【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物湿法冶金,具体涉及一种生物浮选-生物淋滤钼钨尾矿的方法。
技术介绍
1、钼钨尾矿是钼钨选矿企业浮选作业后堆置于尾矿库中的灰白色粉末状废渣,矿物成分主要包括石英、方解石、钾长石、斜长石、石榴石、云母、黏土矿物、白钨矿和辉钼矿等,在钼钨尾矿中残留的mo、w、al等元素具有较高回收价值。但是采用生物湿法冶金技术浸提钼钨尾矿中有价金属元素时,钼钨尾矿中赋存的大量石英等脉石矿物限制了生物淋滤效率的提升,在生物淋滤时需提前去除。
2、菌丝球是丝状真菌在生长发育过程中由水力剪切力定向作用于菌丝形成的表面致密、内部疏松的类球形菌丝聚集体,属于丝状真菌的特殊发酵形态。由于吸附能力强、比表面积大、活性位点多、空间异质性好、酸性代谢产物丰富等优点,菌丝球在异养型微生物淋滤领域有广阔的应用潜力。
3、菌丝球本身材质主要由生物材料几丁质和多糖组成,与人工合成材料相比刚度不佳,机械强度较差。当菌丝球在生物淋滤系统中运作时,由于淋滤系统内部为达到均质条件的要求会发生较为激烈的气液固三相反应,从而导致出现影响生物淋滤效率的不良工况,例如:(1)菌丝球表面吸附和链接的矿物颗粒脱离菌丝束缚进入菌丝球外部的均质环境中,致使菌丝表面微环境能够作用的矿物颗粒数量减少;(2)菌丝球开裂与凹陷,致使菌丝球内部的淋滤微环境暴露于菌丝球外部的均质环境中,或导致菌丝球破碎解体,致使菌丝球内部微环境被完全破坏,降低了矿物中金属离子的浸出效率。因此,需强化菌丝的机械强度及其对矿物颗粒的粘附性能,以提高其对钼钨尾矿中mo、w、al等有价金属元素
技术实现思路
1、针对上述微生物淋滤钼钨尾矿过程中存在的问题,本专利技术提供一种生物浮选-生物淋滤钼钨尾矿的方法,该方法将细菌生物浮选除杂与真菌生物淋滤球体联用,制备出菌丝球-矿物偶合体并对其进行覆膜,提升了菌丝球的机械强度,强化了菌丝球和钼钨尾矿的链接,防止矿物颗粒从菌丝球表面脱落。本专利技术全程采用生物技术,能够降低环境风险和化学污染,实现对钼钨尾矿中mo、w、al等有价金属元素的高效浸出,同时具备运行工况稳定、反应条件温和、无强酸性废液产生、绿色环保等优点。
2、本专利技术具体是通过以下技术方案来实现的,依据本专利技术提出的一种生物浮选-生物淋滤钼钨尾矿的方法,包括:钼钨尾矿预处理、制备生物捕收剂、生物浮选制得除杂后的钼钨尾矿、构建菌丝球-矿物耦合体、对菌丝球-矿物耦合体进行生物覆膜、覆膜后的菌丝球-矿物耦合体进行钼钨尾矿生物淋滤的工艺过程;具体包括以下步骤:
3、(1)钼钨尾矿预处理:将钼钨尾矿烘干或自然晾干后进行筛分,收集筛至0.1mm以下的筛下产物作为预处理后的钼钨尾矿;
4、(2)制备生物捕收剂:将埃希氏菌接种于灭菌后的lb液体培养基中,于30~35℃下培养至培养液的吸光度od600大于2.2,将含埃希氏菌细胞的培养液离心,去除上清液,所得细胞沉淀储存于tris-hcl缓冲液中制成埃希氏菌细胞浓缩液作为生物捕收剂备用;
5、(3)制备除杂后的钼钨尾矿:将步骤(1)所得预处理后的钼钨尾矿溶于水中,调桨2-3min,得到浆液;向浆液中加入盐酸溶液调整浆液ph为3.8~4.4,随后向浆液中加入步骤(2)制备的埃希氏菌细胞浓缩液,同时加入十二烷基磺酸钠,构建生物浮选体系,生物浮选体系在浮选槽中搅拌浮选后,收集浮选槽内产品,将其烘干,得到除杂后的钼钨尾矿;
6、(4)构建菌丝球-矿物耦合体:将黑曲霉或草酸青霉的孢子接种于灭菌后的菌丝球培养基中,在温度为30~35℃的无菌条件下震荡或搅拌培养;孢子在菌丝球培养基中膨胀萌发并进入宏观球体结构发育阶段,逐渐形成菌丝球,当菌丝球发育至平均直径约为1~2mm时,向菌丝球培养基中加入步骤(3)制备的除杂后的钼钨尾矿,同时加入菌丝保护剂海藻糖和海藻酸盐,继续在温度为30~35℃的无菌条件下震荡或搅拌培养,菌丝球与钼钨尾矿紧密结合形成菌丝球-矿物耦合体;
7、(5)对菌丝球-矿物耦合体进行生物覆膜:当步骤(4)的菌丝球-矿物耦合体平均粒径达到约为5~8mm时,通过过滤或离心等方法收集菌丝球-矿物耦合体,并将该菌丝球-矿物耦合体转移至活性eps浓缩液中进行生物覆膜,覆膜时低速震荡或搅拌,活性eps浓缩液完全浸没菌丝球-矿物耦合体,覆膜时间为1.5~2.5h,得到生物覆膜的菌丝球-矿物耦合体;
8、所述的活性eps浓缩液的制备方法为:将保存在牛肉膏蛋白胨固体培养基上的腊样芽孢杆菌接入灭菌后的培养基a中,在28~32℃下震荡或搅拌培养,培养72h后检测培养液中的多糖含量和覆膜液粘度,之后每隔24h检测一次,直至培养液中的多糖含量超过2.0g/l且覆膜液粘度超过200mpa·s时停止培养;将培养液离心,倒掉上清液,余下的粘稠状液体为活性eps浓缩液;所述的培养基a以去离子水为溶剂,按照重量百分数,其成分包括:蔗糖1%,mgso4 0.1%,fecl3 0.001%,k2hpo4 0.2%,除杂后的钼钨尾矿0.1%;
9、(6)将覆膜后的菌丝球-矿物耦合体置于生物淋滤反应器中对钼钨尾矿进行生物淋滤,生物淋滤反应器的淋滤条件为:溶解氧含量≥0.8mg/l,搅拌速率≥60rpm,曝气强度≥0.2l/(min·l),溶解性有机碳浓度≥5g/l,菌丝生物量浓度≤28g/l,ph值≤3.0。
10、前述的生物浮选-生物淋滤钼钨尾矿的方法,步骤(2)中所述的lb液体培养基以水为溶剂,其包含胰蛋白胨10g/l,酵母浸膏5g/l,nacl 10g/l;lb液体培养基的灭菌条件为:121℃、103kpa灭菌20min。
11、前述的生物浮选-生物淋滤钼钨尾矿的方法,步骤(3)将预处理后的钼钨尾矿溶于水得到的浆液中钼钨尾矿的质量百分数为1~2%;加入埃希氏菌细胞浓缩液后埃希氏菌细胞在浆液中的浓度不低于0.5×107个/ml,加入的十二烷基磺酸钠在浆液中的浓度为10~20mg/l。
12、前述的生物浮选-生物淋滤钼钨尾矿的方法,步骤(4)中所述的菌丝球培养基以水为溶剂,按照重量百分数,其成分包括:蔗糖10%,酵母浸膏0.5%,nh4cl 0.1%,kh2po40.05%,菌丝球培养基的灭菌条件为:121℃、103kpa灭菌20min。向菌丝球培养基中加入的除杂后的钼钨尾矿在菌丝球培养基中的质量百分数为1~5%。
13、进一步地,步骤(4)中海藻糖的投加质量为菌丝球培养基中钼钨尾矿质量的40~60%,海藻酸盐的投加质量为菌丝球培养基中钼钨尾矿质量的100~120%。
14、前述的生物浮选-生物淋滤钼钨尾矿的方法,步骤(5)中腊样芽孢杆菌的接种体积占培养基a体积的5~10%。
15、本专利技术还提供一种按照前述方法的步骤(1)至步骤(5)所述方法得到的生物覆膜的菌丝球-矿物耦合体及其在生物淋滤钼钨尾矿中的应用,生物覆膜后的菌丝球-矿物耦合体置于生物淋滤反应器中对钼钨尾矿进行生物淋滤的条件为:溶解氧含量≥0.8mg/l,搅拌速率≥本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种生物浮选-生物淋滤钼钨尾矿的方法,其特征在于包括:钼钨尾矿预处理、制备生物捕收剂、生物浮选制得除杂后的钼钨尾矿、构建菌丝球-矿物耦合体、对菌丝球-矿物耦合体进行生物覆膜、覆膜后的菌丝球-矿物耦合体进行钼钨尾矿生物淋滤;具体包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的生物浮选-生物淋滤钼钨尾矿的方法,其特征在于步骤(2)中所述的LB液体培养基以水为溶剂,其包含胰蛋白胨10g/L,酵母浸膏5g/L,NaCl 10g/L;LB液体培养基的灭菌条件为:121℃、103kPa灭菌20min。
3.如权利要求1所述的生物浮选-生物淋滤钼钨尾矿的方法,其特征在于步骤(3)将预处理后的钼钨尾矿溶于水得到的浆液中钼钨尾矿的质量百分数为1~2%。
4.如权利要求1所述的生物浮选-生物淋滤钼钨尾矿的方法,其特征在于步骤(3)加入埃希氏菌细胞浓缩液后埃希氏菌细胞在浆液中的浓度不低于0.5×107个/mL,加入的十二烷基磺酸钠在浆液中的浓度为10~20mg/L。
5.如权利要求1所述的生物浮选-生物淋滤钼钨尾矿的方法,其特征在于步骤(4)中所述的菌丝球培养
6.如权利要求1所述的生物浮选-生物淋滤钼钨尾矿的方法,其特征在于步骤(4)向菌丝球培养基中加入的除杂后的钼钨尾矿在菌丝球培养基中的质量百分数为1~5%。
7.如权利要求1所述的生物浮选-生物淋滤钼钨尾矿的方法,其特征在于步骤(4)中海藻糖的投加质量为菌丝球培养基中钼钨尾矿质量的40~60%,海藻酸盐的投加质量为菌丝球培养基中钼钨尾矿质量的100~120%。
8.如权利要求1所述的生物浮选-生物淋滤钼钨尾矿的方法,其特征在于步骤(5)中腊样芽孢杆菌的接种体积占培养基A体积的5~10%。
9.按照权利要求1步骤(1)至步骤(5)所述方法得到的生物覆膜的菌丝球-矿物耦合体。
10.按照权利要求1步骤(1)至步骤(5)所述方法得到的生物覆膜的菌丝球-矿物耦合体在生物淋滤钼钨尾矿中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种生物浮选-生物淋滤钼钨尾矿的方法,其特征在于包括:钼钨尾矿预处理、制备生物捕收剂、生物浮选制得除杂后的钼钨尾矿、构建菌丝球-矿物耦合体、对菌丝球-矿物耦合体进行生物覆膜、覆膜后的菌丝球-矿物耦合体进行钼钨尾矿生物淋滤;具体包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的生物浮选-生物淋滤钼钨尾矿的方法,其特征在于步骤(2)中所述的lb液体培养基以水为溶剂,其包含胰蛋白胨10g/l,酵母浸膏5g/l,nacl 10g/l;lb液体培养基的灭菌条件为:121℃、103kpa灭菌20min。
3.如权利要求1所述的生物浮选-生物淋滤钼钨尾矿的方法,其特征在于步骤(3)将预处理后的钼钨尾矿溶于水得到的浆液中钼钨尾矿的质量百分数为1~2%。
4.如权利要求1所述的生物浮选-生物淋滤钼钨尾矿的方法,其特征在于步骤(3)加入埃希氏菌细胞浓缩液后埃希氏菌细胞在浆液中的浓度不低于0.5×107个/ml,加入的十二烷基磺酸钠在浆液中的浓度为10~20mg/l。
5.如权利要求1所述的生物浮选-生物淋滤钼钨尾矿的方法,其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员:李辉,曲洋,陈锦,林小英,刘亚敏,沈俊宏,
申请(专利权)人:福建理工大学,
类型:发明
国别省市:
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