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电磁场强化细菌浸出铜尾矿重金属技术研究

卢丽丽  
【摘要】:本文针对尾矿中重金属的环境污染问题,利用具有反应较温和、能耗低、环境友好、流程短等特点的微生物浸矿的方法来浸出尾矿中的重金属,浸出过程中重金属浸出较低,利用电磁场强化细菌浸出尾矿中重金属,提高重金属的浸出率,减少尾矿中重金属对环境的污染和人体的危害。 首先,将采集的云南羊拉铜尾矿的样品进行粒径和成分分析,从粒径分析可知,铜尾矿的平均粒径是85.34μm,粒径大小较适合细菌的浸出。从成分分析可知,尾矿中存在大量的铁、硫等元素,为浸矿细菌提供了丰富的营养物质;尾矿中的重金属主要有Cu、Mn、Zn、As、Pb和Cd。 其次,利用摇甁实验研究磁感应强度不同的电磁场处理的水对细菌浸出尾矿的影响。结果表明,在接种量为10%、初始pH为2、矿浆浓度为5%、浸出温度为30℃、不同磁感应强度影响的情况下,At.f菌浸矿体系中,Cu、Cd、Zn和As的浸出率分别从26.64%、6.98%、25.28%和21.37%提高到28.88%、9.76%、29.27%和26.59%;At.t菌浸矿体系中,Cu、Cd、Zn和As的浸出率分别从17.87%、6.15%、21.02%和3.06%提高到30.37%、7.62%、21.7%和10.15%;混合菌浸矿体系中,Cu、Cd、Zn和As的浸出率分别从22.8%、6.85%、24.46%和13.58%提高到31.68%、9.48%、31.34%和24.73%。 再次,在自制电磁场反应器中,研究了在At.f菌浸出体系以及At.f菌和At.t菌的混合菌浸出体系下电磁场强化细菌浸出铜尾矿的研究。At.f菌浸矿体系研究结果表明,磁感应强度分别是1mT、2mT、5mT、8mT和11mT时在接种量为10%、初始pH为2、矿浆浓度为5%、浸出温度为30℃、不同电磁场影响的情况下,Cu、Cd、Zn和As的浸出率分别从15.6%、6.64%、29.15%和4.32%提高到24.06%、8.99%、44.79%和10.74%,Cu和As的最佳浸出磁感应强度是11mT,Cd和Zn的最佳浸出磁感应强度是2mT。混合菌浸矿体系研究结果表明,在不同磁感应强度影响下,Cu、Cd、Zn和As的浸出率分别从26.47%、7.4%、22.33%、4.85%提高到36.55%、8.36%、54.08%、8.17%,Cu、Cd和As的最佳浸出磁感应强度是5mT,Zn的最佳浸出磁感应强度为2mT。 最后,探讨了电磁场强化细菌浸出铜尾矿的机理,主要表现在两方面:1)电磁场改变了水的物理性质,如增加水的溶氧量、pH值等;2)电磁场加快了At.f菌的生长,使细菌的生长周期缩短,氧化活性增强。


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