一种光驱动的微生物铀矿浸提方法技术

本发明专利技术公开一种光驱动的微生物铀矿浸提方法。首先将具有光合作用活性的蓝藻接种到浸提培养基中，加入铀矿颗粒至铀浓度不高于30mg/L，之后加入浸提助剂，在室温、光照强度为2500～3500lux、50

【技术实现步骤摘要】
一种光驱动的微生物铀矿浸提方法


[0001]本专利技术涉及一种铀浸提技术，具体是利用一种光驱动的微生物铀矿浸提方法，属于矿物浸提领域。

技术介绍

[0002]铀是一种重要的战略元素，浓缩铀
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U主要用作核能发电和核武库。贫铀被用作船舶压载，在某些情况下也被用作飞机配重、装甲板材和穿甲弹。不同岩石类型的地壳中铀的含量差异很大，平均含量大约为2.7mg
·
kg
‑1，使其成为比金或银储量更丰富的元素。
[0003]多年以来，铀矿的开采导致高品位铀储量逐渐枯竭。随着矿石中铀的品位不断下降，该行业必须寻找替代工艺，从现有技术难以处理的低品位或复杂矿石中回收铀。随着矿石品位的下降，铀和基础金属、稀土元素和磷酸盐的伴随或连续浸出受到关注。
[0004]铀通常微量分布于矿物中，这使得浸出成为回收铀的最常见工艺。许多经过生物浸出处理的铀矿石含有大量黄铁矿和其他铁硫化物，它们被氧化成酸性硫酸铁。生物铁溶液中三价铁的水解释放出质子，这些质子与生物硫酸一起有助于满足酸需求。碱性副矿物可能耗酸量高，在预浸阶段需用硫酸滴定法中和，造成资源大量消耗。
[0005]含碳酸盐的铀原则上可以用碱浸法处理，包括用碳酸氢钠和碳酸钠溶液沉淀重铀酸钠Na2U2O7。碱性浸出通常不适用于以黄铁矿或其他硫化物相为主要矿物的矿石，因为它们消耗大量碳酸盐。碱性生物浸出在实施阶段都需要大量消耗资源，使得常规工艺处理低品位和复杂矿石成本极大。
[0006]如上所述，光驱动的微生物铀矿浸提方法将是一种很有实际意义的生物铀矿浸提方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一种光驱动的微生物铀矿浸提方法，在光照环境下实现绿色环保低成本的铀矿浸出技术。本专利技术在针对铀矿浸提方面具有积极意义。
[0008]本专利技术提供一种光驱动的微生物铀矿浸提方法，所述方法为：将铀矿颗粒和浸提助剂加入到接种有微生物的浸提培养基中；所述的微生物加入量以浸提培养基的体积计，OD
680
为0.4
‑
0.8，所述的铀矿加入量以最终溶液中总铀以浸提培养基体积计为≤30mg U/L，浸提环境中盐度≤30g/L，pH≥7，在温度为室温，光照强度为2500
‑
3500lux，50
‑
200rpm震荡的条件下，浸提12天，去除颗粒物后，获得浸提液。
[0009]所述微生物是一种具有光驱动生物CO2浓缩机制的蓝藻。所述微生物以发酵培养获得的菌体沉淀形式加入，所述发酵培养方法为：将微生物接种至生长培养基中，在室温、光照/黑暗为12h/12h环境中培养至对数生长期，获得发酵培养液，将培养液在5500rpm离心20min，，去掉上清液后，收集菌体沉淀。
[0010]进一步地，所述浸提培养基组分为：150mg/L NaNO3、2mg/L K2HPO4、7mg/L MgSO4·
7H2O、0.5mg/L柠檬酸、0.5mg/L柠檬酸铁铵和2mg/L Na2CO3，溶剂为去离子水，pH值自然。
[0011]进一步地，所述的铀矿颗粒是一种过100
‑
200目筛后的磷酸铀酰类矿物。
[0012]进一步地，所述的铀矿加入量以最终溶液中总铀以浸提培养基体积计为≤30mgU/L。
[0013]进一步地，微生物通过光合作用从大气中向水中富集大量的无机碳，被富集的无机碳可与铀矿反应，溶解铀矿，实现了铀矿的浸提，其中浸提助剂的引入是通过形成钙
‑
铀
‑
碳酸根的络合物加速铀矿溶解。
[0014]本专利技术所述一种光驱动的微生物铀矿浸提方法按如下步骤进行：
[0015](1)微生物的制备：将微生物接种至生长培养基中，在25℃、光照/黑暗为12h/12h环境中培养至对数生长期，将培养液离心，去掉上清液后，收集菌体沉淀；
[0016](2)微生物浸提悬液的准备：菌体沉淀被悬浮到浸提培养基中，得到微生物浸提悬液；
[0017](3)微生物浸提：向微生物浸提悬液中加入依据铀矿加入量要求加入铀矿颗粒后，再加入浸提助剂，在温度为室温、光照强度2500～3500lux、50
‑
200rpm震荡的条件下，浸提8天，获得铀浸出液；
[0018](4)浸出铀含量的测试：对步骤(3)中所述的浸提过程中，铀的浸提效率进行检测。具体地，取一定量的提取溶液，用0.22μm滤膜过滤，得到浸提液，用电感耦合等离子体发射光谱仪测试浸提液中的铀含量，即为浸提的铀含量。
[0019](5)浸提效率的计算：式中c代表步骤3中所述的浸提的铀，c0代表步骤2中所述铀矿颗粒中的总铀含量。
具体实施方式
[0020]下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步描述，但本专利技术的保护范围并不仅限于此。考虑到BG11培养基中的K2HPO4、EDTANa2等元素和铀元素容易发生沉淀，本专利技术以BG11培养基为基础设计了浸提培养基，培养基组分和浓度如下：150mg/L NaNO3、2mg/L K2HPO4、7mg/L MgSO4·
7H2O、0.5mg/L柠檬酸、0.5mg/L柠檬酸铁铵和2mg/L Na2CO3，溶剂为去离子水，pH值自然。
[0021]本专利技术实施例中所用菌株为具有光驱动生物CO2浓缩机制的微生物(集胞藻)。
[0022]实施例1
[0023](1)蓝藻的制备：将蓝藻接种至生长培养基中，在25℃、光照/黑暗为12h/12h环境中培养至对数生长期，将培养液在5500rpm离心20min，去掉上清液后，收集菌体沉淀；
[0024](2)蓝藻浸提悬液的准备：菌体沉淀被悬浮到浸提培养基中(OD
680
＝0.8)，得到蓝藻浸提悬液；
[0025](3)蓝藻浸提：向蓝藻浸提悬液中加入依据铀矿加入量要求(以浸提培养基体积计为30mg U/L)加入铀矿颗粒后，再加入400mg/L CaCl2，在温度为室温、光照强度3500lux、200rpm振荡的条件下，浸提8天，获得铀浸出液；
[0026](4)浸出铀含量的测试：步骤(3)中所述的铀浸出液进行，铀浓度检测并计算浸提效率。具体地，取一定量的提取溶液，用0.22μm滤膜过滤，得到浸提液，用电感耦合等离子体发射光谱仪测试浸提液中的铀含量，根据公式计算得到浸提效率为95.53％。
[0027]结果表明，蓝藻能有效提取30mg U/L的低含量的铀矿颗粒。
[0028]对比例1
[0029](1)含铀矿颗粒的浸提培养基：将总铀含量为30mg U/L的铀矿颗粒加入到浸提培养基中后，加入400mg/L CaCl2，制备得到含铀矿颗粒的浸提培养基；浸提培养基中不接种蓝藻，其他条件和实施例1中一致。
[0030](2)浸出铀含量的测试：对步骤2中所述的浸提过程中，铀的浸提效率进行检测。具体地，取一定量的提取溶液，用0.22μm滤膜过滤，得到浸提液，用电感耦合等离子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光驱动的微生物铀矿浸提方法，其特征在于，所述方法为：将铀矿颗粒和浸提助剂加入到接种有微生物的浸提培养基中；所述的微生物加入量以浸提培养基的体积计，OD
680
为0.4
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0.8，所述的铀矿加入量以最终溶液中总铀以浸提培养基体积计为≤30mg U/L，浸提环境中盐度≤30g/L，pH≥7，在温度为室温，光照强度为2500
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3500lux，50
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200rpm震荡条件下，浸提8天后，得到浸提液。2.如权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述的浸提培养基配方为150mg/L NaNO3、2mg/L K2HPO4、7mg/L MgSO4·
7H2O、0.5mg/L柠檬酸、0.5mg/L柠檬酸铁铵和2mg/L Na2CO3，溶剂为去离子水，pH值自然。3.如权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述的铀矿颗粒是...

【专利技术属性】
技术研发人员：张道勇，祝鹏烽，张世杰，赵雨薇，谢正国，潘响亮，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：