细菌固定化及其强化生物浸出的初步研究

【摘要】：传统生物浸出难浸金矿工艺中细菌与矿物直接接触,矿浆中逐渐积累的有毒有害离子、搅拌产生的巨大的剪切力及矿物对O_2和CO_2传递的阻碍等作用抑制细菌生长繁殖和生物活性,造成其对矿物和Fe2+氧化速率降低,延长生物浸出周期,限制生物浸出技术在工业上的推广应用。 为了改善浸矿周期长的问题,从上述现象入手,基于间接浸出机理,本实验采用有效分离间接生物浸出(Indirect Bioleaching with Effects Separation,IBES)工艺,将细菌生长过程和细菌氧化Fe2+产物Fe3+化学浸出难浸金矿过程分开,分别控制两段反应条件,使各自在最佳条件下进行,提高各段反应速率,进而缩短整个反应周期。实验中的生物反应阶段采用固定化细胞技术提高浸矿菌活性,固定化载体为聚氨酯泡沫,用于固定化的浸矿菌为嗜中温氧化亚铁硫杆菌( Acidithiobacillus ferrooxidants, At.f)和中度嗜热西伯利亚硫杆菌(Sulfobacillus sibiricu,S,s),用于浸出的目标矿物为难浸高砷金精矿。实验结果表明,利用聚氨酯泡沫固定化中度嗜热西伯利亚硫杆菌大幅度提高该菌对Fe2+的氧化速率,在温度为50℃,通气量为4 L/min的条件下,固定化中度嗜热西伯利亚硫杆菌在5h内将浓度为10g/L的Fe2+转化95%,约是相同条件下,接种量为10%的该游离菌摇瓶实验反应时间(36h)的七分之一。酸性硫酸铁溶液浸出高砷金精矿的速率优于细菌直接浸矿体系,70℃,10g/L的酸性硫酸铁溶液连续浸出高砷金精矿,4天内As的浸出率达到71%.实验证明采用有效分离间接生物浸出工艺浸出高砷金精矿更为有利。