[實用新型]一種耐氟菌在含氟溶液中氧化Fe2+為Fe3+的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320882393.4
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN203904416U
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 莫曉蘭;溫建康;陳勃偉;武名麟
• 申請（專利權(quán)）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: C22B3/18
• 分類號: C22B3/18;C22B60/02
• 代理公司: 北京北新智誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11100
• 代理人: 劉茵

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及微生物濕法冶金領(lǐng)域，具體涉及一種耐氟菌及其在含氟溶液中氧化Fe²⁺為Fe³⁺的裝置。?

背景技術(shù)

微生物濕法冶金分為微生物浸出、微生物氧化、微生物吸附和微生物積累。獲得了工業(yè)應(yīng)用的微生物主要是細(xì)菌。細(xì)菌浸出(或細(xì)菌氧化)的機(jī)理主要有細(xì)菌直接作用機(jī)理、間接作用機(jī)理和協(xié)同作用機(jī)理(直接間接作用均存在)。細(xì)菌間接作用是指礦石被溶液中Fe³⁺氧化，這是化學(xué)或電化學(xué)的過程，并生成Fe²⁺，而細(xì)菌僅參與Fe²⁺氧化Fe³⁺這一過程，F(xiàn)e³⁺得以再生并氧化礦石，周而復(fù)始。?

從低品位的鈾礦石中浸出鈾，加入適量的氧化劑能保持體系中有足夠高的氧化還原電位將礦石中難溶的四價鈾氧化成易于浸出的六價鈾。通常所采用的氧化劑有硫酸高鐵、氯酸鈉、氯酸鉀、雙氧水等。利用硫酸高鐵在酸性介質(zhì)下氧化鈾礦，可用下面的氧化還原反應(yīng)式表示：?

UO₂(S)+2Fe³⁺(aq)→UO₂²⁺(aq)+2Fe²⁺(aq)?

利用鐵氧化類細(xì)菌浸出鈾礦石，也是細(xì)菌間接作用的過程，細(xì)菌氧化Fe²⁺或鈾礦石中伴生的黃鐵礦得到Fe³⁺，促進(jìn)鈾礦石浸出。浸出溶液通過富集提鈾后再返回浸出系統(tǒng)中。鐵氧化細(xì)菌和硫酸高鐵氧化黃鐵礦，可用下面的反應(yīng)式表示：?

FeS₂+14Fe³⁺+8H₂O→15Fe²⁺+2SO₄^2-+16H⁺

目前眾多研究表明，采用細(xì)菌參與的方法，得到的鈾浸出效果比酸法浸出過程要好，它能夠縮短鈾礦石浸出周期，從而提高浸鈾效率。這種氧化劑使用的是含有Fe³⁺的高氧化還原電位值的細(xì)菌溶液，菌液采用體系外培養(yǎng)，不考慮細(xì)菌在浸出體系內(nèi)的活性，只要求能提供Fe³⁺。為了避免鐵沉淀的產(chǎn)生，一般控制浸出液pH值1.8～2.0左右。但對于細(xì)菌快速氧化Fe²⁺成Fe³⁺的工藝研究較少，特別是利用礦山含氟酸性廢水?dāng)U大培養(yǎng)細(xì)菌即生產(chǎn)含F(xiàn)e³⁺的氧化劑的裝置。?

礦山含氟酸性廢水產(chǎn)生于含氟礦石的銅、鈾礦山。如對于含氟較高的鈾礦石，常伴生的含氟礦物如螢石、氟磷灰石在酸性條件下易溶解出氟、氯等離子，對細(xì)菌有較強(qiáng)的抑制作用。礦山含氟酸性廢水中對細(xì)菌生長有影響的敏感離子要求不能超過細(xì)菌的耐受極限。對于該類水質(zhì)，主要影響細(xì)菌生長的敏感離子還是F^-，?由于生產(chǎn)的連續(xù)和循環(huán)過程，至使氟的累積濃度更高。試驗研究表明，當(dāng)溶液中F^-濃度大于50.0mg/L時細(xì)菌鐵氧化活性100％受到抑制。但通過馴化能提高細(xì)菌的耐氟能力。采用礦山含氟酸性廢水?dāng)U大培養(yǎng)細(xì)菌即生產(chǎn)硫酸高鐵氧化劑作為氟鈾礦山浸出鈾工藝的一部分，目前主要存在菌種存活難、細(xì)菌氧化Fe²⁺成Fe³⁺的速度慢等問題。?

因此，需要馴化得到一種耐氟能力強(qiáng)、鐵氧化速度快的菌種，并找到一種快速氧化Fe²⁺成Fe³⁺的工藝裝置。?

實用新型內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種耐氟菌在含氟溶液中氧化Fe²⁺為Fe³⁺的裝置。?

為達(dá)到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：?

一種耐氟菌在含氟溶液中氧化Fe²⁺為Fe³⁺的裝置，該裝置包括順序連接的準(zhǔn)備區(qū)(I)、穩(wěn)定增長區(qū)(II)和快速生長區(qū)(III)，以及充氣系統(tǒng)(5)和熱水循環(huán)裝置(8)；?

該準(zhǔn)備區(qū)設(shè)置1個生物反應(yīng)器(1)，穩(wěn)定增長區(qū)設(shè)置4個生物反應(yīng)器，快速生長區(qū)設(shè)置2個生物反應(yīng)器；?

各生物反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和容積均相同，其上設(shè)置溫度、pH和Eh監(jiān)測探頭(3)，微孔發(fā)泡器(4)、攪拌器(6)、外層設(shè)置熱水套筒(7)；?