專利名稱：一種含磷鐵礦石脫磷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含磷鐵礦石脫磷的方法，特別是涉及一種利用氧化亞鐵硫桿菌(T.f菌)直接浸出含磷鐵礦石脫磷的方法。
背景技術(shù)：
隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，我國(guó)有限的富礦及易選的鐵礦資源已逐漸枯竭，可利用的鐵礦資源日益趨于貧、細(xì)、雜。在我國(guó)的湘、鄂地區(qū)、長(zhǎng)江流域，均儲(chǔ)藏大量含磷鐵礦石。由于磷可導(dǎo)致鋼材產(chǎn)生“冷脆”，因此低含磷量是鐵礦石的一個(gè)重要質(zhì)量指標(biāo)。Cleveland Cleffs Inc提出鐵精礦含磷應(yīng)低于0.024％，國(guó)內(nèi)對(duì)鐵精礦含磷的基本要求則為0.05％～0.30％，而且日益嚴(yán)格。因此，研究鐵礦石脫磷，對(duì)提高國(guó)內(nèi)鐵礦質(zhì)量和促進(jìn)我國(guó)鋼鐵工業(yè)的持續(xù)發(fā)展具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)鐵礦石脫磷工藝開(kāi)展了較為廣泛的研究。主要有酸浸、堿浸以及磁選、浮選法等，但由于這些方法大多存在脫磷率低，或浸出劑耗量大，成本高等原因，其應(yīng)用受到限制。
生物冶金技術(shù)以其成本低、環(huán)境友好等突出優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的工程技術(shù)之一。例如，利用氧化亞鐵硫桿菌處理某些硫化礦直接提取金屬已獲得工業(yè)應(yīng)用，并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。但是，在含磷鐵礦石脫磷方面，國(guó)內(nèi)外見(jiàn)諸報(bào)道的生物脫磷的研究相當(dāng)少。有人研究了利用氧化亞鐵硫桿菌預(yù)先氧化黃鐵礦，利用其所產(chǎn)生的酸性廢水(pH為0.8)來(lái)浸出高磷鐵礦石。雖然，采用該法獲得了脫磷率76.89％的優(yōu)良結(jié)果，但從本質(zhì)上說(shuō)仍是酸浸脫磷，并非利用微生物直接從礦石中脫磷。另外，該法采用兩段工藝脫磷，流程較長(zhǎng)。
還有人采用硫桿菌對(duì)鐵礦石脫磷進(jìn)行了研究，其脫磷的原理是利用礦石中含有的硫化物與硫桿菌作用產(chǎn)酸脫磷。但是，該法脫磷效果較差，在溶磷劑協(xié)同作用下，其脫磷率僅達(dá)到42％左右。
為了強(qiáng)化生物浸出脫磷過(guò)程，縮短工藝流程，提高浸出脫磷率，并為我國(guó)儲(chǔ)量豐富的高磷鐵礦石的開(kāi)發(fā)利用提供新的技術(shù)支撐，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種工藝流程較短、脫磷效果較好的含磷鐵礦石脫磷的方法。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的含磷鐵礦石脫磷的方法，將含磷鐵礦石破碎至粒度小于0.074mm，與預(yù)先破碎至粒度小于0.074mm的黃鐵礦按質(zhì)量百分比5％～20％混勻，用缺磷9K培養(yǎng)基(缺磷9K培養(yǎng)基組成為(NH4)2SO43.0g/L、KCl 0.1g/L、FeSO4.7H2O 44.2g/L、MgSO4·7H2O 0.5g/L、Ca(NO3)20.01g/L)調(diào)節(jié)礦漿質(zhì)量濃度為10％～20％、初始礦漿pH在1.5～3.5的范圍內(nèi)，然后在礦漿中按質(zhì)量百分比接種2％～10％預(yù)先用9K培養(yǎng)基培養(yǎng)使細(xì)菌達(dá)到指數(shù)生長(zhǎng)期的氧化亞鐵硫桿菌菌液，浸出脫磷，30～45天后進(jìn)行液固分離，所得固體產(chǎn)品為鐵精礦。
采用上述技術(shù)方案的含磷鐵礦石脫磷的方法，利用氧化亞鐵硫桿菌(T.f菌)浸出脫磷的原理在于一、細(xì)菌通過(guò)吸收礦石中的P來(lái)構(gòu)成細(xì)胞組分和進(jìn)行能量代謝，代謝產(chǎn)生的有機(jī)酸與不溶性磷酸鹽作用，使磷溶解進(jìn)入液相；二、利用細(xì)菌代謝過(guò)程中氧化還原態(tài)硫所產(chǎn)生的硫酸，溶解礦石中磷礦物，使磷進(jìn)入液相；三、細(xì)菌氧化亞鐵生成三價(jià)鐵離子Fe3+后，利用Fe3+水解產(chǎn)生酸溶解磷礦物。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)主要在于適用于各種含磷鐵礦石的微生物直接浸出脫磷；以黃鐵礦作為細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)源，既充分利用了細(xì)菌氧化黃鐵礦過(guò)程中直接和間接產(chǎn)的酸溶解磷礦物，又綜合利用黃鐵礦；脫磷成本低、脫磷效果好，采用本發(fā)明能使脫磷率達(dá)到80％以上，獲得的鐵精礦達(dá)到高爐煉鐵原料對(duì)磷含量的要求。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
附圖是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1，參見(jiàn)附圖，將含磷為1.12％的鐵礦石破碎至粒度小于0.074mm，在含磷鐵礦石中按質(zhì)量百分比添加10％粒度小于0.074mm的黃鐵礦，用缺磷9K培養(yǎng)基溶液調(diào)節(jié)礦漿質(zhì)量濃度至10％，按質(zhì)量百分比添加5％的氧化亞鐵硫桿菌(T.f菌)菌液，初始礦漿pH為2.2，浸出35天的條件下，脫磷率達(dá)到68.81％；當(dāng)黃鐵礦含量提高到20％時(shí)，脫磷率為78.84％。
實(shí)施例2，參見(jiàn)附圖，將含磷為1.12％的鐵礦石破碎至粒度小于0.074mm，在含磷鐵礦石中按質(zhì)量百分比添加20％粒度小于0.074mm的黃鐵礦，用缺磷9K培養(yǎng)基溶液調(diào)節(jié)礦漿質(zhì)量濃度至15％，按質(zhì)量百分比添加5％的T.f菌菌液，初始礦漿pH分別為1.7和2.0時(shí)，浸出45天的條件下，脫磷率分別達(dá)到86.68％和86.63％；當(dāng)pH低于1.5時(shí)，細(xì)菌很難成活；當(dāng)pH為3.5時(shí)，脫磷率降至78％。
實(shí)施例3，參見(jiàn)附圖，將含磷為1.12％的鐵礦石破碎至粒度小于0.074mm，在含磷鐵礦石中按質(zhì)量百分比添加20％粒度小于0.074mm的黃鐵礦，用缺磷9K培養(yǎng)基溶液調(diào)節(jié)礦漿質(zhì)量濃度至20％，初始礦漿pH為2.2，浸出45天的條件下，當(dāng)T.f菌菌液接種量按質(zhì)量百分比從2％增大到5％時(shí)，脫磷率從67.70％增大到78.84％；而當(dāng)T.f菌菌液接種量從5％增大到10％時(shí)，礦石脫磷率僅從78.84％增大到79.95％。
實(shí)施例4，參見(jiàn)附圖，將含磷為1.52％鐵礦石破碎至粒度小于0.074mm，在含磷鐵礦石中按質(zhì)量百分比添加20％粒度小于0.074mm的黃鐵礦，T.f菌菌液接種量按質(zhì)量百分比為8％，用缺磷9K培養(yǎng)基溶液調(diào)節(jié)礦漿質(zhì)量濃度至15％，初始礦漿pH為1.8，浸出45天的條件下，脫磷率達(dá)到85.43％。
權(quán)利要求
一種含磷鐵礦石脫磷的方法，其特征是將含磷鐵礦石破碎至粒度小于0.074mm，與預(yù)先破碎至粒度小于0.074mm的黃鐵礦按質(zhì)量百分比5％～20％混勻，用缺磷9K培養(yǎng)基調(diào)節(jié)礦漿質(zhì)量濃度為10％～20％、初始礦漿pH在1.5～3.5的范圍內(nèi)，然后在礦漿中按質(zhì)量百分比接種2％～10％預(yù)先用9K培養(yǎng)基培養(yǎng)使細(xì)菌達(dá)到指數(shù)生長(zhǎng)期的氧化亞鐵硫桿菌菌液，浸出脫磷，30～45天后進(jìn)行液固分離，所得固體產(chǎn)品為鐵精礦。
全文摘要
一種含磷鐵礦石脫磷的方法，將含磷鐵礦石破碎至粒度小于0.074mm，與預(yù)先破碎至粒度小于0.074mm的黃鐵礦按質(zhì)量百分比5％～20％混勻，用缺磷9K培養(yǎng)基調(diào)節(jié)礦漿質(zhì)量濃度為10％～20％、初始礦漿pH在1.5～3.5的范圍內(nèi)，然后在礦漿中按質(zhì)量百分比接種2％～10％預(yù)先用9K培養(yǎng)基培養(yǎng)使細(xì)菌達(dá)到指數(shù)生長(zhǎng)期的氧化亞鐵硫桿菌菌液，浸出脫磷，30～45天后進(jìn)行液固分離，所得固體產(chǎn)品為鐵精礦。本發(fā)明適用于各種含磷鐵礦石微生物直接浸出脫磷，能使礦石脫磷率超過(guò)80％，使礦石中含磷量達(dá)到高爐煉鐵原料的要求，并綜合利用了黃鐵礦。本工藝處理成本低、脫磷效果好，為我國(guó)含量豐富的高磷鐵礦石開(kāi)發(fā)利用提供了可靠的技術(shù)依據(jù)。
文檔編號(hào)C22B1/14GK101037724SQ20071003484
公開(kāi)日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2007年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月28日
發(fā)明者姜濤, 邱冠周, 楊永斌, 李光輝, 李騫, 郭宇峰, 金勇士, 范曉慧, 黃柱成, 許斌, 朱忠平, 張?jiān)? 劉牡丹, 董海剛 申請(qǐng)人:中南大學(xué)