[發明專利]微生物法處理低濃度重金屬硫酸鹽溶液的工藝

有效

• 申請號: 200610144376.5
• 申請日: 2006-12-05
• 公開（公告）號: CN101195859A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發明（設計）人: 張廣積;曹俊雅;楊超;禹耕之;韓寶玲;毛在砂;方兆珩
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C22B3/18
• 分類號: C22B3/18;C02F3/28;C02F1/62
• 代理公司: 暫無信息
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技術領域

本發明涉及利用硫酸鹽還原菌(SRB，sulfate?reducing?bacteria)的微生物法來處理低濃度重金屬硫酸鹽溶液的工藝，特別適用于有效回收生物冶金浸出液中的低濃度有價金屬，還可應用于酸性礦山廢水、電鍍廢水、制革等化工環境領域產生的廢水處理工藝。

背景技術

近年來，國內外對生物冶金的基礎和應用研究取得了較大的進展。目前生物冶金的研究主要是在如何實現有價金屬礦物的細菌淋浸和如何提高礦物溶浸速率，但對于如何處理淋浸得到的含低濃度的有價金屬浸出液的問題則較少關注。對于大多數有色金屬礦(尤其是多金屬復雜礦)的細菌浸出液，由于其成分復雜，有價金屬離子(例如鎳、鈷)濃度低，雜質離子濃度高，采用現有的萃取或離子交換樹脂工藝尚存在較大的工程和經濟效益問題，還沒有開發出經濟有效的后處理技術。研究中發現在鎳銅鈷復雜硫化礦的細菌堆浸浸出液中含有高濃度鎂等雜質，鎂離子濃度可達25g/L以上，而主要有價金屬鎳的含量通常只能達到1～2g/L左右，采用傳統的分離技術很難有經濟效益。因此，如何從生物堆浸獲得的高雜質濃度浸出液中經濟有效地分離出低濃度有價金屬已成為制約低品位復雜礦生物提取工藝的一個瓶頸問題。

此外，現代工業每年都會產生大量的含重金屬廢水，這些廢水中含有大量的As、Ca、Cr、Cu、Hg、Mo、Ni、Pb、Sb、Se、V、Zn等金屬離子。重金屬離子不同于有機物，在環境中無法被生物降解，因而一旦進入環境后就會在環境中不斷地積累而難以去除，造成環境的長期污染。目前國內外采用的方法主要有使用石灰石或石灰作中和劑的中和法，但是中和法不但價格昂貴而且還產生巨量的固體廢棄物硫酸鈣難以處置，引起嚴重的二次污染。

硫化物沉淀是從低濃度溶液中富集和提取有價金屬的一種重要手段，但硫化氫為劇毒氣體，生產成本高，且生產、儲運和使用中存在嚴重的環保問題，勢必會增加生產成本，不適于生物堆浸液中有價金屬的分離。而通過微生物法利用硫酸鹽還原菌產生硫化氫則具有高效、低成本的特點。SRB是一種在自然界廣泛存在的細菌，嚴格厭氧并利用硫酸鹽還原進行異養生活，以硫酸鹽為最終電子受體來分解有機物、獲得合成細胞物質和維持生命活動所需的能量。SRB利用有機物作為電子供體還原硫酸鹽產生硫化氫，可與生物冶金浸出液中的低濃度有價金屬離子反應生成難溶的固體硫化物而得以實現富集分離的目的，再將這些金屬硫化物利用傳統的工藝進行進一步的處理以提取金屬。利用該工藝可以有效地從低濃度重金屬硫酸鹽溶液中分離富集有價金屬，提出了細菌氧化浸出-細菌還原沉淀硫化物-金屬提取的綠色工藝過程的新方法，并且也為處理其它低濃度含硫酸鹽廢水的回收處理提出了新的方法。綜上，利用硫酸鹽還原菌的微生物法處理低濃度重金屬硫酸鹽溶液，具有處理費用低、適用性強、處理效率高、可處理的重金屬種類多、無二次污染、易于操作等優點。

我國在利用硫酸鹽還原菌處理含重金屬工業廢水方面也開展了一些工作，天津大學利用此方法處理電鍍廢水(CN1458083)。但硫酸鹽還原菌應用于低濃度高雜質有色金屬的分離，還未見報導。硫酸鹽生物還原法處理廢水方面的專利比較多，但是處理的目標基本都是重金屬離子濃度不太高的礦山廢水，處理的主要目標也只是將廢水中的重金屬離子除去，不涉及重金屬的分離回收問題(KR2001055997，ZA9904586，US6203700)，目前國內外均沒有直接應用于低品位復雜礦生物浸出液處理的專利技術。

發明內容

本發明的目的，是提供一種利用硫酸鹽還原菌高效回收生物冶金浸出液中的低濃度有價金屬離子的工藝，該工藝具有易于操控、處理成本低、有價金屬離子回收率高等優點。

為實現上述目的，本發明采取以下設計方案：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硫化氫，并利用它作為重金屬離子的沉淀劑，通過調節pH值等手段來選擇性沉淀出細菌浸出液中的有價金屬離子，得到高純度的硫化礦精礦，再利用傳統的冶金技術處理硫化礦精礦，從而達到有效處理低品位復雜礦的目的。