專利名稱：一種添加劑在強(qiáng)化細(xì)菌氧化含砷金礦上的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物冶金領(lǐng)域，涉及一種添加劑在強(qiáng)化含砷金礦細(xì)菌氧化上的應(yīng)用方法，實(shí)現(xiàn)含砷尤其是高砷金礦細(xì)菌的高效氧化，從而為含砷金礦的提金創(chuàng)造有利條件。
背景技術(shù)：
隨著黃金資源的大量開發(fā)利用，難浸金礦已逐漸成為提金的主要原料。我國(guó)含砷金礦資源比較豐富，分布廣泛，在各個(gè)產(chǎn)金省份中均有分布。許多難處理的金銀礦石中含有不同量的砷，而且往往以毒砂和FeAsS形式存在。目前，處理這類金礦的方法主要有焙燒法、高壓氧化法和細(xì)菌氧化法。氧化焙燒時(shí)，砷和硫以有害氣體的形式排放到大氣，造成大氣污染；高壓氧化法處理時(shí)，硫和砷以硫酸鹽、砷酸鹽的形式進(jìn)入溶液，與金分離，但這一方 法對(duì)設(shè)備的耐壓、耐腐蝕要求嚴(yán)格，投資和生產(chǎn)成本較高。隨著環(huán)保生態(tài)問(wèn)題日趨嚴(yán)重，采用經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、無(wú)污染或少污染的提金技術(shù)越來(lái)越被重視。細(xì)菌預(yù)氧化-氰化浸金法具有金回收率高、費(fèi)用低、無(wú)環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，細(xì)菌氧化處理含砷金礦技術(shù)正越來(lái)越得到重視。然而，細(xì)菌氧化脫砷法浸礦時(shí)間太長(zhǎng)，尤其是對(duì)含砷較高(砷含量大于5% )的金礦，該工藝有一定難度。究其原因，主要是砷黃鐵礦的氧化產(chǎn)物(亞砷酸鹽和砷酸鹽)對(duì)細(xì)菌的毒副作用。Collinet和Corkhill等人研究發(fā)現(xiàn)，嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌耐As (III)的能力為5g/L,耐As (V)的能力為40g/L。Fernandez等人研究發(fā)現(xiàn)As (III)的對(duì)細(xì)菌的毒性高出As(V)60倍。隨著生物預(yù)氧化過(guò)程的進(jìn)行，溶液中砷離子富集抑制了細(xì)菌的繁殖。因此，對(duì)于含砷金礦生物預(yù)氧化工藝來(lái)說(shuō)，如何解決這個(gè)難點(diǎn)，即解決生物氧化產(chǎn)物的毒性(As (III)轉(zhuǎn)化為As (V))，是加快細(xì)菌預(yù)氧化速率的關(guān)鍵。研究認(rèn)為As(III)在細(xì)菌氧化過(guò)程中是穩(wěn)定的，為使As(III)氧化成As (V)，必須加入強(qiáng)氧化劑。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在無(wú)菌體系下有利于As (III)氧化的各類氧化劑有過(guò)氧化氫、次氯酸鈉、三氯化鐵、高錳酸鉀及臭氧等，但這些氧化劑均為強(qiáng)氧化劑或滅菌劑，引入細(xì)菌體系后，均會(huì)對(duì)細(xì)菌產(chǎn)生毒害作用，影響細(xì)菌的正常繁殖生長(zhǎng)。因此，提供一種即能氧化As (III)，又不影響細(xì)菌活性的添加劑，十分必要。針對(duì)目前細(xì)菌氧化含砷金礦過(guò)程中存在的上述問(wèn)題，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種添加劑在強(qiáng)化細(xì)菌氧化含砷金礦上的應(yīng)用方法；該添加劑即能氧化As (III)，又不影響細(xì)菌活性，能高效強(qiáng)化細(xì)菌氧化含砷金礦。—種添加劑在強(qiáng)化細(xì)菌氧化含砷金礦上的應(yīng)用方法所述的添加劑為過(guò)硫酸銨，化學(xué)分子式(NH4)2S2O8，所述的添加劑應(yīng)用于強(qiáng)化細(xì)菌氧化含砷金礦。所述的添加劑用量為含砷金礦總重量的20% 50%。細(xì)菌氧化含砷金礦時(shí)，直接將添加劑添加到細(xì)菌氧化含砷金礦的體系中。優(yōu)選將添加劑與菌液一起添加到氧化浸出體系，或者細(xì)菌氧化浸出2天后再加入到氧化浸出體系。
采用第一種添加方式，即添加劑與菌液一起添加到氧化浸出體系時(shí)，添加劑的主要作用是氧化砷黃鐵礦，添加劑的量由0%增加到50%，砷黃鐵礦的氧化率由8. 7%增加到95%。采用第二種添加方式，即細(xì)菌氧化浸出2天后再加入到氧化浸出體系時(shí)，添加劑的主要作用是氧化溶液中的As (III)，添加劑的量由0%增加到50%，As (III)的氧化率由4. 9%增加到91. 12%。該添加劑添加后不影響細(xì)菌的繁殖與活性，在氧化過(guò)程中能顯著強(qiáng)化砷黃鐵礦或者As (III)的氧化，可以解決生物氧化產(chǎn)物的毒性問(wèn)題，成為加快細(xì)菌氧化含砷金礦速率的重要措施。本發(fā)明提供的添加劑過(guò)硫酸銨屬于中性氧化劑，在溶液體系中會(huì)發(fā)生分解，釋放出活性極高的O2，添加劑本身及產(chǎn)物硫酸銨和O2不破壞細(xì)菌活性或者影響細(xì)菌正常氧化，活性O(shè)2有利于砷黃鐵礦和As(III)的氧化，在氧化過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染和設(shè)備腐蝕等問(wèn)題，具有無(wú)污染、成本低、效果顯著等優(yōu)點(diǎn)，有利于強(qiáng)化含砷金礦的細(xì)菌氧化，有著十分廣闊的推廣應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例旨在進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。原料條件含砷金礦砷品位為17. 8%，砷主要以砷黃鐵礦形式存在。實(shí)施例I :在250mL錐形瓶中加入150mL9K培養(yǎng)基并加入5. Og的砷黃鐵礦，然后接種IOmL的嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌(細(xì)菌采用常見(jiàn)的用于浸礦的嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌，培養(yǎng)采用常規(guī)9k培養(yǎng)基，大量繁殖后細(xì)菌的數(shù)量達(dá)到IO8 9個(gè)/ml)，調(diào)節(jié)礦漿pH 1.8。在空氣浴振蕩器中30°C恒溫培養(yǎng)，振蕩器轉(zhuǎn)速160r/min，在細(xì)菌接種的同時(shí)添加該添加劑(過(guò)硫酸銨)，攪拌氧化時(shí)間為144h。添加劑添加量為含砷金礦總重量的20%時(shí),含砷金礦砷的氧化率為40. 4%, As(III)轉(zhuǎn)化率為30. 41%。實(shí)施例2 :在250mL錐形瓶中加入150mL9K培養(yǎng)基并加入5. Og的砷黃鐵礦，然后接種IOmL與實(shí)施例I相同的嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌，調(diào)節(jié)礦漿pH I. 8。在空氣浴振蕩器中30°C恒溫培養(yǎng)，振蕩器轉(zhuǎn)速160r/min，在細(xì)菌接種的同時(shí)添加該添加劑(過(guò)硫酸銨)，攪拌氧化時(shí)間為120h。添加劑添加量為含砷金礦總量的50%時(shí)，含砷金礦的砷氧化率為95%，As(III)轉(zhuǎn)化率為 38. 43%。實(shí)施例3 :在250mL錐形瓶中加入150mL9K培養(yǎng)基并加入5. Og的砷黃鐵礦，然后接種IOmL與實(shí)施例I相同的嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌，調(diào)節(jié)礦漿pH 1.8。在空氣浴振蕩器中30°C恒溫培養(yǎng)，振蕩器轉(zhuǎn)速160r/min，細(xì)菌浸出48h后添加該添加劑(過(guò)硫酸銨)，再持續(xù)浸出至120h。添加劑添加量為含砷金礦總量的20%時(shí)，此時(shí)含砷金礦砷的氧化率為35. 1%, As(III)轉(zhuǎn)化率為 48. 8%。實(shí)施例4 :在250mL錐形瓶中加入150mL9K培養(yǎng)基并加入5. Og的砷黃鐵礦，然后接種IOmL與實(shí)施例I相同的嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌，調(diào)節(jié)礦漿pH 1.8。在空氣浴振蕩器中30°C恒溫培養(yǎng)，振蕩器轉(zhuǎn)速160r/min，細(xì)菌浸出48h后添加該添加劑(過(guò)硫酸銨)，再持續(xù)浸出至120h。添加劑添加量為含砷金礦總量的30%時(shí)，含砷金礦砷的氧化率為65. 2%,As(III)轉(zhuǎn)化率為 72. 9%。實(shí)施例5 :在250mL錐形瓶中加入150mL9K培養(yǎng)基并加入5. Og的砷黃鐵礦，然后接種IOmL與實(shí)施例I相同的嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌，調(diào)節(jié)礦漿pH 1.8。在空氣浴振蕩器中30°C恒溫培養(yǎng)，振蕩器轉(zhuǎn)速160r/min，細(xì)菌浸出48h后添加該添加劑(過(guò)硫酸銨)，再持續(xù)浸出至120h。添加劑添加量為含砷金礦總量的50%時(shí)，含砷金礦砷的氧化率為83. 7%,As(III)轉(zhuǎn)化率為 91. 12%。對(duì)照例I :在250mL錐形瓶中加入150mL9K培養(yǎng)基并加入5. Og的砷黃鐵礦，然后接種IOmL與實(shí)施例I相同的嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌，調(diào)節(jié)礦漿pH I. 8。在空氣浴振蕩器中30°C恒溫培養(yǎng)，振蕩器轉(zhuǎn)速160r/min，攪拌氧化時(shí)間為144h。添加劑(過(guò)硫酸銨)添加量為Og時(shí)，含砷金礦砷的氧化率為8. 7%，As (III)轉(zhuǎn)化率為4. 9%，溶液中砷主要以As (III)存在。對(duì)照例2 :在250mL錐形瓶中加入150mL9K培養(yǎng)基并加入5. Og的砷黃鐵礦，然后 接種IOmL與實(shí)施例I相同的嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌，調(diào)節(jié)礦漿pH 1.8。在空氣浴振蕩器中30°C恒溫培養(yǎng),振蕩器轉(zhuǎn)速160r/min,攪拌氧化時(shí)間為144h。添加劑(硫酸鐵，被廣泛認(rèn)為是最有效的含砷金礦氧化劑)添加量為含砷金礦總重量的50%時(shí)，含砷金礦砷的氧化率為71%，As(III)轉(zhuǎn)化率為7.3%，氧化劑的主要作用是氧化砷，而對(duì)As(III)的氧化作用甚微。
權(quán)利要求
1.一種添加劑在強(qiáng)化細(xì)菌氧化含砷金礦上的應(yīng)用方法，其特征在于所述的添加劑為過(guò)硫酸銨，化學(xué)分子式(NH4)2S208，所述的添加劑應(yīng)用于強(qiáng)化細(xì)菌氧化含砷金礦。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的應(yīng)用方法，其特征在于所述的添加劑用量為含砷金礦總重量的20% 50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的應(yīng)用方法，其特征在于細(xì)菌氧化含砷金礦時(shí)，直接將添加劑添加到細(xì)菌氧化含砷金礦的體系中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用方法，其特征在于將添加劑與菌液一起添加到氧化浸出體系，或者細(xì)菌氧化浸出2天后再加入到氧化浸出體系。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種添加劑在強(qiáng)化細(xì)菌氧化含砷金礦上的應(yīng)用方法。該添加劑為過(guò)硫酸銨，用量為含砷金礦總量的20％～50％。有兩種添加方式，第一種為與菌液一起添加到浸出體系，第二種為細(xì)菌浸出一定時(shí)間后再加入到浸出體系。采用第一種時(shí)，添加劑主要是氧化砷黃鐵礦，添加劑的量由0％增加到50％，砷黃鐵礦的氧化率由8.7％增加到95％。采用第二種時(shí)，添加劑主要是氧化溶液中的As(III)，添加劑的量由0％增加到50％，As(III)的氧化率由4.9％增加到91.12％。添加后不影響細(xì)菌的繁殖與活性，在氧化過(guò)程中能顯著強(qiáng)化砷黃鐵礦或者As(III)的氧化，可解決生物氧化產(chǎn)物的毒性問(wèn)題，成為加快細(xì)菌氧化含砷金礦速率的重要措施。
文檔編號(hào)C22B11/00GK102634661SQ20121009880
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月6日
發(fā)明者姜濤, 張?jiān)? 張雁, 李光輝, 李騫, 楊勰, 楊永斌, 苑洪晶, 范曉慧, 鄧瓊, 郭宇峰, 陳許玲 申請(qǐng)人:中南大學(xué)