一种改性活性炭强化含砷金矿生物氧化的方法技术

本发明专利技术公开了一种改性活性炭强化含砷金矿生物氧化的方法，包括以下步骤：将细磨后的含砷金矿添加到培养基中，再注入氧化亚铁硫杆菌，并添加改性活性炭，用硫酸调节矿浆pH至酸性，将矿浆放在一定温度和转速下进行生物氧化一定时间；所述改性活性炭的制备方法包括以下步骤：将活性炭添加至硫酸中，混合均匀后放置一定时间，获得酸氧化后的活性炭；获得酸氧化后的活性炭用蒸馏水彻底清洗，再置于铁离子溶液中，制备硫酸亚铁；再将pH维持在2.0至3.2，放置一定时间后，将活性炭过滤取出，并干燥，获得改性活性炭。本发明专利技术的方法价格低廉、高效、简单易操作，解决了现有含砷金矿生物氧化方法细菌活性衰退、氧化速率低、氧化周期长的技术问题。氧化周期长的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种改性活性炭强化含砷金矿生物氧化的方法


[0001]本专利技术涉及生物湿法冶金和矿物加工
，具体涉及一种改性活性炭强化含砷金矿生物氧化的方法。

技术介绍

[0002]含砷金矿中金通常以极细小颗粒或亚显微形态，甚至是以浸染状嵌布在砷黄铁矿的晶格中。因此，浸出提金前需对含砷金矿进行预氧化处理，将矿石中的包裹金暴露出来。目前含砷金矿预处理方法有化学氧化法、氧化焙烧法及生物氧化法等，生物氧化法因具有投资小、污染少、操作简单等优点，而极具发展和应用前景。含砷金矿中主要的载金矿物是FeAsS，砷黄铁矿在细菌浸出过程中，铁离子和砷离子浓度不断提高，导致矿物表面形成钝化膜，且砷离子毒性使细菌生物活性和氧化活性降低，从而延长氧化周期。对此，降低砷对细菌的毒性，是提高细菌氧化速率，缩短浸矿周期的关键。
[0003]活性炭的比表面积大，不仅对有机化合物，而且对重金属离子及阴离子也具有吸附能力；有研究表明，活性炭通过边溶解边吸附可显著提高黄铜矿的铜离子生物浸出率。但是活性炭对砷的吸附能力不大，但经过改性后可显著提高其在重金属废水中对砷的载荷量。由此可推断，改性活性炭可同时吸附溶液中的铁离子和砷离子的浓度，抑制钝化膜的形成以及降低砷对细菌的毒性。然而，改性活性炭对砷黄铁矿(含砷金矿的一种)生物氧化的强化作用不得而知。

技术实现思路

[0004]鉴于目前存在的上述不足，本专利技术提供一种改性活性炭强化含砷金矿生物氧化的方法，具有价格低廉、高效、简单易操作，解决了现有含砷金矿生物氧化方法细菌活性衰退、氧化速率低、氧化周期长的技术问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术提供一种改性活性炭强化含砷金矿生物氧化的方法，包括以下步骤：
[0006]将细磨后的含砷金矿添加到培养基中，再注入氧化亚铁硫杆菌，并添加改性活性炭，用硫酸调节矿浆pH至酸性，将矿浆放在一定温度和转速下进行生物氧化一定时间；
[0007]其中，所述改性活性炭的制备方法包括以下步骤：
[0008]步骤1：将活性炭添加至硫酸中，混合均匀后放置一定时间，获得酸氧化后的活性炭；
[0009]步骤2：获得酸氧化后的活性炭用蒸馏水彻底清洗，再置于铁离子溶液中，制备硫酸亚铁；再将pH维持在2.0至3.2，放置一定时间后，将活性炭过滤取出，并干燥，获得改性活性炭。
[0010]依照本专利技术的一个方面，所述培养基为9K培养基，其主要成分包括：3.0g/L(NH4)2SO4、0.5g/L MgSO4·
7H2O、0.5g/L K2HPO4·
3H2O、0.1g/L KCl、0.01g/L Ca(NO3)2·
4H2O、44.7g/L FeSO4·
7H2O。
[0011]依照本专利技术的一个方面，所述含砷金矿细磨至
‑
0.074mm目以下。
[0012]依照本专利技术的一个方面，所述改性活性炭的量为1.5～2.5g/L。
[0013]依照本专利技术的一个方面，所述用硫酸调节矿浆pH中的硫酸的浓度为2～3M。
[0014]依照本专利技术的一个方面，所述用硫酸调节矿浆pH至酸性中的酸性具体为1.5～2。
[0015]依照本专利技术的一个方面，所述将矿浆放在一定温度和转速下进行生物氧化一定时间具体为：将矿浆放在20～40℃、转速为150～170rpm下进行生物氧化6
‑
8天。
[0016]依照本专利技术的一个方面，在步骤1中，所述硫酸为70％的硫酸，所述一定时间为1小时。
[0017]依照本专利技术的一个方面，在步骤2中，所述铁离子溶液的浓度为10mM，所述一定时间为20分钟，所述干燥温度为105℃。
[0018]本专利技术的有益效果：
[0019]在含砷金矿的矿浆中加入改性活性炭，改性活性炭中的亚铁离子与溶液中的砷离子和Fe(III)发生置换反应，可不断吸附溶液中的砷离子和Fe(III)，既降低了砷对细菌的毒性，也抑制了黄钾铁矾钝化膜的形成，同时释放Fe(II)可降低的氧化还原电位，提高含砷金矿的氧化速率，使生物氧化周期缩短3天以上、砷的浸出率提升15％以上，且该方法价格低廉、高效、简单易操作，解决了现有含砷金矿生物氧化方法细菌活性衰退、氧化速率低、氧化周期长的技术问题。
具体实施方式
[0020]为使本专利技术更加容易理解，下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另有定义，下文所用专业术语和本领域专业技术人员所理解的含义一致；除非特殊说明，本文所涉及的原料、试剂均可从市场购买，或通过公知的方法制得。
[0021]需要说明的是，本申请实施例的驯化后的氧化亚铁硫杆菌为在本申请对应实施例的含砷金矿浸出液中传代3次以上，每次训化5～7天。
[0022]需要说明的是，本申请的氧化亚铁硫杆菌为购买而得，本申请的氧化亚铁硫杆菌为Acidithiobacillus ferrooxidans 23270，其保藏编号为ATCC23270。
[0023]需要说明的是，本申请实施例和对比例的砷黄铁矿的组分如下表1所示：
[0024]表1砷黄铁矿多元素分析结果(wt.％)
[0025][0026]目前含砷金矿预处理方法有化学氧化法、氧化焙烧法及生物氧化法等，生物氧化法因具有投资小、污染少、操作简单等优点，而极具发展和应用前景。含砷金矿中主要的载金矿物是FeAsS，砷黄铁矿在细菌浸出过程中，铁离子和砷离子浓度不断提高，导致矿物表面形成钝化膜，且砷离子毒性使细菌生物活性和氧化活性降低，从而延长氧化周期。对此，降低砷对细菌的毒性，是提高细菌氧化速率，缩短浸矿周期的关键。活性炭的比表面积大，不仅对有机化合物，而且对重金属离子及阴离子也具有吸附能力；有研究表明，活性炭通过
边溶解边吸附可显著提高黄铜矿的铜离子生物浸出率。但是活性炭对砷的吸附能力不大。
[0027]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种改性活性炭强化含砷金矿生物氧化的方法，包括以下步骤：
[0028]将细磨后的含砷金矿添加到培养基中，再注入氧化亚铁硫杆菌，并添加改性活性炭，用硫酸调节矿浆pH至酸性，将矿浆放在一定温度和转速下进行生物氧化一定时间；
[0029]其中，所述改性活性炭的制备方法包括以下步骤：
[0030]步骤1：将活性炭添加至硫酸中，混合均匀后放置一定时间，获得酸氧化后的活性炭；
[0031]步骤2：获得酸氧化后的活性炭用蒸馏水彻底清洗，再置于铁离子溶液中，制备硫酸亚铁；再将pH维持在2.0至3.2，放置一定时间后，将活性炭过滤取出，并干燥，获得改性活性炭。
[0032]优选的，所述培养基为9K培养基，其主要成分包括：3.0g/L(NH4)2SO4、0.5g/L MgSO4·...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性活性炭强化含砷金矿生物氧化的方法，其特征在于，包括以下步骤：将细磨后的含砷金矿添加到培养基中，再注入氧化亚铁硫杆菌，并添加改性活性炭，用硫酸调节矿浆pH至酸性，将矿浆放在一定温度和转速下进行生物氧化一定时间；其中，所述改性活性炭的制备方法包括以下步骤：步骤1：将活性炭添加至硫酸中，混合均匀后放置一定时间，获得酸氧化后的活性炭；步骤2：获得酸氧化后的活性炭用蒸馏水彻底清洗，再置于铁离子溶液中，制备硫酸亚铁；再将pH维持在2.0至3.2，放置一定时间后，将活性炭过滤取出，并干燥，获得改性活性炭。2.根据权利要求1所述的改性活性炭强化含砷金矿生物氧化的方法，其特征在于，所述培养基为9K培养基，其主要成分包括：3.0g/L(NH4)2SO4、0.5g/LMgSO4·
7H2O、0.5g/LK2HPO4·
3H2O、0.1g/LKCl、0.01g/LCa(NO3)2·
4H2O、44.7g/LFeSO4·
7H2O。3.根据权利要求1所述的改性活性炭强化含砷金矿生物氧化的方法，其特征在于，所述含砷金矿细...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹华群，刘征华，孟德龙，杨昭玥，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：