CN108611489A - 一种用氧化亚铁硫杆菌从含钒页岩中浸出钒的方法 - Google Patents

一种用氧化亚铁硫杆菌从含钒页岩中浸出钒的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用氧化亚铁硫杆菌从含钒页岩中浸出钒的方法。其技术方案的步骤依次为：含钒页岩预处理；驯化培养基的配制；浸矿培养基的配制；菌种驯化；钒的微生物浸出。本发明降低了9K培养基中亚铁添加量并补充硫粉作为细菌的能源物质，在提高氧化亚铁硫杆菌产酸量的同时，减少浸出过程中铁的水解沉淀，减轻铁沉淀对钒浸出过程中的不利影响，从而提高了钒的浸出率，降低了浸出液中铁离子浓度，利于后续钒的净化富集。

Description

一种用氧化亚铁硫杆菌从含钒页岩中浸出钒的方法
技术领域
本发明属于从含钒页岩中浸出钒的技术领域。具体涉及一种用氧化亚铁硫杆菌从含钒页岩中浸出钒的方法。
背景技术
钒是重要的战略资源，广泛应用于钢铁冶金、化工、新能源等领域。含钒页岩在我国分布广泛、储量巨大，是重要的提钒原料，但是含钒页岩中的钒品位普遍较低，用传统的化学浸出的方法从页岩中提钒虽然能达到较高的钒浸出率，但仍存在能耗大、成本高等缺点。
微生物冶金技术是一种低成本、环境友好、高效加工矿产资源的技术，它主要是利用某些微生物及其代谢产物对某些矿石和元素所具有的氧化、还原、溶解、吸附等作用，从矿石中溶浸金属或从水中回收(脱除)有价(有害)金属的湿法冶金过程。目前该技术已成功应用于铜、金、铀等金属的工业化生产中。
在微生物冶金领域应用得最多的是氧化亚铁硫杆菌，该细菌可以通过氧化还原态的铁、硫来获取其生长所需的能量。用氧化亚铁硫杆菌浸出硫化矿时，由于矿石中含有较多的还原态的硫、铁等元素，不需要外加能源物质。但在用氧化亚铁硫杆菌浸出硫化物含量较少的其他固料时，一般都需要添加硫酸亚铁以保证细菌的生长活性，加强细菌对矿物的直接分解作用，同时细菌产生Fe3+对目的金属的溶出也有促进作用。但是，刘涛、魏敦沛等人的研究(Dunpei Wei,Tao Liu,Yimin Zhang,ZhenleiCai,Jingtao He andChengbaoXu.Vanadium Bioleaching Behavior by Acidithiobacillusferrooxidans from aVanadium-Bearing Shale[J].Minerals,2018,8(1),24.)发现，在用氧化亚铁硫杆菌以硫酸亚铁为能源物质浸出含钒页岩脱碳粉料中的钒时，随着浸出过程的进行，Fe3+会水解生成铁矾沉淀，包裹矿物阻碍钒的浸出，而且Fe3+水解沉淀时会吸附、夹杂浸出液中的钒，导致浸出后期钒浸出率降低。
Xin Wang等(Xin Wang,Hai Lin,Ying-bo Dong and Gan-yu Li.Bioleaching ofvanadium from barren stone coal and its effect on thetransition of vanadiumspeciation and mineral phase[J].International Journal of Minerals,Metallurgyand Materials,2018,25(3):253-261.)用氧化亚铁硫杆菌以硫酸亚铁为能源物质浸出石煤原矿中的钒，在初始pH为2.0、亚铁添加量为12g/L、矿浆浓度为20g/L、接种量为10％的条件下浸出30天，钒浸出率为48.92％，并发现浸出过程中，铁沉淀包裹矿物形成钝化层。
廖美霞(廖美霞.含钒石煤中钒的微生物浸出工艺研究[D].湖南：湘潭大学，2015.)用氧化亚铁硫杆菌浸出石煤中的钒，浸矿培养基中额外添加硫酸亚铁作为细菌的能源物质，在矿浆浓度为3％、浸出温度为30℃、初始pH为2.0、振荡转速为150r/min的条件下浸出25天，钒浸出率为67.8％，浸出过程中有大量铁矾沉淀生成，且浸出结束后浸出液中的铁浓度仍然较高，不利于后续处理。
综上所述，添加硫酸亚铁作为氧化亚铁硫杆菌的能源物质时，虽然可以促进该细菌的生长，但浸出过程中生成的铁沉淀会包裹矿物阻碍浸出，而且浸出液中高浓度的铁离子不利于钒的净化富集。
发明内容
本发明的目的是提供一种用氧化亚铁硫杆菌从含钒页岩中浸出钒的方法，该方法能在提高氧化亚铁硫杆菌产酸量的同时，减少浸出过程中铁的水解沉淀，减轻铁沉淀对钒浸出过程中的不利影响，从而提高钒的浸出率，降低浸出液中铁离子浓度，利于后续钒的净化富集。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案的步骤是：
步骤一、含钒页岩预处理
先将含钒页岩破碎至粒径小于3mm，然后在600～800℃条件下焙烧30～60min，再细磨至粒径小于0.074mm占70％以上，得到含钒页岩脱碳粉料。
步骤二、驯化培养基的配制
将硫酸铵、磷酸氢二钾、氯化钾、七水合硫酸镁和硝酸钙溶入蒸馏水中，得到9K培养基基础盐溶液；所述9K培养基基础盐溶液中，所述硫酸铵、所述磷酸氢二钾、所述氯化钾、所述七水合硫酸镁和所述硝酸钙的浓度依次为1～4Kg·m-3、0.1～0.5Kg·m-3、0.1～0.2Kg·m-3、0.1～0.5Kg·m-3和0.01～0.03Kg·m-3。
将七水合硫酸亚铁和硫粉添加到所述9K培养基基础盐溶液中，得到改进型9K培养基；所述改进型9K培养基中，所述七水合硫酸亚铁和所述硫粉的浓度依次为5～15Kg·m-3和5～30Kg·m-3。
将所述含钒页岩脱碳粉料添加到所述改进型9K培养基中，用硫酸调pH至1.0～2.5，得到驯化培养基1；所述驯化培养基1中所述含钒页岩脱碳粉料的浓度为10～20Kg·m-3。
按所述驯化培养基1的配制方法，将所述驯化培养基1中所述含钒页岩脱碳粉料的浓度依次递增10Kg·m-3，分别得到驯化培养基2、驯化培养基3、……和驯化培养基n，所述驯化培养基2、所述驯化培养基3、……和所述驯化培养基n中所述含钒页岩脱碳粉料的浓度依次为(2-1)10+(10～20)Kg·m-3、(3-1)10+(10～20)Kg·m-3、……和(n-1)10+(10～20)Kg·m-3；n为3～6的自然数。
步骤三、浸矿培养基的配制
按照所述含钒页岩脱碳粉料在浸矿培养基中的浓度为10～100Kg·m-3，将所述含钒页岩脱碳粉料添加到所述改进型9K培养基中，用硫酸调pH至1.0～2.5，得到所述浸矿培养基。
步骤四、菌种驯化
按照氧化亚铁硫杆菌菌液∶所述驯化培养基1的体积比为1∶9，将所述氧化亚铁硫杆菌菌液加到所述驯化培养基1中，培养至溶液的颜色由浅绿色变为红棕色，得到对数期菌液1。
按照所述对数期菌液1∶所述驯化培养基2的体积比为1∶9，将所述对数期菌液1总体积的10％转接至所述驯化培养基2中，培养至溶液的颜色由浅绿色变为红棕色，得到对数期菌液2。
……。
按照所述对数期菌液n-1∶所述驯化培养基n的体积比为1∶9，将所述对数期菌液n-1总体积的10％转接至所述驯化培养基n中，培养至溶液的颜色由浅绿色变为红棕色，得到驯化后的氧化亚铁硫杆菌菌液；n为3～6的自然数。
步骤五、钒的微生物浸出
按照所述驯化后的氧化亚铁硫杆菌菌液∶所述浸矿培养基的体积比为(5～20)∶100，将所述驯化后的氧化亚铁硫杆菌菌液和所述浸矿培养基混合，在浸出温度25～35℃和振荡转速120～200r/min的条件下，浸出10～30天，得到含钒浸出液。
所述含钒页岩中的V2O5含量为0.7～1.3wt％。
由于采用上述技术方案，本发明具有如下积极效果：
本发明在改进型9K培养基中同时添加硫粉和少量七水合硫酸亚铁，少量的七水合硫酸亚铁能保证浸出前期氧化亚铁硫杆菌的快速生长，且氧化亚铁硫杆菌氧化Fe2+生成的Fe3+有利于页岩中钒的溶出，由于七水合硫酸亚铁添加量较少，浸出过程中Fe3+水解产生的沉淀也较少，能减轻铁矾沉淀包裹含钒页岩阻碍钒浸出以及铁矾沉淀生成过程中吸附、夹杂钒的现象。七水合硫酸亚铁添加量少，为了维持氧化亚铁硫杆菌的生长，还需要额外添加硫粉，氧化亚铁硫杆菌氧化硫粉能生成硫酸，提高氧化亚铁硫杆菌产酸量；硫酸能降低浸出体系的pH并促进含钒页岩的溶解，同时还可以进一步减少铁矾沉淀的生成。
本发明将含钒页岩浸出15～30天，浸出液pH降低到0.8以下；而用氧化亚铁硫杆菌单独以七水合硫酸亚铁为能源物质浸出含钒页岩时pH只能降到1.5左右。本发明的浸出体系中铁离子浓度低于2.0Kg·m-3、水解沉淀的Fe3+低于1.0Kg·m-3，都远低于用氧化亚铁硫杆菌单独以七水合硫酸亚铁为能源物质浸出含钒页岩时浸出液中铁离子浓度和Fe3+的沉淀量。采用本发明处理含钒页岩，钒的浸出率为63％以上。
因此，本发明降低了9K培养基中亚铁添加量并补充硫粉作为细菌的能源物质，在提高氧化亚铁硫杆菌产酸量的同时，减少浸出过程中铁的水解沉淀，减轻铁沉淀对钒浸出过程中的不利影响，从而提高了钒的浸出率，降低了浸出液中铁离子浓度，利于后续钒的净化富集。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步描述，并非对其保护范围的限制。
实施例1
一种用氧化亚铁硫杆菌从含钒页岩中浸出钒的方法。本实施例所述方法的步骤是：
步骤一、含钒页岩预处理
先将含钒页岩破碎至粒径小于3mm，然后在600～700℃条件下焙烧40～60min，再细磨至粒径小于0.074mm占70％以上，得到含钒页岩脱碳粉料。
步骤二、驯化培养基的配制
将硫酸铵、磷酸氢二钾、氯化钾、七水合硫酸镁和硝酸钙溶入蒸馏水中，得到9K培养基基础盐溶液；所述9K培养基基础盐溶液中，所述硫酸铵、所述磷酸氢二钾、所述氯化钾、所述七水合硫酸镁和所述硝酸钙的浓度依次为1～4Kg·m-3、0.1～0.5Kg·m-3、0.1～0.2Kg·m-3、0.1～0.5Kg·m-3和0.01～0.03Kg·m-3。
将七水合硫酸亚铁和硫粉添加到所述9K培养基基础盐溶液中，得到改进型9K培养基；所述改进型9K培养基中，所述七水合硫酸亚铁和所述硫粉的浓度依次为5～8Kg·m-3和5～13Kg·m-3。
将所述含钒页岩脱碳粉料添加到所述改进型9K培养基中，用硫酸调pH至1.0～1.5，得到驯化培养基1；所述驯化培养基1中所述含钒页岩脱碳粉料的浓度为10～14Kg·m-3。
按所述驯化培养基1的配制方法，将所述驯化培养基1中所述含钒页岩脱碳粉料的浓度依次递增10Kg·m-3，分别得到驯化培养基2、驯化培养基3，所述驯化培养基2、所述驯化培养基3中所述含钒页岩脱碳粉料的浓度依次为(2-1)10+(10～20)Kg·m-3、(3-1)10+(10～20)Kg·m-3。
步骤三、浸矿培养基的配制
按照所述含钒页岩脱碳粉料在浸矿培养基中的浓度为10～40Kg·m-3，将所述含钒页岩脱碳粉料添加到所述改进型9K培养基中，用硫酸调pH至1.0～1.5，得到所述浸矿培养基。
步骤四、菌种驯化
按照氧化亚铁硫杆菌菌液∶所述驯化培养基1的体积比为1∶9，将所述氧化亚铁硫杆菌菌液加到所述驯化培养基1中，培养至溶液的颜色由浅绿色变为红棕色，得到对数期菌液1。
按照所述对数期菌液1∶所述驯化培养基2的体积比为1∶9，将所述对数期菌液1总体积的10％转接至所述驯化培养基2中，培养至溶液的颜色由浅绿色变为红棕色，得到对数期菌液2。
按照所述对数期菌液2∶所述驯化培养基3的体积比为1∶9，将所述对数期菌液2总体积的10％转接至所述驯化培养基3中，培养至溶液的颜色由浅绿色变为红棕色，得到驯化后的氧化亚铁硫杆菌菌液。
步骤五、钒的微生物浸出
按照所述驯化后的氧化亚铁硫杆菌菌液∶所述浸矿培养基的体积比为(5～10)∶100，将所述驯化后的氧化亚铁硫杆菌菌液和所述浸矿培养基混合，在浸出温度25～28℃和振荡转速120～150r/min的条件下，浸出10～20天，得到含钒浸出液。
所述含钒页岩中的V2O5含量为0.7～1.3wt％。
采用本实施例处理含钒页岩，钒的浸出率为69～78％。
实施例2
一种用氧化亚铁硫杆菌从含钒页岩中浸出钒的方法。本实施例所述方法的步骤是：
步骤一、含钒页岩预处理
先将含钒页岩破碎至粒径小于3mm，然后在650～750℃条件下焙烧35～55min，再细磨至粒径小于0.074mm占70％以上，得到含钒页岩脱碳粉料。
步骤二、驯化培养基的配制
将硫酸铵、磷酸氢二钾、氯化钾、七水合硫酸镁和硝酸钙溶入蒸馏水中，得到9K培养基基础盐溶液；所述9K培养基基础盐溶液中，所述硫酸铵、所述磷酸氢二钾、所述氯化钾、所述七水合硫酸镁和所述硝酸钙的浓度依次为1～4Kg·m-3、0.1～0.5Kg·m-3、0.1～0.2Kg·m-3、0.1～0.5Kg·m-3和0.01～0.03Kg·m-3。
将七水合硫酸亚铁和硫粉添加到所述9K培养基基础盐溶液中，得到改进型9K培养基；所述改进型9K培养基中，所述七水合硫酸亚铁和所述硫粉的浓度依次为8～12Kg·m-3和13～22Kg·m-3。
将所述含钒页岩脱碳粉料添加到所述改进型9K培养基中，用硫酸调pH至1.5～2.0，得到驯化培养基1；所述驯化培养基1中所述含钒页岩脱碳粉料的浓度为13～17Kg·m-3。
按所述驯化培养基1的配制方法，将所述驯化培养基1中所述含钒页岩脱碳粉料的浓度依次递增10Kg·m-3，分别得到驯化培养基2、驯化培养基3和驯化培养基4，所述驯化培养基2、所述驯化培养基3和所述驯化培养基4中所述含钒页岩脱碳粉料的浓度依次为(2-1)10+(10～20)Kg·m-3、(3-1)10+(10～20)Kg·m-3和(4-1)10+(10～20)Kg·m-3。
步骤三、浸矿培养基的配制
按照所述含钒页岩脱碳粉料在浸矿培养基中的浓度为40～70Kg·m-3，将所述含钒页岩脱碳粉料添加到所述改进型9K培养基中，用硫酸调pH至1.5～2.0，得到所述浸矿培养基。
步骤四、菌种驯化
按照氧化亚铁硫杆菌菌液∶所述驯化培养基1的体积比为1∶9，将所述氧化亚铁硫杆菌菌液加到所述驯化培养基1中，培养至溶液的颜色由浅绿色变为红棕色，得到对数期菌液1。
按照所述对数期菌液1∶所述驯化培养基2的体积比为1∶9，将所述对数期菌液1总体积的10％转接至所述驯化培养基2中，培养至溶液的颜色由浅绿色变为红棕色，得到对数期菌液2。
……。
按照所述对数期菌液4-1∶所述驯化培养基4的体积比为1∶9，将所述对数期菌液4-1总体积的10％转接至所述驯化培养基4中，培养至溶液的颜色由浅绿色变为红棕色，得到驯化后的氧化亚铁硫杆菌菌液。
步骤五、钒的微生物浸出
按照所述驯化后的氧化亚铁硫杆菌菌液∶所述浸矿培养基的体积比为(10～15)∶100，将所述驯化后的氧化亚铁硫杆菌菌液和所述浸矿培养基混合，在浸出温度28～32℃和振荡转速150～180r/min的条件下，浸出15～25天，得到含钒浸出液。
所述含钒页岩中的V2O5含量为0.7～1.3wt％。
采用本实施例处理含钒页岩，钒的浸出率为65～73％。
实施例3
一种用氧化亚铁硫杆菌从含钒页岩中浸出钒的方法。本实施例所述方法的步骤是：
步骤一、含钒页岩预处理
先将含钒页岩破碎至粒径小于3mm，然后在700～800℃条件下焙烧30～50min，再细磨至粒径小于0.074mm占70％以上，得到含钒页岩脱碳粉料。
步骤二、驯化培养基的配制
将硫酸铵、磷酸氢二钾、氯化钾、七水合硫酸镁和硝酸钙溶入蒸馏水中，得到9K培养基基础盐溶液；所述9K培养基基础盐溶液中，所述硫酸铵、所述磷酸氢二钾、所述氯化钾、所述七水合硫酸镁和所述硝酸钙的浓度依次为1～4Kg·m-3、0.1～0.5Kg·m-3、0.1～0.2Kg·m-3、0.1～0.5Kg·m-3和0.01～0.03Kg·m-3。
将七水合硫酸亚铁和硫粉添加到所述9K培养基基础盐溶液中，得到改进型9K培养基；所述改进型9K培养基中，所述七水合硫酸亚铁和所述硫粉的浓度依次为12～15Kg·m-3和22～30Kg·m-3。
将所述含钒页岩脱碳粉料添加到所述改进型9K培养基中，用硫酸调pH至2.0～2.5，得到驯化培养基1；所述驯化培养基1中所述含钒页岩脱碳粉料的浓度为16～20Kg·m-3。
按所述驯化培养基1的配制方法，将所述驯化培养基1中所述含钒页岩脱碳粉料的浓度依次递增10Kg·m-3，分别得到驯化培养基2、驯化培养基3、……和驯化培养基5，所述驯化培养基2、所述驯化培养基3、……和所述驯化培养基5中所述含钒页岩脱碳粉料的浓度依次为(2-1)10+(10～20)Kg·m-3、(3-1)10+(10～20)Kg·m-3、……和(5-1)10+(10～20)Kg·m-3。
步骤三、浸矿培养基的配制
按照所述含钒页岩脱碳粉料在浸矿培养基中的浓度为70～100Kg·m-3，将所述含钒页岩脱碳粉料添加到所述改进型9K培养基中，用硫酸调pH至2.0～2.5，得到所述浸矿培养基。
步骤四、菌种驯化
按照氧化亚铁硫杆菌菌液∶所述驯化培养基1的体积比为1∶9，将所述氧化亚铁硫杆菌菌液加到所述驯化培养基1中，培养至溶液的颜色由浅绿色变为红棕色，得到对数期菌液1。
按照所述对数期菌液1∶所述驯化培养基2的体积比为1∶9，将所述对数期菌液1总体积的10％转接至所述驯化培养基2中，培养至溶液的颜色由浅绿色变为红棕色，得到对数期菌液2。
……。
按照所述对数期菌液5-1∶所述驯化培养基5的体积比为1∶9，将所述对数期菌液5-1总体积的10％转接至所述驯化培养基5中，培养至溶液的颜色由浅绿色变为红棕色，得到驯化后的氧化亚铁硫杆菌菌液。
步骤五、钒的微生物浸出
按照所述驯化后的氧化亚铁硫杆菌菌液∶所述浸矿培养基的体积比为(15～20)∶100，将所述驯化后的氧化亚铁硫杆菌菌液和所述浸矿培养基混合，在浸出温度32～35℃和振荡转速180～200r/min的条件下，浸出20～30天，得到含钒浸出液。
所述含钒页岩中的V2O5含量为0.7～1.3wt％。
采用本实施例处理含钒页岩，钒的浸出率为63～75％。
实施例4
一种用氧化亚铁硫杆菌从含钒页岩中浸出钒的方法。本实施例所述方法的步骤是：
步骤一、含钒页岩预处理
先将含钒页岩破碎至粒径小于3mm，然后在650～750℃条件下焙烧35～55min，再细磨至粒径小于0.074mm占70％以上，得到含钒页岩脱碳粉料。
步骤二、驯化培养基的配制
将硫酸铵、磷酸氢二钾、氯化钾、七水合硫酸镁和硝酸钙溶入蒸馏水中，得到9K培养基基础盐溶液；所述9K培养基基础盐溶液中，所述硫酸铵、所述磷酸氢二钾、所述氯化钾、所述七水合硫酸镁和所述硝酸钙的浓度依次为1～4Kg·m-3、0.1～0.5Kg·m-3、0.1～0.2Kg·m-3、0.1～0.5Kg·m-3和0.01～0.03Kg·m-3。
将七水合硫酸亚铁和硫粉添加到所述9K培养基基础盐溶液中，得到改进型9K培养基；所述改进型9K培养基中，所述七水合硫酸亚铁和所述硫粉的浓度依次为8～12Kg·m-3和13～22Kg·m-3。
将所述含钒页岩脱碳粉料添加到所述改进型9K培养基中，用硫酸调pH至1.5～2.0，得到驯化培养基1；所述驯化培养基1中所述含钒页岩脱碳粉料的浓度为13～17Kg·m-3。
按所述驯化培养基1的配制方法，将所述驯化培养基1中所述含钒页岩脱碳粉料的浓度依次递增10Kg·m-3，分别得到驯化培养基2、驯化培养基3、……和驯化培养基6，所述驯化培养基2、所述驯化培养基3、……和所述驯化培养基6中所述含钒页岩脱碳粉料的浓度依次为(2-1)10+(10～20)Kg·m-3、(3-1)10+(10～20)Kg·m-3、……和(6-1)10+(10～20)Kg·m-3。
步骤三、浸矿培养基的配制
按照所述含钒页岩脱碳粉料在浸矿培养基中的浓度为40～70Kg·m-3，将所述含钒页岩脱碳粉料添加到所述改进型9K培养基中，用硫酸调pH至1.5～2.0，得到所述浸矿培养基。
步骤四、菌种驯化
按照氧化亚铁硫杆菌菌液∶所述驯化培养基1的体积比为1∶9，将所述氧化亚铁硫杆菌菌液加到所述驯化培养基1中，培养至溶液的颜色由浅绿色变为红棕色，得到对数期菌液1。
按照所述对数期菌液1∶所述驯化培养基2的体积比为1∶9，将所述对数期菌液1总体积的10％转接至所述驯化培养基2中，培养至溶液的颜色由浅绿色变为红棕色，得到对数期菌液2。
……。
按照所述对数期菌液6-1∶所述驯化培养基6的体积比为1∶9，将所述对数期菌液6-1总体积的10％转接至所述驯化培养基6中，培养至溶液的颜色由浅绿色变为红棕色，得到驯化后的氧化亚铁硫杆菌菌液。
步骤五、钒的微生物浸出
按照所述驯化后的氧化亚铁硫杆菌菌液∶所述浸矿培养基的体积比为(13～18)∶100，将所述驯化后的氧化亚铁硫杆菌菌液和所述浸矿培养基混合，在浸出温度28～32℃和振荡转速150～180r/min的条件下，浸出15～25天，得到含钒浸出液。
所述含钒页岩中的V2O5含量为0.7～1.3wt％。
采用本实施例处理含钒页岩，钒的浸出率为68～76％。
本具体实施方式具有如下积极效果：
本具体实施方式在改进型9K培养基中同时添加硫粉和少量七水合硫酸亚铁，少量的七水合硫酸亚铁能保证浸出前期氧化亚铁硫杆菌的快速生长，且氧化亚铁硫杆菌氧化Fe2+生成的Fe3+有利于页岩中钒的溶出，由于七水合硫酸亚铁添加量较少，浸出过程中Fe3+水解产生的沉淀也较少，能减轻铁矾沉淀包裹含钒页岩阻碍钒浸出以及铁矾沉淀生成过程中吸附、夹杂钒的现象。七水合硫酸亚铁添加量少，为了维持氧化亚铁硫杆菌的生长，还需要额外添加硫粉，氧化亚铁硫杆菌氧化硫粉能生成硫酸，提高氧化亚铁硫杆菌产酸量；硫酸能降低浸出体系的pH并促进含钒页岩的溶解，同时还可以进一步减少铁矾沉淀的生成。
本具体实施方式将含钒页岩浸出15～30天，浸出液pH降低到0.8以下；而用氧化亚铁硫杆菌单独以七水合硫酸亚铁为能源物质浸出含钒页岩时pH只能降到1.5左右。本具体实施方式的浸出体系中铁离子浓度低于2.0Kg·m-3、水解沉淀的Fe3+低于1.0Kg·m-3，都远低于用氧化亚铁硫杆菌单独以七水合硫酸亚铁为能源物质浸出含钒页岩时浸出液中铁离子浓度和Fe3+的沉淀量。采用本具体实施方式处理含钒页岩，钒的浸出率为63％以上。
因此，本具体实施方式降低了9K培养基中亚铁添加量并补充硫粉作为细菌的能源物质，在提高氧化亚铁硫杆菌产酸量的同时，减少浸出过程中铁的水解沉淀，减轻铁沉淀对钒浸出过程中的不利影响，从而提高了钒的浸出率，降低了浸出液中铁离子浓度，利于后续钒的净化富集。

Claims (2)

1.一种用氧化亚铁硫杆菌从含钒页岩中浸出钒的方法，其特征在于所述方法的步骤是：
步骤一、含钒页岩预处理
先将含钒页岩破碎至粒径小于3mm，然后在600～800℃条件下焙烧30～60min，再细磨至粒径小于0.074mm占70％以上，得到含钒页岩脱碳粉料；
步骤二、驯化培养基的配制
将硫酸铵、磷酸氢二钾、氯化钾、七水合硫酸镁和硝酸钙溶入蒸馏水中，得到9K培养基基础盐溶液；所述9K培养基基础盐溶液中，所述硫酸铵、所述磷酸氢二钾、所述氯化钾、所述七水合硫酸镁和所述硝酸钙的浓度依次为1～4Kg·m-3、0.1～0.5Kg·m-3、0.1～0.2Kg·m-3、0.1～0.5Kg·m-3和0.01～0.03Kg·m-3；
将七水合硫酸亚铁和硫粉添加到所述9K培养基基础盐溶液中，得到改进型9K培养基；所述改进型9K培养基中，所述七水合硫酸亚铁和所述硫粉的浓度依次为5～15Kg·m-3和5～30Kg·m-3；
将所述含钒页岩脱碳粉料添加到所述改进型9K培养基中，用硫酸调pH至1.0～2.5，得到驯化培养基1；所述驯化培养基1中所述含钒页岩脱碳粉料的浓度为10～20Kg·m-3；
按所述驯化培养基1的配制方法，将所述驯化培养基1中所述含钒页岩脱碳粉料的浓度依次递增10Kg·m-3，分别得到驯化培养基2、驯化培养基3、……和驯化培养基n，所述驯化培养基2、所述驯化培养基3、……和所述驯化培养基n中所述含钒页岩脱碳粉料的浓度依次为(2-1)10+(10～20)Kg·m-3、(3-1)10+(10～20)Kg·m-3、……和(n-1)10+(10～20)Kg·m-3；n为3～6的自然数；
步骤三、浸矿培养基的配制
按照所述含钒页岩脱碳粉料在浸矿培养基中的浓度为10～100Kg·m-3，将所述含钒页岩脱碳粉料添加到所述改进型9K培养基中，用硫酸调pH至1.0～2.5，得到所述浸矿培养基；
步骤四、菌种驯化
按照氧化亚铁硫杆菌菌液∶所述驯化培养基1的体积比为1∶9，将所述氧化亚铁硫杆菌菌液加到所述驯化培养基1中，培养至溶液的颜色由浅绿色变为红棕色，得到对数期菌液1；
按照所述对数期菌液1∶所述驯化培养基2的体积比为1∶9，将所述对数期菌液1总体积的10％转接至所述驯化培养基2中，培养至溶液的颜色由浅绿色变为红棕色，得到对数期菌液2；
……；
按照所述对数期菌液n-1∶所述驯化培养基n的体积比为1∶9，将所述对数期菌液n-1总体积的10％转接至所述驯化培养基n中，培养至溶液的颜色由浅绿色变为红棕色，得到驯化后的氧化亚铁硫杆菌菌液；n为3～6的自然数；
步骤五、钒的微生物浸出
按照所述驯化后的氧化亚铁硫杆菌菌液∶所述浸矿培养基的体积比为(5～20)∶100，将所述驯化后的氧化亚铁硫杆菌菌液和所述浸矿培养基混合，在浸出温度25～35℃和振荡转速120～200r/min的条件下，浸出10～30天，得到含钒浸出液。
2.根据权利要求1所述用氧化亚铁硫杆菌从含钒页岩中浸出钒的方法，其特征在于：所述含钒页岩中的V2O5含量为0.7～1.3wt％。
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