一種銅尾砂的黑曲霉制粒浸出方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種采用黑曲霉對(duì)銅尾砂同時(shí)進(jìn)行制粒和浸出的微生物浸礦方法。
【背景技術(shù)】
[0002]尾砂中含大量可利用金屬，是一種重要的潛在資源。大量尾砂的閑置和不合理處置不僅會(huì)造成資源浪費(fèi)，還對(duì)礦山及周?chē)纳鷳B(tài)環(huán)境造成巨大影響。因而，采用有效的方法提取其中的有價(jià)金屬對(duì)于減少資源的浪費(fèi)、促進(jìn)尾砂的二次利用具有重要的意義。銅尾砂中的銅回收技術(shù)主要有浮選、酸浸、氨浸方法，以及水熱硫化一浮選工藝、加壓氨浸硫化沉淀、自養(yǎng)菌浸出等工藝，這些方法雖然取得了一定的效果，但也存在設(shè)備投資大、操作復(fù)雜、培養(yǎng)困難、浸出周期相對(duì)較長(zhǎng)、環(huán)境不友好等問(wèn)題，所以亟需開(kāi)發(fā)高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的新技術(shù)。
[0003]近年來(lái)，真菌浸出因其材料來(lái)源廣泛、投資運(yùn)行費(fèi)用低、浸出周期短、環(huán)境友好等特點(diǎn)而日益受到重視。真菌浸礦的主要原理是運(yùn)用真菌代謝過(guò)程中產(chǎn)生的草酸、檸檬酸等有機(jī)酸對(duì)礦石晶格的破壞作用以及其與金屬離子的絡(luò)合作用將金屬?gòu)牡V石中提取出來(lái)。
[0004]銅尾砂是經(jīng)選礦廠的破磨及選礦之后排放的廢棄物，其粒徑小，當(dāng)采用常規(guī)的攪拌浸出時(shí)，固液分離困難且成本高。采用堆浸工藝時(shí)，過(guò)小的粒徑會(huì)降低礦堆的滲透性，致使浸出速度降低、周期延長(zhǎng)，資源回收率下降。目前，解決這一問(wèn)題主要采取的是制粒技術(shù)。礦石制粒浸出主要應(yīng)用水泥、石灰或兩者混合使用作黏結(jié)劑，生成“球團(tuán)”產(chǎn)品，使阻礙滲透的細(xì)粒被“滾成球”或被黏結(jié)在大塊礦石上。粉礦制粒的方法有皮帶運(yùn)輸機(jī)制粒法和滾筒制粒法。多條皮帶運(yùn)輸機(jī)制粒法是通過(guò)皮帶運(yùn)輸機(jī)卸料端的混合棒將噴淋的液體與粉礦、黏結(jié)劑混合制粒。滾筒法是用皮帶運(yùn)輸機(jī)將礦粉和黏結(jié)劑均勻送入旋轉(zhuǎn)滾筒中，通過(guò)噴淋液體使其黏結(jié)成粒。此外，在國(guó)內(nèi)還廣泛使用圓盤(pán)造球機(jī)進(jìn)行制粒。但是，這些傳統(tǒng)的制粒方法存在以下缺點(diǎn):首先，黏結(jié)劑對(duì)于浸出劑和礦石的接觸反應(yīng)有一定的阻礙作用；其次，如果添加石灰作為黏結(jié)劑將會(huì)增加酸耗，甚至對(duì)制成的礦石顆粒的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響；再次，使用上述制粒技術(shù)需要消耗較多的能源和材料，使生產(chǎn)成本增加。因此，研究新型制粒工藝成為了一項(xiàng)迫切任務(wù)。
[0005]如果將真菌浸出和制粒工藝相結(jié)合，不僅能降低制粒的成本，縮短工藝周期，而且能充分發(fā)揮真菌綠色環(huán)保、高效的浸出優(yōu)勢(shì)，這對(duì)于銅尾砂資源的回收和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)以上情況，本發(fā)明的目的是將真菌浸出和制粒工藝相結(jié)合，提出了一種運(yùn)用黑曲霉對(duì)銅尾砂同時(shí)進(jìn)行制粒和浸出的微生物浸礦方法。具體是將黑曲霉與銅尾砂共同培養(yǎng)，使黑曲霉菌絲在生長(zhǎng)過(guò)程中將銅尾砂包裹，形成多個(gè)球形顆粒，以達(dá)到制粒的目的；與此同時(shí)，黑曲霉代謝產(chǎn)生的有機(jī)酸通過(guò)破壞銅尾砂的晶格，與銅離子絡(luò)合為可溶性的有機(jī)酸-銅復(fù)合物將銅從銅尾砂中提取出來(lái)，達(dá)到浸出的目的。
[0007]該方法的原理是:通過(guò)控制培養(yǎng)條件，使黑曲霉的菌絲將周?chē)你~尾砂聚集并包裹成球形顆粒；同時(shí)黑曲霉代謝產(chǎn)生的有機(jī)酸可以通過(guò)破壞銅尾砂的晶格，與銅離子絡(luò)合為可溶性的有機(jī)酸-銅復(fù)合物，實(shí)現(xiàn)銅的浸出，并達(dá)到銅尾砂制粒和銅浸出同步進(jìn)行。
[0008]該方法的具體措施是:
1、制備培養(yǎng)基
制備馬鈴薯-蔗糖培養(yǎng)基用于黑曲霉的培養(yǎng)，組分為馬鈴薯200 g，蔗糖20 g，去離子水1000 mL。具體步驟如下:將馬鈴薯去皮并切片后煮沸30 min，紗布過(guò)濾，取過(guò)濾液加入蔗糖20 g，用蒸餾水補(bǔ)足體積至1000 mL，自然pH，在121°C高壓滅菌30 min后備用。固體培養(yǎng)基需在高壓滅菌前加入2%的瓊脂。
[0009]2、黑曲霉制粒浸出
取一定量銅尾砂至容器中，加入培養(yǎng)基，使銅尾砂礦漿濃度為5-30%，按培養(yǎng)基總體積的0.02%-0.5%接種黑曲霉孢子懸液(0D_=1.0)，將容器置于振蕩培養(yǎng)器中培養(yǎng)7 d，控制振蕩培養(yǎng)器的溫度為20°C-35°C，轉(zhuǎn)速為120 r/min -200 r/min。
[0010]3、固液分離
取中性濾紙和長(zhǎng)徑漏斗制成過(guò)濾裝置，將上述容器中的混合物倒入此裝置中進(jìn)行過(guò)濾分離，分別收集浸出液和銅尾砂-黑曲霉球形顆粒。
[0011]黑曲霉浸出銅尾砂過(guò)程中，黑曲霉多孔的網(wǎng)狀菌絲將銅尾砂包裹起來(lái)，形成多個(gè)以銅尾砂為內(nèi)核，黑曲霉菌絲為外殼的核-殼結(jié)構(gòu)的銅尾砂一黑曲霉球形顆粒。
[0012]使用的礦石為銅尾砂，礦楽濃度為5-30%。本方法同時(shí)也適用于鈾、金、鈷、鎳、鉛、鋅、稀土元素等礦石的黑曲霉制粒浸出。
[0013]制粒條件以孢子懸液(0D_=1.0)接種量為0.02%、礦漿濃度以5%、轉(zhuǎn)速為180rpm、溫度為25 °C、時(shí)間為7 d較為適宜。
[0014]所制成的銅尾砂一黑曲霉菌球顆粒平均粒徑為2.0-9.0 mm。
[0015]制粒和浸出同步進(jìn)行。
[0016]本發(fā)明的銅尾砂的黑曲霉制粒浸出方法，相比現(xiàn)有的方法，具有以下技術(shù)優(yōu)勢(shì):
(I)提供了浸出的微環(huán)境。銅尾砂-黑曲霉球形顆粒內(nèi)部形成了一個(gè)小的封閉空間，使顆粒內(nèi)的菌絲與銅尾砂能充分接觸，加劇了銅尾砂的機(jī)械破碎，從而加速銅的浸出。
[0017](2)加快了傳質(zhì)。由于銅尾砂被黑曲霉從母液中隔離，并在顆粒內(nèi)浸出，顆粒內(nèi)外存在濃度梯度，使顆粒內(nèi)外的銅離子和有機(jī)酸更容易傳質(zhì)。
[0018](3)易于固液分離。銅尾砂-黑曲霉球形顆粒的形成會(huì)降低浸出液的粘度，同時(shí)銅尾砂被黑曲霉包裹，使其與浸出液隔離，因而固液分離更加容易。
[0019](4)減少了工藝流程。黑曲霉與銅尾砂共同培養(yǎng)，使得制粒和浸出同步進(jìn)行，工藝流程短，且浸出速度快，不需要添加黏結(jié)劑。
[0020](5)生產(chǎn)成本低。培養(yǎng)黑曲霉所需要的材料來(lái)源廣泛，可以大大降低生產(chǎn)成本。
[0021](6)環(huán)境友好。由于黑曲霉等真菌浸出時(shí)，發(fā)揮主要作用的是其分泌的有機(jī)酸，而有機(jī)酸多為弱酸，且能被環(huán)境中的微生物降解，同時(shí)可以避免傳統(tǒng)制粒時(shí)粉塵飛揚(yáng)的情況發(fā)生。因此具有環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)。
[0022]該發(fā)明該方法不僅適用于銅尾砂中銅的制粒浸出，而且適用于含鈾、金、鈷、鎳、鉛、鋅、稀土元素等礦石的制粒浸出。
[0023]該發(fā)明專(zhuān)利對(duì)推動(dòng)我國(guó)尾礦中金屬回收技術(shù)的進(jìn)步、提高礦產(chǎn)資源的回收率、減少