一种钛铁矿的微生物浸出方法技术

本发明专利技术公开了一种钛铁矿的微生物浸出方法，属于湿法冶金领域。针对现有技术，从钛铁矿中提取钛采用的硫酸法生产工艺，具有能耗高、条件复杂、污染严重等缺陷，本发明专利技术提供了一种利用微生物浸出原理浸出钛铁矿中钛的方法；本发明专利技术所述方法选用氧化亚铁硫杆菌作为浸矿菌种，在扩大培养后接种入钛铁矿矿样，在控制pH值、温度等条件的基础上通过微生物搅拌浸出，反应4~6 h后，氧化亚铁硫杆菌浸钛率为93~99%；本发明专利技术原理简单可靠，菌种容易获得，减少了污水排放，在保护环境的同时获得了很好的经济效益，为钛资源的利用提出来新的思路，有很好的工业应用前景。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术涉及一种微生物浸矿方法，特别是涉及一种钛铁矿的微生物浸出方法，属于湿法冶金领域。

技术介绍

钛是一种化学元素，化学符号Ti，原子序数22，在化学元素周期表中位于第4周期、第IVB族。由于其稳定的化学性质，良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱，以及高强度、低密度，被美誉为“太空金属”。钛和钛的合金被广泛用于航空、航天等领域，并不断向医疗、建筑、化工、电力等行业推广。
当前我国钛工业所用原料主要是钛铁矿及金红石；据报道，钛铁矿在可利用的钛资源中所占比例达85~90%。目前，在工业上得到应用的从钛铁矿中提取钛主要有酸浸法和还原锈蚀法。酸浸法是指，通过热的浓硫酸分解经精选粉碎的钛铁矿，得到由钛、二价铁及其他伴生金属的硫酸盐组成的混合溶液，俗称钛液。但采用酸浸法分解钛铁矿能耗大、对设备的腐蚀大、会产生大量废酸、造成环境污染。而还原锈蚀法反应速率极低，通常，工业上锈蚀反应需要22h以上才能完成。

技术实现思路

针对现有从钛铁矿中提取钛的工艺中存在的能耗大，对设备的腐蚀大，会产生大量废酸，易造成环境污染等不足；本专利技术提出一种钛铁矿的微生物浸出方法，该方法采用微生物浸出原理，对从钛铁矿的分解具有很好的效果。
本专利技术的目的在于提供一种钛铁矿的微生物浸出方法，具体包括以下步骤：
（1）在Leathen培养基中加入灭菌处理后的钛铁矿矿浆，调节矿浆PH（用酸调节，如硝酸、磷酸等）值至2.0~4.0；
（2）待矿浆pH值稳定后，接种氧化亚铁硫杆菌液，氧化亚铁硫杆菌液中氧化亚铁硫杆菌的量为106~108个/mL，接种量为1.0~5.0%；
（3）恒温搅拌浸出。
优选的，本专利技术步骤（1）所述钛铁矿矿浆中钛铁矿的质量百分比浓度为17~24%。
优选的，本专利技术步骤（1）所述灭菌处理为高压蒸汽灭菌。
优选的，本专利技术所述高压蒸汽灭菌的温度为120~150℃，时间为20min以上，压力为1×105~2.2×105Pa。
优选的，本专利技术所述恒温搅拌浸出的浸出温度为22~38℃，转速为120~180r/min。
优选的，本专利技术所述使用矿样为钛铁矿碎磨至矿石细度为-0.074mm含量大于等于99%。
本专利技术所述矿样为钛铁矿纯矿物或钒钛磁铁矿经选矿处理所得钛精矿产品，TiO2含量大于等于50%。
本专利技术的原理为：将氧化亚铁硫杆菌接种于碎磨后的钛铁矿矿浆中，Fe2+由于被细胞被膜中的脂多糖束缚，于细胞外形成脂多糖—磷脂—二价铁复合物，进而为细胞色素系统提供系统的电子传递提供电子，促进Fe2+→Fe3+的转变；使反应4FeTiO3+O2+12H+→4H2TiO3+4Fe3++2H2O在氧化亚铁硫杆菌的催化下，向右进行；此方法利用微生物自身代谢所伴随的氧化还原过程，加速钛铁矿的溶解，避免了常规浸出方法中的强酸的使用，降低了对设备的要求。
本专利技术的有益效果为：
（1）设备投资少，能耗低，生产费用低；
（2）降低了生产过程中酸的用量，减少了对设备的腐蚀，提高了设备的使用年限；
（3）减少了废弃物的排放，环境污染轻且容易治理；
（4）为钛铁矿的处理提出来新的思路，有极好的工业应用前景。
附图说明
图1为本专利技术的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于所述内容。
本专利技术实施例所用氧化亚铁硫杆菌液由云南兰坪硫化铜酸性矿坑水中分离得到，氧化亚铁硫杆菌液中氧化亚铁硫杆菌的量为106~108个/mL。
本专利技术所用Leathen培养基为常规培养基，本专利技术实施例中的组成为（NH4）2SO40.15g/L，KCl0.05g/L，K2HPO40.05g/L，MgSO4·7H2O0.05g/L，Ca(NO3)20.01g/L，蒸馏水1000mL，FeSO4·7H2O质量分数10%的溶液10mL。
实施例1
本实施例以承德地区某钒钛磁铁矿选铁尾矿再选后所得的钛精矿，经多次精选处理后所得的矿样为处理对象，原矿TiO2品位50.23%，矿样的矿石细度为-0.074mm含量为99%，具体试验包括以下步骤：
（1）取100g矿样加入317ml蒸馏水（质量百分比浓度为24%），经温度为120℃、压力为1×105Pa的高压蒸汽进行灭菌30min，并冷却至20℃；
（2）在Leathen培养基中加入钛铁矿矿浆，采用磷酸（市售）调节矿浆pH值至2.0；
（3）待矿浆pH值稳定后，接种氧化亚铁硫杆菌液（氧化亚铁硫杆菌液中氧化亚铁硫杆菌的量约为106个/mL），接种量5.0%；
（4）恒温搅拌浸出，浸出温度为22℃，转速为150r/min。
计算钛铁矿中钛的浸出率，恒温搅拌浸出4h后，浸钛率93.25%；浸出6h后，浸钛率96.28%。
实施例2
本实施例以攀枝花兰尖地区钒钛磁铁矿选铁尾矿再选后所得的钛精矿，经多次精选处理后所得的矿样为处理对象，原矿TiO2品位51.03%，矿样的矿石细度为-0.074mm含量为99%，具体试验包括以下步骤：
（1）取200g矿样加入800ml蒸馏水（质量百分比浓度为20%），经温度为150℃、压力为2×105Pa的高压蒸汽进行灭菌25min，并冷却至20℃；
（2）在Leathen培养基中加入钛铁矿矿浆，用硝酸调节矿浆pH值至4.0；
（3）待矿浆pH值稳定后，接种氧化亚铁硫杆菌液（氧化亚铁硫杆菌液中氧化亚铁硫杆菌的量约为107个/mL），接种量1.0%；
（4）恒温搅拌浸出，浸出温度为30℃，转速为180r/min。
计算钛铁矿中钛的浸出率，恒温搅拌浸出4h后，浸钛率94.31%；浸出6h后，浸钛率97.85%。
实施例3
本实施例以攀枝花红格地区钒钛磁铁矿选铁尾矿再选后所得的钛精矿，经多次精选处理后所得的矿样为处理对象，原矿TiO2品位50.95%，矿样的矿石细度为-0.074mm含量为99%，具体试验包括以下步骤：
（1）取100g矿样加入488ml蒸馏水（质量百分比浓度为17%），经温度为130℃、压力为2.2×105Pa的高压蒸汽进行灭菌30min，并冷却至20℃；
（2）在Leathen培养基中加入钛铁矿矿浆，用磷酸调节矿浆pH值至3.0；
（3）待矿浆pH值稳定后，接种氧化亚铁硫杆菌液（氧化亚铁硫杆菌液中氧化亚铁硫杆菌的量约为108个/mL），接种量3.0%；
（4）恒温搅拌浸出，浸出温度为38℃，转速为120r/min。
计算钛铁矿中钛的浸出率，恒温搅拌浸出4h后，浸钛率93.42%；浸出6h后，浸钛率98.54%。
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【技术保护点】
一种钛铁矿的微生物浸出方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）在Leathen培养基中加入灭菌处理后的钛铁矿矿浆，调节矿浆PH值至2.0~4.0；（2）待矿浆pH值稳定后，接种氧化亚铁硫杆菌液，氧化亚铁硫杆菌液中氧化亚铁硫杆菌的量为106~108个/ mL，接种量为1.0~5.0 %；（3）恒温搅拌浸出。

【技术特征摘要】
1.一种钛铁矿的微生物浸出方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）在Leathen培养基中加入灭菌处理后的钛铁矿矿浆，调节矿浆PH值至2.0~4.0；
（2）待矿浆pH值稳定后，接种氧化亚铁硫杆菌液，氧化亚铁硫杆菌液中氧化亚铁硫杆菌的量为106~108个/mL，接种量为1.0~5.0%；
（3）恒温搅拌浸出。
2.根据权利要求1所述钛铁矿的微生物浸出方法，其特征在于：步骤（1）所述钛铁矿矿浆中钛铁矿的质量百分比浓度为17~24%。
3.根据权利要求1所述钛铁矿的微生物浸出方法，其特征在于：步骤（1）所述灭菌处理为高压蒸汽灭菌...

【专利技术属性】
技术研发人员：余力，刘全军，高扬，宋建文，袁华玮，张一超，张辉，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53