專利名稱：一種用于錳礦渣浸出的復(fù)合菌群的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于錳礦浸出的復(fù)合菌群，SP由氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌和鉤端螺桿菌組合的混合菌液。
背景技術(shù)：
微生物冶金是利用微生物特殊的代謝活動(dòng)或者代謝產(chǎn)物，將礦石有用的金屬元素在較溫和的條件下通過浸出、吸附或沉淀等方式提取出來的技術(shù)，屬于第三代冶金工藝。生物冶金相比傳統(tǒng)物理化學(xué)方法能耗低、礦石利用度高、對(duì)環(huán)境友好而被廣泛的研究。目前已應(yīng)用于銅、鈾、金、鈷、鎳、鋅等貴重金屬的回收。錳是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必需金屬元素之一，在國民經(jīng)濟(jì)和國防軍事的各個(gè)領(lǐng)域均有廣泛使用。中國是錳產(chǎn)品出口大國，全球80%以上的錳產(chǎn)品來自于中國。中國錳礦資源雖然儲(chǔ)量豐富，但低品位復(fù)雜礦石居多。隨著富礦的開采殆盡，產(chǎn)生大量的尾礦和礦渣，長期閑置和堆放不僅給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，也威脅著當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境。這類錳礦渣中重金屬含量高、錳品位低，無法利用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、環(huán)保地處理。隨著國家“十二五”計(jì)劃的推進(jìn)，對(duì)環(huán)保問題越來越重視，相關(guān)的法律法規(guī)也相繼出臺(tái)。目前綠色生產(chǎn)、節(jié)能環(huán)保等生產(chǎn)指標(biāo)已成為錳產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)必須面對(duì)的問題。這其中，篩選或建立具有高效浸出性能的微生物或微生物菌群就成為了研究熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于錳礦渣浸出的復(fù)合菌群，即利用由氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌和鉤端螺桿菌組成的復(fù)合菌群對(duì)錳礦渣進(jìn)行處理，提高浸出液質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)錳礦渣的綜合利用。本發(fā)明的復(fù)合菌群，由氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌和鉤端螺桿菌混合制成的。
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上述的復(fù)合菌群中活菌的數(shù)目為IO5 IO8 CFU/ml。上述的復(fù)合菌群中，氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌和鉤端螺桿菌的數(shù)量比為I 5:1 5:1 ο制備上述復(fù)合菌群所用的培養(yǎng)基，其配方為:1°/Γ5%黃鐵礦，0.059Γ0.1%的硫酸銨和0.5%的磷酸二氫鉀，pH為2.0-3.0。本發(fā)明的復(fù)合菌群用于金屬錳離子的浸出，使用方法包括有如下的步驟:I)復(fù)合菌群生物預(yù)浸液的制備將氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌和鉤端螺桿菌接種到細(xì)菌培養(yǎng)基中，在30° C，ISOrpm條件下進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)培養(yǎng)完成預(yù)浸液的制備；其中細(xì)菌培養(yǎng)基中包括3°/Γ5%黃鐵礦，0.059Γ0.1%的(NH4) 2S04和0.5%的KH2PO4,培養(yǎng)基PH值為2.5-3.0 ；2)錳礦渣的浸出將錳礦渣與生物預(yù)浸液進(jìn)行混合，錳礦渣的添加質(zhì)量體積百分比為259Γ50%，常溫常壓下攪拌反應(yīng)16 24小時(shí)獲得浸出液；3)錳浸出液的凈化反應(yīng)完成后，再加入1/1(Γ3/10浸出液體積的預(yù)浸液，用氨水調(diào)節(jié)體系pH至6.4^6.8，混勻后靜置2-4小時(shí)，完成錳浸出液的凈化。本發(fā)明的復(fù)合菌群預(yù)浸液可以高效的浸出錳礦渣中的金屬離子，預(yù)浸渣可以很好地凈化錳浸出液。而且，與菌群相應(yīng)的方法包括預(yù)浸液的制備和以制備得到的預(yù)浸液浸出錳礦渣的工藝，浸出液的后續(xù)處理工藝，制得處理后的溶液質(zhì)量能夠滿足制備工業(yè)級(jí)硫酸錳、碳酸錳和電解錳的要求。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的菌群用到了氧化硫硫桿菌(Acidithiobacillus thiooxidans,ATCC編號(hào)8085)和氧化亞鐵硫桿菌(A ferrooxidans，ATCC編號(hào)13598)，鉤端螺桿菌(Leptospirillums ferroxidans, ATCC編號(hào)49879)這三種菌來自美國模式培養(yǎng)物研究所(ATCC)。其所用到的培養(yǎng)基的質(zhì)量百分比組分如下:1°/Γ5%黃鐵礦，0.059Γ0.1%的(NH4)2SO4和0.5%的KH2PO4,余量為水。培養(yǎng)基初始pH以ION的硫酸調(diào)節(jié)至2.0-3.0之間，體系在30° C，180rpm條件下進(jìn)行培養(yǎng)。本發(fā)明所涉及的黃鐵礦，屬于市售可購買到的黃鐵礦產(chǎn)品，錳礦渣是高品位錳礦經(jīng)過冶煉處理后，無法使用現(xiàn)有工藝進(jìn)一步回收處理的，品位在5%以下的尾礦、礦渣。一、復(fù)合菌群的制備首先制備菌群擴(kuò)大培養(yǎng)所用到的培養(yǎng)基，培養(yǎng)基的配方如下:19Γ5%黃鐵礦，0.059Γ0.1%的 硫酸銨和0.5%的磷酸二氫鉀，pH為2.0-3.0。然后，將氧化硫硫桿菌(Acidithiobacillus thiooxidans, ATCC 編號(hào) 8085)和氧化亞鐵硫桿菌(Aferrooxidans, ATCC 編號(hào) 13598),鉤端螺桿菌(Leptospirillums ferroxidans, ATCC 編號(hào)49879)這三種菌分別接種到培養(yǎng)基中，30° C，180rpm條件下進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，然后將擴(kuò)大培養(yǎng)的菌液進(jìn)行混合制成復(fù)合菌群。其中氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌和鉤端螺桿菌的數(shù)量比為I 5:1 5:1，復(fù)合菌群中活菌的數(shù)目為IO7 IO9 CFU/ml。二、復(fù)合菌群的應(yīng)用( I)生物預(yù)浸液的制備制備混合菌浸出液的細(xì)菌培養(yǎng)基包括1°/Γ5%黃鐵礦，0.059Γ0.1%的(NH 4) 2S04和
0.5%的KH2PO4,培養(yǎng)基初始pH以10N的硫酸調(diào)節(jié)至2.0-3.0之間，體系在30。C，180rpm條件下進(jìn)行培養(yǎng)?；旌暇侯A(yù)浸黃鐵礦的過程中，以EDTA法測(cè)定溶液中總鐵含量，當(dāng)溶液中的總鐵含量達(dá)到加入黃鐵礦總量的50-75%時(shí)，視為完成預(yù)浸液的制備。(2)錳礦渣的浸出以制備完成的混合菌群預(yù)浸液對(duì)礦渣進(jìn)行處理，將錳礦渣與生物預(yù)浸液進(jìn)行混合，比例為25°/Γ50% (W/V)，常溫常壓下攪拌反應(yīng)16 24小時(shí)。(3)浸出液的凈化反應(yīng)完成后，加入1/10-3/10體積的預(yù)浸液(包括浸洛)，用氨水調(diào)節(jié)體系pH至
6.4^6.8左右，混勻后靜置2-4小時(shí)，完成浸出液的凈化。
由于生物浸出和浸錳渣是分步進(jìn)行，使得錳礦渣的浸出反應(yīng)在很低的液固比下完成，突破了在生物浸礦時(shí)，需要維持較高液固比以保證微生物生長的痼疾，即提高了生物預(yù)浸液的利用效率，也使得浸出溶液的Mn離子濃度在一個(gè)較適于后續(xù)深加工的的范圍，降低了生產(chǎn)的成本；浸出中沒有加入硫酸，節(jié)省了成本的同時(shí)，提高了體系PH，為后續(xù)pH調(diào)節(jié)步驟也節(jié)約了氨水的使用；以生物預(yù)浸液作為凈化劑，節(jié)省了使用其他凈化劑的成本，進(jìn)一步降低了回收成本。實(shí)施例1( I)生物預(yù)浸液的制備在500ml三角瓶中加入IOOml水，3克黃鐵礦(含鐵35%，硫46%)，0.1克(NH4) 2S04和0.5克的KH2PO4,用ION硫酸調(diào)節(jié)初始pH至2.5。接入20ml的三種微生物的復(fù)合菌群，復(fù)合菌群中細(xì)菌的數(shù)量為5.3xl08 CFU/ml，其中氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌和鉤端螺桿菌的數(shù)量比為3:3.5:1。在30° C，180rpm條件下進(jìn)行有氧培養(yǎng)。以EDTA法對(duì)溶液中的可溶性總鐵進(jìn)行測(cè)定，當(dāng)溶液中的可溶性總鐵比例占到加入黃鐵礦中所含鐵總量的70%時(shí)，預(yù)浸液制備完成。(2)錳礦渣的浸出取50ml混勻的預(yù)浸液，加入13g錳礦渣(含錳量2%)，在30° C以50rpm轉(zhuǎn)速反應(yīng)16小時(shí)。(3)浸出液的凈化在浸錳渣體系中加入5ml的生物預(yù)浸液(混勻，包括浸渣)，用氨水調(diào)節(jié)pH至6.8，混勻后在室溫下靜置3小時(shí)，檢測(cè)溶液質(zhì)量，結(jié)果見下表。表1:復(fù)合菌液的對(duì)錳礦渣浸出液的檢測(cè)結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種用于錳礦渣浸出的復(fù)合菌群，所述的復(fù)合菌群由氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌和鉤端螺桿菌混合制成的。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合菌群，其中細(xì)菌的數(shù)目為IO5 IO8CFU/ml。
3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合菌群，其特征在于所述的氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌和鉤端螺桿菌的數(shù)量比為I 5:1 5:1。
4.制備權(quán)利要求1所述的復(fù)合菌群所用的培養(yǎng)基，其配方為:19Γ5%黃鐵礦，0.059Γ0.1%的硫酸銨和0.5%的磷酸二氫鉀，pH為2.0-3.0。
5.權(quán)利要求1所述的復(fù)合菌群在錳礦渣浸出金屬錳離子中的應(yīng)用。
6.如權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，包括有如下的步驟: O復(fù)合菌群生物預(yù)浸液的制備 將氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌和鉤端螺桿菌接種到細(xì)菌培養(yǎng)基中，在30° C，ISOrpm條件下進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)培養(yǎng)完成預(yù)浸液的制備； 其中細(xì)菌培養(yǎng)基中包括3°/Γ5%黃鐵礦，0.059Γ0.1%的(NH4) 2S04和0.5%的KH2PO4,培養(yǎng)基 pH 值為 2.5-3.0 ； 2)錳礦渣的浸出 將錳礦渣與生物預(yù)浸液進(jìn)行混合，錳礦渣的添加質(zhì)量體積百分比為259Γ50%，常溫常壓下攪拌反應(yīng)16 24小時(shí)獲得浸出液； 3)錳浸出液的凈化 反應(yīng)完成后，再加入1/10-3/10浸出液體積的預(yù)浸液,用氨水調(diào)節(jié)體系pH至6.4^6.8，混勻后靜置2-4小時(shí)，完成錳浸出液的凈化。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種用于錳礦渣浸出的復(fù)合菌群，即利用由氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌和鉤端螺桿菌組成的復(fù)合菌群對(duì)錳礦渣進(jìn)行處理，提高浸出液質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)錳礦渣的綜合利用。本發(fā)明的復(fù)合菌群預(yù)浸液可以高效的浸出錳礦渣中的金屬離子，預(yù)浸渣可以很好地凈化錳浸出液。而且，與菌群相應(yīng)的方法包括預(yù)浸液的制備和以制備得到的預(yù)浸液浸出錳礦渣的工藝，浸出液的后續(xù)處理工藝，制得處理后的溶液質(zhì)量能夠滿足制備工業(yè)級(jí)硫酸錳、碳酸錳和電解錳的要求。
文檔編號(hào)C12N1/20GK103243049SQ20131017407
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月13日
發(fā)明者韓一凡, 王興彪, 王敬敬, 張小霞, 馬皛梅, 黃志勇 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所