一種采用微生物法硫化低品位氧化型鎳礦的方法
【專利摘要】本發明提出一種采用微生物法硫化低品位氧化型鎳礦的方法，該方法利用硫酸鹽還原菌還原硫酸鹽的方法來產出硫化氫，并利用它作為氧化型鎳礦的硫化劑，通過調節溫度、硫化劑用量、pH值等手段來進行氧化型鎳礦的表面硫化，再利用浮選技術處理硫化礦，從而達到有效處理低品位氧化型鎳礦的目的。本發明該方法處理成本低，工藝簡單易于操控，環境污染小，有價金屬離子回收率高，具有極好的工業應用前景。
【專利說明】一種采用微生物法硫化低品位氧化型鎳礦的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及微生物【技術領域】。特別涉及一種采用微生物法硫化低品位氧化型鎳礦的方法，其是利用硫酸鹽還原菌(SRB, sulfate reducing bacteria)的微生物法對低品位氧化型鎳礦進行硫化處理的工藝方法。
【背景技術】
[0002]針對氧化礦難以浮選回收的問題，有研究者提出可以先對氧化礦進行硫化處理，然后再進行浮選。硫化是使非硫化礦物表面轉變為似硫化物表面的濕法處理過程，該法是一種處理氧化了的硫化礦的有吸引力的方法。用硫化法浮選氧化銅鈷礦物已有成功的先例，歐樂明等針對剛果(金)某難選氧化銅鈷礦的高氧化率、高結合率、泥化嚴重、有害雜質鈣鎂含量高的特點，制定了不經脫泥，先浮選硫化銅鈷礦、后硫化浮選氧化銅鈷礦的原則流程，總銅回收率達到87.03%,同時回收53.96%的伴生金屬鈷。硫化浮選采用的硫化劑主要是硫化鈉，在活化氧化礦時，硫化鈉的消耗較大(一般每噸礦石用量在幾十克到一公斤)，造成生產成本較高，殘余的硫化鈉進入選礦廢水也給尾礦處理帶來困難。而且由于硫化鈉在空氣中不穩定，易潮解，撞擊或急熱能引起爆炸，其生產儲運難度較大，導致其應用范圍難以擴大，而且主要用于銅礦，很少有研究涉及到鎳、鋅等氧化礦的浮選回收。
[0003]利用SRB細菌還原硫酸鹽的方法產生硫化氫，作為氧化型鎳礦硫化浮選的硫化劑，具有成本低、易于操作、環境污染小的優點，是很有潛力的處理方法。硫酸鹽還原菌可以利用有機物作為電子供體，將S042_還原轉化為HS_或H2S,目前主要應用于礦山酸性廢水等含重金屬硫酸鹽廢水處理，被認為是一種很有發展前景的綠色技術。
[0004]本發明利用礦冶企業的高濃度硫酸鹽廢水，采用細菌還原硫酸鹽的方法生產礦物硫化劑，對氧化型硫化鎳礦進行 硫化處理。

【發明內容】

[0005]本發明的目的，是提供一種采用微生物法硫化低品位氧化型鎳礦的方法，該方法具有易于操控、處理成本低、環境污染小等優點。
[0006]為達到上述發明目的，本發明采取以下技術方案:一種采用微生物法硫化低品位氧化型鎳礦的方法，該方法的步驟如下:
[0007]步驟(1)、將低品位氧化型鎳礦原礦破碎、磨礦至礦漿粒度100~300目占70~90%，配成固含量20%的礦漿；
[0008]步驟(2)、硫酸鹽還原菌固定化培養:在硫酸鹽還原菌產硫化氫反應器中填充多孔材料作為固定化載體，硫酸鹽還原菌的接種量為體積比10%~50%，用含高濃度硫酸鹽的礦冶廢水作為硫酸鹽還原菌的硫酸根來源，用蠕動泵從反應器底部連續泵入其中，進液流量為f3mL 進液培養基中硫酸鹽的濃度周期性地逐漸提高，硫酸鹽轉化率達到80%以上，每次提高0.5g噸4，培養基中的化學需氧量也相應提高，維持進液培養基中C0D/S042_比值恒定不變；[0009]步驟(3)、氧化型鎳礦的硫化改性:當硫酸鹽還原菌產硫化氫反應器啟動成功且穩定運行后，總的硫化物產量持續穩定在約400mg/L以上時，將硫酸鹽還原菌產硫化氫反應器中的出口液打入硫化反應器進行化學反應；控制反應溫度為4(T70° C，反應的pH值為 3~10，反應時間I小時，完成鎳浮選回收。
[0010]優選的，硫酸鹽還原菌的菌種活化及放大培養時的培養基成分為:k2hpo4S
0.5g ? L-1 ；NH4Cl 為 1.0g ? L-1 ；CaSO4 為 1.0g ? I71 ；K2S04 為 0.8g ? I71 ;乳酸鈉(C3H5O3Na)為
3.5g.L-1 ；MgS04 *7H20 為 2.0g.L-1 ;酵母浸膏粉為 1.0g.L-1 ;抗壞血酸(C6H8O6)為 0.1g.L-1 ； 巰基乙酸(C2H4O2S)為 0.1g ? L-1。
[0011]優選的，采用填充床作為硫酸鹽還原菌固定化培養反應器，用多孔材料填充在反應器內部作為硫酸鹽還原菌的固定化載體；反應器底部由蠕動泵連續打入新鮮培養基，硫酸鹽還原菌的接種量為體積比109^50%，培養溫度通過加熱帶及溫控設備維持在 25 ~35。C。
[0012]本發明的原理在于:
[0013]采用微生物法，利用硫酸鹽還原菌還原硫酸鹽的方法來產出HS_，并利用它作為氧化型鎳礦的硫化劑，通過調節溫度、硫化劑用量、PH值等手段來進行氧化型鎳礦的表面硫化，再利用浮選技術處理硫化礦，從而達到有效處理低品位氧化型鎳礦的目的。
[0014]本發明涉及的工藝主要包括兩個部分:(I)硫酸鹽還原菌產HS_ ; (2)氧化型鎳礦硫化。其中第一部分主要是利用SRB產生含高濃度HS_的溶液。采用填充床作為SRB固定化培養反應器，用多孔材料填充在反應器內部作為SRB的固定化載體。反應器底部由蠕動泵連續打入新鮮培養基，細菌的接種量為109^50% (V/V)，系統反應溫度通過加熱帶及溫控設備維持在25~35° C。
[0015]第二部分首先將礦物破碎、磨碎至粒級為10(T300目，配成礦漿，把配好的礦漿加入到帶有攪拌裝置的硫化反應器中，加入第一部分產出的高濃度硫化劑溶液，進行化學反應，控制反應的pH值為:T10，反應溫度為2(T70° C，反應時間I小時以內，然后將硫化反應后的溶液和固體全部加入到浮選設備中進行浮選，加入浮選藥劑浮選出硫化礦精礦，鎳回收率為50%~70%。
[0016]本發明提出一種微生物硫酸鹽還原菌還原生產硫化劑用于氧化型鎳礦浮選回收的新方法。利用硫酸鹽還原菌還原硫酸鹽的方法來產出硫化氫，并利用它作為氧化型鎳礦的硫化劑，通過調節溫度、硫化劑用量、PH值等手段來進行氧化型鎳礦的表面硫化，再利用浮選技術處理硫化礦，從而達到有效處理低品位氧化型鎳礦的目的。
[0017]本發明采用微生物硫化氧化型鎳礦強化浮選的工藝具有以下優點:
[0018](I)、本發明將低品位的難處理氧化型鎳礦通過生物硫化改性的手段強化浮選，實現了有效利用氧化鎳礦資源的目的；
[0019](2)、本發明處理成本低，并通過細菌還原礦冶廢水產生硫化劑,達到了以廢治廢的目的；
[0020](3)、本發明工藝簡單易于操控，環境污染小，有價金屬回收率高，具有極好的工業應用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】[0021]圖1為本發明微生物法硫化低品位氧化型鎳礦的工藝流程簡圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖及具體實施例進一步介紹本發明。
[0023]實施例1:
[0024]取某氧化型鎳礦2公斤，進行破碎、磨礦為礦漿粒度-200目占80%，配成20% (固含量)的礦漿。硫酸鹽還原菌產硫化氫反應器中填充聚氨酯泡沫作為固定化載體，細菌的接種量為20%~50% (V/V)。用蠕動泵從反應器底部連續泵入其中，進液流量為f3mL.mirT1，進液培養基中硫酸鹽的濃度周期性地逐漸提高(硫酸鹽轉化率達到80%以上)，每次提高
0.5g ?Ι/1,培養基中的COD (Chemical oxygen demand,化學需氧量)也相應提高,維持進液培養基中C0D/S042_比值恒定不變。當硫酸鹽還原菌產硫化氫單元啟動成功且穩定運行后，總的硫化物產量持續穩定在約400mg/L以上時，將反應器中的出口液打入硫化反應器進行化學反應。控制反應溫度為40-70° C，反應時間I小時，鎳浮選回收率為50%~70%。
[0025]實施例2:
[0026]取某氧化型鎳礦若干，進行破碎、磨礦為礦漿粒度-250目占70%，配成20% (固含量)的礦漿。硫酸鹽還原菌產硫化氫反應器中填充改性活性炭材料作為固定化載體，細菌的接種量為109T30%(V/V)。用蠕動泵從反應器底部連續泵入其中，進液流量為f3mL
進液培養基中硫酸鹽的濃度周期性地逐漸提高(硫酸鹽去除率達到80%以上)，當總的硫化物產量持續穩定在約400mg/L以上時，將反應器中的出口液打入硫化反應器進行化學反應。控制反應溫度為40-70° C，反應時間I小時，鎳浮選回收率為50%~70%。
`[0027]實施例3:
[0028]取某氧化型鎳礦若干，進行破碎、磨礦為礦漿粒度-300目占90%，配成20% (固含量)的礦漿。硫酸鹽還原菌產硫化氫反應器中填充聚氨酯泡沫作為固定化載體，細菌的接種量為209T40%(V/V)。用蠕動泵從反應器底部連續泵入其中，進液流量為2~3mL進液培養基中硫酸鹽的濃度周期性地逐漸提高(硫酸鹽去除率達到80%以上)，當總的硫化物產量持續穩定在約400mg/L以上時，將反應器中的出口液打入硫化反應器進行化學反應。控制反應溫度為50-70° C，反應時間I小時，鎳浮選回收率為50%~70%。
[0029]實施例4:
[0030]取某氧化型鎳礦若干，進行破碎、磨礦為礦漿粒度-180目占90%，配成20% (固含量)的礦漿。硫酸鹽還原菌產硫化氫反應器中填充改性活性炭材料作為固定化載體，細菌的接種量為209T50%(V/V)。用蠕動泵從反應器底部連續泵入其中，進液流量為2~3mL
進液培養基中硫酸鹽的濃度周期性地逐漸提高(硫酸鹽去除率達到80%以上)，當總的硫化物產量持續穩定在約400mg/L以上時，將反應器中的出口液打入硫化反應器進行化學反應。控制反應溫度為50-70° C，反應時間I小時，鎳浮選回收率為50%~70%。
[0031]本發明未詳細闡述的部分屬于本領域公知技術。
[0032]盡管上面對本發明說明性的【具體實施方式】進行了描述，以便于本技術領的技術人員理解本發明，但應該清楚，本發明不限于【具體實施方式】的范圍，對本【技術領域】的普通技術人員來講，只要各種變化在所附的權利要求限定和確定的本發明的精神和范圍內，這些變化是顯而易見的，一切利用本發明構思的發明創造均在保護之列。
【權利要求】
1.一種采用微生物法硫化低品位氧化型鎳礦的方法，其特征在于:該方法的步驟如下:步驟(1)、將低品位氧化型鎳礦原礦破碎、磨礦至礦漿粒度10(T300目占70、0%，配成固含量20%的礦漿；步驟(2)、硫酸鹽還原菌固定化培養:在硫酸鹽還原菌產硫化氫反應器中填充多孔材料作為固定化載體，硫酸鹽還原菌的接種量為體積比109^50%，用含高濃度硫酸鹽的礦冶廢水作為硫酸鹽還原菌的硫酸根來源，用蠕動泵從反應器底部連續泵入其中，進液流量為 r3mL 進液培養基中硫酸鹽的濃度周期性地逐漸提高，硫酸鹽轉化率達到80%以上， 每次提高0.5g ? L'培養基中的化學需氧量也相應提高，維持進液培養基中C0D/S042_比值恒定不變；步驟(3)、氧化型鎳礦的硫化改性:當硫酸鹽還原菌產硫化氫反應器啟動成功且穩定運打后，總的硫化物廣量持續穩定在約400mg/L以上時，將硫酸鹽還原囷廣硫化氣反應器中的出口液打入硫化反應器進行化學反應；控制反應溫度為4(T70° C，反應的pH值為 3~10，反應時間I小時，完成鎳浮選回收。`
2.根據權利要求1所述的微生物法硫化低品位氧化型鎳礦的方法，其特征在于:硫酸鹽還原菌的菌種活化及放大培養時的培養基成分為=K2HPO4S0.5g -r1 ；NH4Cl為1.0g -L^1 ； CaSO4 為 1.0g ? I/1 ；K2SO4 為 0.8g ? I71 ；乳酸鈉(C3H5O3Na)為 3.5g ? I71 ；MgS04 ? 7H20 為2.0g ? L-1 ;酵母浸膏粉為1.0g ? L-1 ;抗壞血酸(C6H8O6)為0.1g ? L-1 ;巰基乙酸(C2H4O2S)為0.1g ? L 1O
3.根據權利要求1所述的微生物法硫化低品位氧化型鎳礦的方法，其特征在于:采用填充床作為硫酸鹽還原菌固定化培養反應器，用多孔材料填充在反應器內部作為硫酸鹽還原菌的固定化載體；反應器底部由蠕動泵連續打入新鮮培養基，硫酸鹽還原菌的接種量為體積比10%~50%，培養溫度通過加熱帶及溫控設備維持在25~35° C。
【文檔編號】C22B23/00GK103509946SQ201210200382
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月14日 優先權日:2012年6月14日
【發明者】曹俊雅, 張廣積, 李媛媛, 楊超, 毛在砂, 方兆珩 申請人:中國科學院過程工程研究所