CN105347320A - 一种细菌浸出剂及从磷灰石浮选尾矿中磷的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种细菌浸出剂及从磷灰石浮选尾矿中磷的方法；该细菌浸出剂由硅酸盐细菌和营养液组成，营养组分包括硫酸铵、磷酸氢二钠、硫酸镁和蔗糖；利用该细菌浸出液在常温下即可进行磷灰石浮选尾矿中的磷的选择性浸出，且细菌浸出液对磷具有缓释浸出作用，稳定性好，浸出效率高，特别是可以实现磷与铅和铬等重金属分离；该技术方案能充分利用矿石资源，使磷灰石浮选尾矿中磷的回收技术得到了深化和发展，降低了生产成本，减少了环境污染，有较好的经济和社会效益。

Description

一种细菌浸出剂及从磷灰石浮选尾矿中磷的方法
技术领域
本发明涉及一种用于磷灰石浮选尾矿中磷浸出的细菌浸出剂，及基于细菌浸出剂从磷灰石浮选尾矿中浸出磷的方法。
背景技术
磷灰石作为世界上开采量最大的非金属矿产资源之一，是一种不可再生资源，在农业肥料、生物制剂、药物加工和精细化工等行业中有广泛的应用。因此，人类社会的生存和发展需要大量的磷矿资源。我国磷矿储量居世界第2位，然而，在经过了长期的大规模低效率的开采后，逐渐趋于贫化，高品位的商品磷矿明显减少。为了满足工业生产对磷资源的要求，我国到目前为止已开发一系列浮选方法规模化利用中低品位的磷灰石，但是在选矿的过程中产生了大量的磷灰石浮选尾矿，给人类生活和自然环境带来了各种危害。
目前，磷灰石浮选尾矿的处理办法主要有两种：1.尾矿经过轻烧、消化浸出、碳化等过程，回收其中的磷质成分制备无机粉体材料。2.尾矿经热分解后，利用合适的助剂进行磷的消化浸出，可应用于工程材料。这两种方法在实际生产中存在工艺设备要求严格，回收率低，生产投资大，环境污染严重等问题。
发明内容
针对现有的磷灰石浮选尾矿中磷回收方法存在的缺陷，本发明的目的是在于提供一种用于磷灰石浮选尾矿中磷浸出的细菌浸出剂，利用该细菌浸出剂对磷灰石浮选尾矿中的磷具有缓释浸出作用，稳定性强，且能高效选择性浸出磷灰石浮选尾矿中的磷。
本发明的另一个目的是在于提供一种能耗低、资源综合利用率较高、对环境友好、稳定高效的从磷灰石浮选尾矿中浸出磷的方法。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种用于磷灰石浮选尾矿中磷浸出的细菌浸出剂，该细菌浸出剂由硅酸盐细菌和营养液组成；
每升营养液包括以下营养组分：
硫酸铵0.5g～1.0g，
磷酸氢二钠1.0g～2.0g，
硫酸镁0.5g～0.8g，
蔗糖10.0g～15.0g；
每毫升营养液中的硅酸盐细菌个数为105～108。
本发明采用的细菌浸出剂对磷灰石浮选尾矿中的磷具有缓释浸出作用的特性，其对磷浸出作用时间长，稳定性强，浸出率高，使得磷灰石尾矿中的磷缓慢的释放出来。且对对磷灰石浮选尾矿中的磷具有选择性浸出的特性，对磷灰石中铬、铅等重金属元素基本没有浸出作用，使得浸出液中重金属元素含量非常低，避免了对环境的污染。
优选的方案中，营养液pH为7.0～7.2。
优选的方案中，硅酸盐细菌为已驯化正处于对数生长期的硅酸盐细菌。
本发明还提供了一种基于所述的细菌浸出剂从磷灰石浮选尾矿中磷的方法，该方法是通过所述细菌浸出剂对磷灰石浮选尾矿矿浆在20℃～30℃温度下进行浸出，得到含磷浸出液。
优选的方案中，细菌浸出剂与磷灰石浮选尾矿矿浆的体积比为4～6:1；最优选为5:1。
较优选的方案中，磷灰石浮选尾矿的磷质量百分比含量为0.10％～0.30％，磷灰石浮选尾矿矿浆的质量百分比浓度为10％～30％。
优选的方案中，浸出时间10d～60d。
优选的方案中，将磷灰石浮选尾矿矿浆和细菌浸出剂加入到容器中，再将所述容器置于空气浴摇床中，并维持空气浴摇床转速为150rad/s～170rad/s，进行磷灰石浮选尾矿中磷的浸出。
本发明包括以下工艺步骤：
(1)用于细菌浸出的磷灰石浮选尾矿的含磷量为0.10％～0.30％，矿浆浓度为10％～30％；
(2)配制细菌浸出剂：在含有硫酸铵0.5g/L～1.0g/L，磷酸氢二钠1.0g/L～2.0g/L，硫酸镁0.5g/L～0.8g/L，蔗糖10.0g/L～15.0g/L，pH＝7.0～7.2的中性水溶液中，引入已驯化的处于对数生长期的硅酸盐细菌105～108个/mL，配制成细菌浸出剂；
(3)细菌浸磷：将矿浆置于容器中，按体积比：矿浆：细菌浸出剂＝1:4～6加入细菌浸出剂，将容器置于空气浴摇床中，对磷进行细菌浸出，温度20℃～30℃，空气浴摇床转速为150rad/s～170rad/s，浸出时间10d～60d，得磷浸出液。
相对现有技术，本发明的技术方案带来的有益效果：
1、相对传统冶炼工艺，本发明通过细菌浸出剂浸出磷的方法具有能耗低、资源综合利用率较高、对环境友好等特点，并能够处理用传统冶金方法不能或难以处理的低品位矿及原矿、尾矿等；克服了处理磷灰石浮选尾矿现有工艺中存在的不足，在保护环境的前提下实现资源的有效利用；
2、充分利用细菌浸出剂对磷灰石浮选尾矿中的磷具有缓释浸出作用的特性，其对磷浸出作用时间长，稳定性强，浸出率高，使得磷灰石尾矿中的磷缓慢的释放出来。且对磷灰石浮选尾矿中的磷具有选择性浸出的特性，对磷灰石中铬、铅等重金属元素基本没有浸出作用，使得浸出液中重金属元素含量非常低，避免了对环境的污染；
3、工艺操作简单，投资小，效益高。
附图说明
【图1】为实施例1中磷灰石浮选尾矿中磷的浸出曲线；
【图2】为实施例2中磷灰石浮选尾矿中磷的浸出曲线；
【图3】为实施例3中磷灰石浮选尾矿中磷的浸出曲线。
具体实施方式
以下实施例旨在进一步说明本发明内容，而不是限制本发明权利要求的保护范围。
实施例1
(1)取湖南省常德市某磷灰石浮选厂浮选尾矿，含磷量为0.14％，矿浆浓度为19％；
(2)配制细菌浸出剂：在含有硫酸铵0.7g/L，磷酸氢二钠1.5g/L，硫酸镁0.5g/L，蔗糖10.0g/L，pH＝7.0的中性水溶液中，引入已驯化的处于对数生长期的硅酸盐细菌105个/mL，配制成细菌浸出剂；
(3)细菌浸磷：将矿浆置于容器中，按体积比：矿浆：细菌浸出剂＝1:5加入细菌浸出剂，将容器置于空气浴摇床中，对磷进行细菌浸出，温度23℃，空气浴摇床转速为150rad/s。浸出10d后，磷浸出率为23.2％。浸出21d后，磷浸出率为40.2％。浸出45d后，磷的浸出率为67.5％。浸出60d后，磷浸出率为87.3％。铅和铬等重金属的浸出率极低且变化不大。浸出率曲线见图1。
实施例2
(1)取湖南省浏阳市某磷灰石浮选厂浮选尾矿，含磷量为0.23％，矿浆浓度为17％；
(2)配制细菌浸出剂：在含有硫酸铵1.0g/L，磷酸氢二钠1.5g/L，硫酸镁0.8g/L，蔗糖15.0g/L，pH＝7.1的中性水溶液中，引入已驯化的处于对数生长期的硅酸盐细菌106个/mL，配制成细菌浸出剂；
(3)细菌浸磷：将矿浆置于容器中，按体积比：矿浆：细菌浸出剂＝1:5加入细菌浸出剂，将容器置于空气浴摇床中，对磷进行细菌浸出，温度25℃，空气浴摇床转速为160rad/s。浸出10d后，磷浸出率为21.4％。浸出30d后，磷浸出率为55.4％。浸出50d后，磷的浸出率为76.7％。浸出60d后，磷的浸出率为89.8％。铅和铬等重金属的浸出率极低且变化不大。浸出率曲线见图2。
实施例3
(1)取贵州省福泉市某磷灰石浮选厂浮选尾矿，含磷量为0.29％，矿浆浓度为24％；
(2)配制细菌浸出剂：在含有硫酸铵0.8g/L，磷酸氢二钠1.0g/L，硫酸镁0.5g/L，蔗糖13.0g/L，pH＝7.1的中性水溶液中，引入已驯化的处于对数生长期的硅酸盐细菌108个/mL，配制成细菌浸出剂；
(3)细菌浸磷：将矿浆置于容器中，按体积比：矿浆：细菌浸出剂＝1:5加入细菌浸出剂，将容器置于空气浴摇床中，对磷进行细菌浸出，温度30℃，空气浴摇床转速为170rad/s。浸出10d后，磷浸出率为25.5％。浸出25d后，磷浸出率为47.3％。浸出48d后，磷的浸出率为73.8％,。浸出60d后，磷的浸出率为90.4％。铅和铬等重金属的浸出率极低且变化不大。浸出率曲线见图3。

Claims (8)

1.一种用于磷灰石浮选尾矿中磷浸出的细菌浸出剂，其特征在于：由硅酸盐细菌和营养液组成；
每升营养液包括以下营养组分：
硫酸铵0.5g～1.0g，
磷酸氢二钠1.0g～2.0g，
硫酸镁0.5g～0.8g，
蔗糖10.0g～15.0g；
每毫升营养液中的硅酸盐细菌个数为105～108。
2.根据权利要求1所述的用于磷灰石浮选尾矿中磷浸出的细菌浸出剂，其特征在于：所述的营养液pH为7.0～7.2。
3.根据权利要求1所述的用于磷灰石浮选尾矿中磷浸出的细菌浸出剂，其特征在于：所述的硅酸盐细菌为已驯化正处于对数生长期的硅酸盐细菌。
4.基于权利要求1～3任一项所述的细菌浸出剂从磷灰石浮选尾矿中磷的方法，其特征在于：通过所述细菌浸出剂对磷灰石浮选尾矿矿浆在20℃～30℃温度下进行浸出，得到含磷浸出液。
5.根据权利要求4所述的基于细菌浸出剂从磷灰石浮选尾矿中磷的方法，其特征在于：细菌浸出剂与磷灰石浮选尾矿矿浆的体积比为4～6:1。
6.根据权利要求5所述的基于细菌浸出剂从磷灰石浮选尾矿中磷的方法，其特征在于：所述的磷灰石浮选尾矿的磷质量百分比含量为0.10％～0.30％，磷灰石浮选尾矿矿浆的质量百分比浓度为10％～30％。
7.根据权利要求4所述的基于细菌浸出剂从磷灰石浮选尾矿中磷的方法，其特征在于：浸出时间10d～60d。
8.根据权利要求4所述的基于细菌浸出剂从磷灰石浮选尾矿中磷的方法，其特征在于：将磷灰石浮选尾矿矿浆和细菌浸出剂加入到容器中，再将所述容器置于空气浴摇床中，并维持空气浴摇床转速为150rad/s～170rad/s，进行磷灰石浮选尾矿中磷的浸出。
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