CN105603189A - 一种膜生物反应器结合离子交换的浸矿装置 - Google Patents

一种膜生物反应器结合离子交换的浸矿装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种膜生物反应器结合离子交换的浸矿装置，包括控制柜、反应槽、膜、离子交换柱、加热管、曝气管、金属离子收集器、洗脱液控制阀、反应槽矿渣排放阀、营养液储备瓶、再生液储液瓶和再生控制阀；所述控制柜两侧分别设有一个所述反应槽，所述反应槽内设有所述膜、加热管和所述曝气管，所述反应槽底部设有所述反应槽矿渣排放阀，所述再生液储液瓶底部设有所述再生控制阀，连接所述离子交换柱和所述金属离子收集器的管道上设有所述洗脱液控制阀，本发明结构简单，考虑到了温度、曝气量、反应槽的浸出化学环境等因子对浸矿的影响，设计新颖、合理、工作效率高，对于常温和嗜热菌的生物浸出都很适合。

Description

一种膜生物反应器结合离子交换的浸矿装置
技术领域
本发明属于生物冶金技术领域，尤其涉及一种膜生物反应器结合离子交换的浸矿装置。
背景技术
在矿物的生物浸出中，合理的装置不论在实验室还是现场实际应用中都是很重要的。合理性应体现在矿物浸出效率高，温度、曝气量、反应槽的理化因子都应得到控制。尤其是当浸出槽内被浸出的金属离子浓度较高时应能及时去除，以消除对浸出液中细菌的伤害。现有的浸矿装置在矿物浸出方面存在控制性差、参数调节不方便、浸矿效率低下等弊端，因此提出一种膜生物反应器结合离子交换的浸矿装置是十分必要的。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种膜生物反应器结合离子交换的浸矿装置。
为了解决上述技术问题，本发明一种膜生物反应器结合离子交换的浸矿装置，其特征在于：包括控制柜、反应槽、膜、离子交换柱、加热管、曝气管、金属离子收集器、洗脱液控制阀、反应槽矿渣排放阀、营养液储备瓶、再生液储液瓶和再生控制阀；所述控制柜两侧分别设有一个所述反应槽，所述反应槽内设有所述膜、加热管和所述曝气管，所述反应槽底部设有所述反应槽矿渣排放阀，所述再生液储液瓶底部设有所述再生控制阀，所述离子交换柱和所述金属离子收集器的管道上设有所述洗脱液控制阀。
作为本方案的优选实施例，所述膜采用中空纤维膜，膜孔径小于0.45u。
作为本方案的优选实施例，所述控制柜上设有温度和曝气量调节键。
作为本方案的优选实施例，所述离子交换柱上方设有所述洗脱液和再生液储液瓶。
作为本方案的优选实施例，所述离子交换柱下端设有所述金属离子收集器。
与现有技术相比，本发明一种膜生物反应器结合离子交换的浸矿装置具有以下有益效果：
(1)本发明考虑到了温度、曝气量、反应槽的浸出环境等因子对浸矿的影响，设计新颖、合理，能有效促进细菌快速繁殖，增加浸出液中的细菌密度，提高生物浸出效率。对于常温和嗜热菌的生物浸出都很适合。
(2)本发明经过吸附-洗脱-吸附后，可以原地进行树脂再生和转型操作，然后继续使用。
(3)本发明被交换后的浸出液又回流到反应槽，可循环使用，便于细菌重复利用其中的营养物质。
(4)本发明的离子交换柱可以高容量地吸附被浸出的金属离子，当吸附达到饱和后，则可以启动树脂的洗脱，收集金属离子，再进行下一步的纯化和浓缩。
(5)本发明膜部分是中空纤维膜(膜孔径小于0.45u)，当浸出液中的金属离子上升到一定浓度时，可以通过膜超滤及时转移金属离子，以消除对细菌代谢的不利影响。即：开启高压泵，使浸出液穿过膜进入离子交换柱，进行离子交换。(此时金属离子能透过膜，而细菌和矿粒被截留)
(6)本发明曝气量可控，曝气量控制对好氧菌的浸出是必须的，曝气可以增加介质的传质、传热和传能，使矿粒处于悬浮状态，有利于细菌在矿物上的附着和繁殖，提高矿物的浸出率。
(7)本发明温度可控可调，在控制柜上数显，对65-70℃嗜热菌的高效矿物浸出很有必要。
(8)本发明左右反应槽和离子交换柱轮换作业，保持浸出装置工作的连续性和高效性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明结构示意图。
1-控制柜，2-反应槽，3-膜，4-离子交换柱，5-加热管，6-曝气管，7-金属离子收集器，8-洗脱液收集或再生液控制阀，9-反应槽矿渣排放阀，10-营养液储备瓶，11-洗脱液或再生液储液瓶，12-洗脱液或再生液储液控制阀。
注：当装置进行洗脱操作时，8、11、12分别为洗脱液收集控制阀、洗脱液储液瓶和洗脱液储液控制阀；当装置进行再生操作时，8、11、12则分别代表再生液收集控制阀、再生液储液瓶和再生液储液控制阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，一种膜生物反应器结合离子交换的浸矿装置，包括控制柜1、反应槽2、膜3、离子交换柱4、加热管5、曝气管6、金属离子收集器7、洗脱液收集或再生液控制阀8、反应槽矿渣排放阀9、营养液储备瓶10、洗脱液储液瓶11和洗脱液或再生液控制阀12；控制柜1两侧分别设有一个反应槽2，便于两个槽轮换使用。反应槽2内设有膜3、加热管5和曝气管6；反应槽2底部设有反应槽矿渣排放阀9；洗脱液储液瓶11底部设有洗脱液控制阀12；连接离子交换柱4和金属离子收集器7的管道上设有洗脱液控制阀8；膜3采用中空纤维膜，膜孔径小于0.45u；控制柜1上设有温度和曝气量调节键；离子交换柱4上方设有洗脱液储液瓶11；离子交换柱4下端设有金属离子收集器7；反应槽需要补充细菌营养液时则打开营养液储备瓶10。当左边离子交换柱4所吸附的金属离子达到饱和时，可以启动洗脱操作，即开启洗脱液储液阀12和洗脱液收集控制阀8，使放置在离子交换柱4上方的洗脱液流过交换柱4，使金属离子脱附而进入金属离子收集器7，接着对左边的交换柱进行再生和膜的清洗。同时开启右边的反应槽进行浸出和吸附交换作业。当右边的离子交换柱达到饱和后，开启洗脱和再生操作，此时又启动左边的反应槽。左右反应槽和离子交换柱轮换作业，保持浸出装置工作的连续性和高效性。洗脱结束后，原洗脱液储备瓶注入再生液，打开再生液控制阀12和再生液收集控制阀8，进行吸附剂再生，当浸出结束时，打开反应槽矿渣排放阀9，收集浸出后的矿渣。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种膜生物反应器结合离子交换的浸矿装置，其特征在于：包括控制柜(1)、反应槽(2)、膜(3)、离子交换柱(4)、加热管(5)、曝气管(6)、金属离子收集器(7)、洗脱液收集或再生液控制阀(8)、反应槽矿渣排放阀(9)、营养液储备瓶(10)、洗脱液或再生液储液瓶(11)和洗脱液或再生液储液控制阀(12)；所述控制柜(1)两侧分别设有一个所述反应槽(2)，所述反应槽(2)内设有所述膜(3)、加热管(5)和所述曝气管(6)，所述反应槽(2)底部设有所述反应槽矿渣排放阀(9)，所述洗脱液或再生液储液瓶(11)底部设有所述洗脱液或再生液储液控制阀(12)，所述离子交换柱(4)和所述金属离子收集器(7)的管道上设有所述洗脱液收集或再生液控制阀(8)。
2.根据权利要求1所述的一种膜生物反应器结合离子交换的浸矿装置，其特征在于，所述膜(3)采用中空纤维膜，膜孔径小于0.45u。
3.根据权利要求1所述的一种膜生物反应器结合离子交换的浸矿装置，其特征在于，所述控制柜(1)上设有温度和曝气量调节键。
4.根据权利要求1所述的一种膜生物反应器结合离子交换的浸矿装置，其特征在于，所述离子交换柱(4)上方设有所述洗脱液或再生液储液瓶(11)。
5.根据权利要求1所述的一种膜生物反应器结合离子交换的浸矿装置，其特征在于，所述离子交换柱(4)下端设有所述金属离子收集器(7)。
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