2015-10-27 | 一种增强铁氧化菌种浸出黄铜矿的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105256133A CN105256133A (zh) | 2016-01-20 |
| CN105256133B true CN105256133B (zh) | 2017-07-21 |
Family
ID=55096058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510705297.6A Expired - Fee Related CN105256133B (zh) | 2015-10-27 | 2015-10-27 | 一种增强铁氧化菌种浸出黄铜矿的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105256133B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105733992B (zh) * | 2016-04-01 | 2018-02-23 | 中南大学 | 一种低成本铁硫氧化菌的高密度培养方法 |
| CN107794368B (zh) * | 2017-11-15 | 2019-03-01 | 江南大学 | 一种基于微生物生长和化学调控增强黄铜矿浸出的方法 |
| CN107858507B (zh) * | 2017-11-15 | 2019-03-19 | 江南大学 | 一种提高硫氧化菌种浸出黄铜矿效率的复合方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101560485A (zh) * | 2009-05-27 | 2009-10-21 | 中南大学 | 一种用于黄铜矿浸矿的中度嗜热富集物 |
| CN102643989B (zh) * | 2012-04-25 | 2014-05-14 | 东北大学 | 一种生物浸出液的铁矾微晶净化除铁方法 |
| CN103993171B (zh) * | 2014-05-14 | 2015-11-04 | 东北大学 | 一种添加非离子表面活性剂促进黄铜矿生物浸出的方法 |
-
2015
- 2015-10-27 CN CN201510705297.6A patent/CN105256133B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105256133A (zh) | 2016-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103993171B (zh) | 一种添加非离子表面活性剂促进黄铜矿生物浸出的方法 | |
| CN1869198A (zh) | 用于浸出含有金属硫化物矿成分的矿石或精矿的菌株及其浸出方法 | |
| ZA200708340B (en) | Process to increase the bioleaching speed of ores or concentrates of sulfide metal species, by means of continuous inoculation with leaching solution that contains isolated microorganisms, with or without the presence of native microorganisms | |
| CN107794368B (zh) | 一种基于微生物生长和化学调控增强黄铜矿浸出的方法 | |
| CN105256133B (zh) | 一种增强铁氧化菌种浸出黄铜矿的方法 | |
| CN104862475B (zh) | 氧化亚铁硫杆菌浸取废弃印刷电路板中铜的方法 | |
| CN102002588A (zh) | 一种生物浸矿方法——真菌浸铀 | |
| CN107858507B (zh) | 一种提高硫氧化菌种浸出黄铜矿效率的复合方法 | |
| CN105733992B (zh) | 一种低成本铁硫氧化菌的高密度培养方法 | |
| CN103805777B (zh) | 一种强化黄铁矿微生物浸出的方法 | |
| CN101805829B (zh) | 高硫/铜比次生硫化铜矿选择性生物浸出工艺 | |
| Ngoma et al. | Investigating the effect of acid stress on selected mesophilic micro-organisms implicated in bioleaching | |
| CN106929672B (zh) | 一种利用晶种诱导除铁促进黄铜矿生物浸出的方法 | |
| CN114196833B (zh) | 一种利用嗜酸微生物硫氧化促进赤泥中有价金属浸出的方法 | |
| CN101855374B (zh) | 高温浸出方法 | |
| CN111321294A (zh) | 一种定向调控土著微生物群落提高黄铜矿浸出效率的方法 | |
| CN105255763B (zh) | 一种增强黄铜矿生物浸出过程中微生物附着效应的方法 | |
| CN109182751B (zh) | 一种基于铁硫代谢调控促进黄铜矿生物浸出的方法 | |
| CN112375903B (zh) | 一种强化砷黄铁矿微生物浸出的方法 | |
| CN107760866A (zh) | 一种应用非离子表面活性剂强化胶硫钼矿细菌浸出的方法 | |
| CN113462896B (zh) | 乙酰唑胺促进高海拔低氧环境下铁闪锌矿生物浸出的方法 | |
| CN104531992B (zh) | 磷酸铁在强化细菌浸出硫化镍矿中的应用 | |
| CN108004401B (zh) | 一种利用黑曲霉菌株发酵液进行高磷铁矿石脱磷的方法 | |
| CN103540519B (zh) | 一种双层平板及其制备方法 | |
| CN113293288B (zh) | 红景天促进高海拔低氧环境下铁闪锌矿生物浸出的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170721 |