RU2467081C1 - Колонна для регенерации железоокисляющими микроорганизмами растворов выщелачивания минерального сырья - Google Patents

Колонна для регенерации железоокисляющими микроорганизмами растворов выщелачивания минерального сырья Download PDF

Info

Publication number
RU2467081C1
RU2467081C1 RU2011127057/02A RU2011127057A RU2467081C1 RU 2467081 C1 RU2467081 C1 RU 2467081C1 RU 2011127057/02 A RU2011127057/02 A RU 2011127057/02A RU 2011127057 A RU2011127057 A RU 2011127057A RU 2467081 C1 RU2467081 C1 RU 2467081C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iron
solution
column
tower
regeneration
Prior art date
Application number
RU2011127057/02A
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Юрьевич Абрамовский (RU)
Сергей Юрьевич Абрамовский
Евгения Александровна Хамнагдаева (RU)
Евгения Александровна Хамнагдаева
Original Assignee
Сергей Юрьевич Абрамовский
Евгения Александровна Хамнагдаева
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Юрьевич Абрамовский, Евгения Александровна Хамнагдаева filed Critical Сергей Юрьевич Абрамовский
Priority to RU2011127057/02A priority Critical patent/RU2467081C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2467081C1 publication Critical patent/RU2467081C1/ru

Links

Images

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

  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано при регенерации растворов, полученных после выщелачивания минерального сырья, в частности для окисления ионов железа. Колонна включает цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками для подвода и отвода регенерируемого раствора, систему автоматического регулирования технологических параметров. Корпус колонны заполнен носителем, на котором сорбированы железоокисляющие микроорганизмы и в качестве которого используют твердый пористый материал с развитой поверхностью. При этом колонна в нижней части снабжена резервуаром, в котором установлены датчики измерения системы автоматического регулирования технологических параметров раствора и устройством для регулирования подачи раствора в колонну из резервуара. Задачей изобретения является повышение скорости регенерации раствора. Использование изобретения позволяет повысить скорость окисления железа (II) до железа (III) с 3 г/л·час до 15 г/л·час и таким образом сократить время регенерации в 5 раз. 1 ил., 1 табл., 2 пр.

Description

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано при регенерации растворов, полученных после выщелачивания минерального сырья, в частности для окисления ионов железа.
Известна колонна для регенерации железоокисляющими микроорганизмами растворов выщелачивания минерального сырья, выполненная в виде ферментера, в которой регенерация проводится с помощью микроорганизмов, выращенных в жидкой питательной среде. Колонна снабжена системой автоматического поддержания температуры, содержания кислорода, контроля и регистрации окислительно-восстановительного потенциала и рН среды и числа оборотов перемешивающего устройства. Подача регенерируемого раствора в колонну производится с помощью насоса (патент РФ №2011691, кл. С22В 3/02, опубл. 30.04.1994 г.).
Недостатком предлагаемого устройства является то, что в ферментере использованы культуры микроорганизмов, находящиеся в жидкой питательной среде. Концентрация клеток микроорганизмов, выращенных на жидкой среде, находится на уровне 107-108 кл./мл, при этой концентрации скорость окисления железа не превышает 1-5 г/л двухвалентного железа в час.
Подача регенерируемого раствора с помощью насоса приводит к вымыванию микроорганизмов из зоны окисления, т.к. при такой подаче затруднена скорость ее регулирования.
Задачей изобретения является повышение скорости регенерации раствора.
Поставленная задача достигается тем, что в известной колонне для регенерации железоокисляющими микроорганизмами растворов выщелачивания минерального сырья, включающей цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками для подвода и отвода регенерируемого раствора, систему автоматического регулирования технологических параметров, согласно изобретению, корпус колонны заполнен носителем, на котором сорбированы железоокисляющие микроорганизмы и в качестве которого используют твердый пористый материал с развитой поверхностью, при этом колонна в нижней части снабжена резервуаром, в котором установлены датчики измерения системы автоматического регулирования технологических параметров раствора и устройством для регулирования подачи раствора в колонну из резервуара.
Использование в колонне железоокисляющих микроорганизмов, сорбированных на пористом носителе с развитой поверхностью, увеличивает их концентрацию на 2-4 порядка, в результате чего скорость окисления двухвалентного железа в растворе увеличивается в несколько раз, и тем самым повышается скорость регенерации раствора.
Использование резервуара в нижней части колонны, в котором установлены датчики измерения системы автоматического регулирования технологических параметров раствора, и устройства между резервуаром и колонной, которое позволяет регулировать скорость подачи раствора в колонну и исключить вымывание микроорганизмов из зоны окисления, приводит к повышению скорости регенерации раствора.
Регенерационная колонна представлена на чертеже, где 1 - входной патрубок для подачи регенерируемого раствора, 2 - резервуар, из которого регенерируемый раствор поступает в колонну, 3 - датчики измерения параметров регенерируемого раствора, 4 - полость прокачки воды для обогрева, 5 - патрубки для подачи и вывода воды для обогрева, 6 - датчики измерения параметров регенерированного раствора, 7 - выходной патрубок для регенерированного раствора, 8 - комплекс автоматизации процесса измерения, подачи раствора и реагентов, 9 - твердый пористый носитель с сорбированными на нем железоокисляющими микроорганизмами, 10 - устройство для регулирования подачи раствора в колонну.
Колонна работает следующим образом.
Раствор, содержащий до 25-30 г/л двухвалентного железа, подается вниз колоны через входной патрубок 1 перистальтическим или другим, кислотостойким насосом. Раствор изначально попадает в резервуар 2, где датчики 3 определяют основные параметры: температуру, рН, Eh, концентрацию ионов Fe (II) и Fe (III). При необходимости в раствор подается серная кислота для снижения рН (кислотность среды должна поддерживаться на уровне 1,3-1,4 для исключения выпадения железосодержащих осадков).
Далее раствор под напором насоса подается в колонну с твердым пористым носителем, регулирование подачи раствора в колонну осуществляется с помощью устройства 10. В качестве носителя может быть использован уголь, керамзит или любая твердая среда с развитой поверхностью 9, на котором выращены железоокисляющие бактерии рода Thiobacillus. Раствор при прохождении через толщу среды бактерий окисляется, в результате двухвалентное железо переходит в трехвалентное. На выходе также анализируются основные параметры раствора с помощью датчиков 6, раствор выводится через верхний выходной патрубок 7 и подается на выщелачивание или по месту требования.
Для поддержания температуры в колонне 35-40°С колонна имеет полую стенку для подачи термостатирующей воды 4 (подогрев может осуществляться и другими методами). Вода подается через верхний правый патрубок и выводится через левый нижний 5.
Датчики передают информацию на комплекс автоматизации процесса измерения, подачи раствора и реагентов 8, с которого автоматически или вручную можно управлять процессом (скорость подачи раствора, подачи серной кислоты, температурой и т.д.).
Вся конструкция может быть выполнена как из нержавеющей стали, так и из кислотостойких пластмасс.
Изобретение иллюстрируется примерами работы колонны.
Пример 1 (по прототипу)
Растворы, полученные после выщелачивания шлаков медного производства с содержанием 25-30 г/л Fe (II), подавались шланговым насосом в ферментер на окисление. Электродвигатель с помощью вала и крыльчатки осуществлял перемешивание суспензии в ферментере, его обороты могли регулироваться в пределах 0-500 в минуту. В качестве железоокисляющих бактерий использовались бактерии рода Acidithiobacillus, выращенные и находящиеся в жидкой питательной среде Сильвермана и Люндгрена(9К). Ферментер выполнен с системой автоматического поддержания температуры, содержания кислорода и контроля и регистрации окислительно-восстановительного потенциала и рН среды и числа оборотов перемешивающего устройства. Основные показатели регенерации раствора приведены в таблице.
Пример 2 (по изобретению).
Регенерация растворов проводилась в регенерационной колонне в соответствии с заявленным изобретением. При этом колонна в нижней части снабжена резервуаром, в котором установлены датчики измерения системы автоматического регулирования технологических параметров раствора, и устройством для регулирования подачи раствора из резервуара в колонну, а в качестве среды использовали активированный уголь крупность 5 мм с выращенными на нем железоокисляющими бактериями рода Acidithiobacillus. Уголь располагался в колоне (объемом 100 м3), в нижнюю часть, которой подавался регенерируемый раствор с содержанием 25-30 г/л двухвалентного железа после выщелачивания. Регулирование подачи раствора в колонну осуществлялось с помощью задвижки. Далее раствор под напором насоса проходил через слой угля. Скорость потока составляла 50 м3/час. При необходимости в резервуар подавалась серная кислота, для поддержания рН в рамках 1,4-1,5. Основные физико-химические параметры (рН, Eh, концентрация Fe (II), Fe (III)) постоянно определялись в резервуарах до и после прохождения через слой угля. Основные показатели регенерации раствора также приведены в таблице.
Таблица
Основные технологические параметры регенерации раствора
Стадия рН Еh, мВ Fe (II), г/л Fe (III), г/л Скорость регенерации раствора
Пример 1
До регенерации		 1,6 550 25 2 3 г/л·час
После регенерации 1,6 720 17 10
Пример 2
До регенерации		 1,6 550 25 2 15 г/л·час
После регенерации 1,6 820 0 27
Из таблицы видно, что настоящее изобретение позволяет повысить скорость регенерации с 3 г/л·час до 15 г/л·час и таким образом сократить время регенерации в 5 раз.

Claims (1)

  1. Колонна для регенерации железоокисляющими микроорганизмами растворов выщелачивания минерального сырья, включающая цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками для подвода и отвода регенерируемого раствора, систему автоматического регулирования технологических параметров, отличающаяся тем, что корпус колонны заполнен носителем, на котором сорбированы железоокисляющие микроорганизмы и в качестве которого используют твердый пористый материал с развитой поверхностью, при этом колонна в нижней части снабжена резервуаром, в котором установлены датчики измерения системы автоматического регулирования технологических параметров раствора и устройством для регулирования подачи раствора в колонну из резервуара.
RU2011127057/02A 2011-07-01 2011-07-01 Колонна для регенерации железоокисляющими микроорганизмами растворов выщелачивания минерального сырья RU2467081C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011127057/02A RU2467081C1 (ru) 2011-07-01 2011-07-01 Колонна для регенерации железоокисляющими микроорганизмами растворов выщелачивания минерального сырья

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011127057/02A RU2467081C1 (ru) 2011-07-01 2011-07-01 Колонна для регенерации железоокисляющими микроорганизмами растворов выщелачивания минерального сырья

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2467081C1 true RU2467081C1 (ru) 2012-11-20

Family

ID=47323235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011127057/02A RU2467081C1 (ru) 2011-07-01 2011-07-01 Колонна для регенерации железоокисляющими микроорганизмами растворов выщелачивания минерального сырья

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2467081C1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2011691C1 (ru) * 1991-05-05 1994-04-30 Уральский научно-исследовательский и проектный институт медной промышленности "УНИПРОМЕДЬ" Установка для биохимического выщелачивания руд
WO2001031072A1 (en) * 1999-10-28 2001-05-03 Mintek A method of operating a bioleach process with control of redox potential
WO2006010170A1 (en) * 2004-07-20 2006-01-26 Bhp Billiton Sa Limited Tank bioleaching process
EP1785497A2 (en) * 2005-11-09 2007-05-16 Boliden Mineral AB Method for bioleaching metal containing sulphidic materials
WO2008032288A2 (en) * 2006-09-15 2008-03-20 Geobiotics Llc Pre-treatment of feed to non-stirred surface bioreactor
AU2010212469A1 (en) * 2009-08-20 2011-03-10 Biosigma S.A Bioreactor for continuous production of bioleaching solutions for inoculation and irrigation of sulfide-ore bioleaching heaps and dumps

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2011691C1 (ru) * 1991-05-05 1994-04-30 Уральский научно-исследовательский и проектный институт медной промышленности "УНИПРОМЕДЬ" Установка для биохимического выщелачивания руд
WO2001031072A1 (en) * 1999-10-28 2001-05-03 Mintek A method of operating a bioleach process with control of redox potential
WO2006010170A1 (en) * 2004-07-20 2006-01-26 Bhp Billiton Sa Limited Tank bioleaching process
EP1785497A2 (en) * 2005-11-09 2007-05-16 Boliden Mineral AB Method for bioleaching metal containing sulphidic materials
WO2008032288A2 (en) * 2006-09-15 2008-03-20 Geobiotics Llc Pre-treatment of feed to non-stirred surface bioreactor
AU2010212469A1 (en) * 2009-08-20 2011-03-10 Biosigma S.A Bioreactor for continuous production of bioleaching solutions for inoculation and irrigation of sulfide-ore bioleaching heaps and dumps

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20110045581A1 (en) Bioreactor for continuous production of bioleaching solutions for inoculation and irrigation of sulfide-ore bioleaching heaps and dumps
Cancho et al. Bioleaching of a chalcopyrite concentrate with moderate thermophilic microorganisms in a continuous reactor system
CN101168718A (zh) 用于大规模连续培养和/或繁殖可用于矿石生物浸滤的分离的和/或天然的微生物的反应器
CN108641944B (zh) 一种co2生物转化为甲烷的装置及方法
EP2272804A2 (en) Biofilm reactor containing spiral structure and water treatment device using the same
JP2002543978A (ja) イオン化した状態で水中に存在する金属元素の生物学的除去の方法、装置および前記方法の使用
US20150151995A1 (en) Water Treatment System and Method for Removal of Contaminants Using Biological Systems
CN103102012A (zh) 纤维乙醇废水的厌氧生化处理方法
Mazuelos et al. Operational pH in packed-bed reactors for ferrous ion bio-oxidation
RU2467081C1 (ru) Колонна для регенерации железоокисляющими микроорганизмами растворов выщелачивания минерального сырья
CN108913890A (zh) 耐冷嗜酸菌低温快速氧化酸法地浸采铀溶液中Fe2+的方法
CN101003757B (zh) 电化学调控煤炭生物脱硫方法及装置
CN101746847B (zh) 自动化扩散渗析工业废酸或废碱回收设备
CN107673486A (zh) 复合填料柱机构、细菌的固定化方法及浸出液处理方法
CN107557279B (zh) 一种高效培养浸矿微生物的反应器
AU2015298397B2 (en) Sequencing batch facility and method for reducing the nitrogen content in waste water
CA2846658A1 (en) Water treatment system and method for removal of contaminants using biological systems
CN208327533U (zh) 一种去除地下水中铁锰的过滤装置
CN202755034U (zh) 氧化还原浸出反应电位控制装置
KR20160149700A (ko) 혐기성 분리막 수처리장치 및 방법
CN112777876B (zh) 一种基于sbr反应器的水处理系统及其处理方法
CN210825638U (zh) 一种车载式微生物处理稀土氨氮废水装置
CN105668780B (zh) 酸化快速恢复厌氧反应系统
CN203613131U (zh) 一种肝素钠的生产装置
RU2764030C1 (ru) Установка для культивирования культуры микроорганизмов Thiobacillus ferroxidans

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160702