[實用新型]一種高溫生物柱浸實驗裝置

有效

• 申請號: 201520996399.3
• 申請日: 2015-12-03
• 公開（公告）號: CN205188386U
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發明（設計）人: 阮仁滿;譚巧義;賈炎;劉亞川;舒榮波
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所;中國地質科學院礦產綜合利用研究所
• 主分類號: C22B3/18
• 分類號: C22B3/18;C22B3/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 張海英;林波

技術領域

一種高溫生物柱浸實驗裝置，涉及于一種用于在高電位條件下研究礦物浸出動力 學的生物浸礦裝置。

背景技術

微生物浸礦是指用含微生物的溶劑從礦石中溶解有價金屬的方法。在礦石的生物 堆浸過程中微生物將硫化礦物氧化過程產生的及其它存在于浸出體系的亞鐵離子氧化成 三價鐵離子，產生的高鐵離子具有強氧化作用，其對硫化礦進一步氧化，硫化礦物氧化析出 有價金屬及鐵離子，鐵離子被催化氧化，如此反復。

現有的大部分的生物浸礦裝置微生物的生長與礦物的浸出在同一反應器中進行， 從而導致礦物浸出條件與微生物的生長條件不能兼顧。微生物浸礦的一個重要的限制性為 浸出速度慢，礦物的溶解往往需要高溫高電位條件，而根據鐵氧化的生長特性，浸礦菌種對 環境溫度、酸度的適應性較差，高溫抑制導致礦堆中微生物的濃度和活性，降低了體系的氧 化還原電位，從而導致浸出效率低。本發明將傳統的生物浸出過程分為細菌生長與氧化Fe²⁺的生物反應過程和Fe³⁺氧化產物浸出礦物的化學反應過程，分別控制其適宜條件，以提高細 菌的氧化和礦物浸出的效率。

實用新型內容

本實用新型為解決上述問題，提出了一種礦物浸出與微生物生長在不同反應器中 進行的實驗裝置，實現礦物浸出與亞鐵氧化分離-耦合的目的，在不改變礦物高溫浸出條件 的同時，通過提供微生物合適的溫度和pH，并利用固定床的吸附作用，有效提高微生物濃 度，實現快速氧化亞鐵為礦物浸出提供高電位溶液，從而達到使礦物在有利的動力學條件 下高效浸出的目的。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案。

一種高溫生物柱浸實驗裝置，其特征在于，所述裝置包括浸礦柱、溶液循環裝置和 生物固定床；

所述浸礦柱由里到外依次為浸礦柱體1，夾套層3和真空保溫層4；所述浸礦柱體1 的底部為圓錐形，帶有一多孔濾板作為承重板，所述浸礦柱體1的最下端設有一排液口2，上 端帶設有一噴淋頭17；所述夾套層的上端和下端分別設置循環水進水管和循環水出水管， 分別與恒溫水浴槽5相連。

所述生物固定床由里到外依次為固定床8和夾套層10，所述固定床8的底部為圓錐 形，帶有一承重的多孔濾板，所述固定床8的最下端設有一進液口9，上端側面設有一溢流口 13。所述夾套層10的上端和下端分別設置循環水進水管和循環水出水管，分別與恒溫水浴 槽11相連。

所述溶液循環系統包括兩集液箱6、14和兩循環泵7、16，所述集液箱6與浸礦柱的 排液口2相連，所述集液箱6通過軟管與循環泵7連接，循環泵7出液口與固定床8的進液口9 相關。集液箱15的進液口與固定床8的溢流口13相連，集液箱15的出液口與循環泵16進液口 相連，循環泵16的出液口與浸礦柱1頂端的噴淋頭17相連。

所述所述集液箱14置于一集熱式磁力攪拌器15中，用于對集液箱中的溶液加熱， 生物固定床中溢流出的溶液升溫后再進入浸礦柱中。

所述浸礦柱中的多孔濾板上下各墊一層耐酸濾布，其作為承重板的同時能保證精 礦礦粒不泄漏而溶液能夠滲透。

所述生物固定床中的多孔濾板上下各墊一層耐酸濾布，其作為承重板的同時能保 證載體不泄漏而溶液能夠滲透。

所述生物固定床中用活性炭、木屑等作為載體，微生物吸附于載體上形成生物固 定床，從而顯著提高微生物的濃度，達到高效氧化亞鐵實現溶液高電位的目的。

所述生物固定床中氣泵通過硅膠管將氣體從底部鼓入，從而保證微生物生長所需 要的空氣。

本實用新型礦物浸出與生物氧化兩個過程在不同的反應器中進行，維持各自的最 佳動力學條件。浸礦柱溫度控制在60-80℃，生物固定床溫度約為30-60℃。浸出液在進入固 定床之前，在集液箱1中間歇加入石灰水調節溶液pH至1.5-2.5，使浸礦微生物優勢生長，并 高效再生Fe³⁺，獲得高電位溶液。高電位溶液泵入浸出柱中，在高溫高電位條件下實現礦物 的高效浸出。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

附圖標識：1、浸礦柱；2、排液口；3、夾套；4、真空保溫層；5、恒溫水浴槽；6、集液箱； 7、循環泵；8、生物固定床；9、進液口；10、夾套；11、恒溫水浴槽；12、氣泵；13、溢流口；14、集 液箱；15、恒溫水浴鍋；16、循環泵；17、噴淋口；