[實用新型]一種赤泥的連續浸出生物淋濾裝置

有效

• 申請號: 201721631718.6
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN207567313U
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 曲洋;李輝;田文杰;王小慶;石犇
• 申請（專利權）人: 洛陽理工學院
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B3/18;C22B3/02;C12N1/14;C12R1/685
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

本實用新型公開了一種赤泥的連續浸出生物淋濾裝置，該裝置按照連接順序依次包括配料罐，淋濾罐，混凝罐和沉降罐，配料罐上設有赤泥粉進料管和營養液進料管，淋濾罐上設有接種蓋和排氣孔，內部設有pH監測器、溶解氧監測器、溫控裝置及曝氣裝置，配料罐，淋濾罐，混凝罐中均設有攪拌裝置，沉降罐底部的濾渣出料管與板框壓濾機連接，壓濾液與混凝罐的入口連接。本實用新型由黑曲霉作為淋濾菌種，以連續浸出為淋濾模式，可規模化生產，淋濾菌種的菌絲體能夠與赤泥顆粒充分接觸，發揮菌絲體對赤泥顆粒的機械破壞作用，可維持赤泥中金屬元素的高效浸出，不需投加無機酸，基本無二次污染，從而實現赤泥中貴重金屬元素的高效、綠色、低成本浸出。

技術領域

本實用新型涉及工業固廢的濕法冶金技術領域，具體涉及一種赤泥的連續浸出生物淋濾裝置。

背景技術

赤泥是氧化鋁工業產出的固態或半固態粉泥狀固體廢棄物，其富含三價鐵離子而呈現紅色或紅棕色。每生產1噸氧化鋁會產生1.5噸左右的赤泥。截止 2016年，全球赤泥堆存量超過30億噸，并以每年1.2億噸的速度遞增。我國赤泥堆存量已超過4.0億噸，赤泥年產量超過0.6億噸。

由于具有鹽堿性、腐蝕性、放射性等不良特性，目前絕大部分赤泥無法資源化利用，只能堆存處理。但是由于赤泥的腐蝕性、浸出毒性和放射性等不良特性，赤泥在堆存時不僅占用了大量農田土地，還會給周邊區域帶來嚴重的環境風險。因此，急需開發切實可行的資源化處理技術對赤泥進行回收利用，消減赤泥的堆存量，降低赤泥對周邊環境的負面影響。

赤泥作為一種工業固廢，其本身含有大量具有回收價值的金屬元素，包括鋁、鐵、釩、鈦、鎵、鍺、鈧、釷、鈾及稀土元素等，因此從資源回收利用的角度出發赤泥是一種“人工礦石”。若想回收這些金屬元素，首先需將其浸出到液態介質中。迄今為止，浸出赤泥中金屬元素的相關技術多采用化學酸浸法，包括采用各類單一或組合的無機酸或有機酸。化學酸浸法具有能源消耗量大、投資和運行成本高、廢液廢渣難處理、環境污染嚴重等缺陷，難以滿足現今的環境標準。

生物淋濾技術是指利用特定微生物或其代謝產物的氧化、還原、絡合、吸附或溶解作用，將固相中某些不溶性成分(如重金屬、硫及其他金屬)分離浸提從而便于回收的一種技術。與傳統的化學酸浸法相比，生物淋濾技術具有無二次污染、能耗小、反應條件溫和、建設運行成本低等優勢，在濕法冶金領域有良好的發展潛力。

生物淋濾使用的傳統菌種主要為自養型的氧化亞鐵硫桿菌(Thiobacillusferrooxidans)、氧化硫硫桿菌(Thiobacillus thiooxidans)和氧化鐵鉤端螺菌(Leptospirillum ferrooxidans)。但是這些菌種并不適用于赤泥的生物淋濾，原因為：赤泥中不含硫和亞鐵離子，無法給予自養菌新陳代謝所需的能源；赤泥本身極高的堿度使得這些嗜酸性菌種無法存活，如果采用無機酸對赤泥進行預酸化處理，不僅投資運行費用極高，還會產生二次污染；赤泥中的重金屬等毒性元素會在酸性條件下溶出，這會抑制適應性并不強的自養型淋濾菌的代謝活性，甚至使其完全失活。因此，采用傳統的自養型細菌無法對赤泥構建有效的生物淋濾系統。

異養型真菌因其環境適應性強、抗逆性好、代謝底物范圍廣、有機酸產量大等優點，在構建生物淋濾系統方面有較強應用潛力。現已有研究采用真菌作為生物淋濾的功能菌種，但是都是在實驗室中采用培養基滅菌、菌種轉接、搖床培養的方法進行相關研究，無法進行大規模產業化應用。且相關研究都是采用搖瓶培養的批次浸出模式，在批次浸出過程中，微生物會有明顯的生長延滯期，這會明顯導致生物淋濾時間的延長，不利于生物淋濾效率的提升。

發明內容

本實用新型的目的就是針對上述已有方法和技術的不足，提供一種赤泥的連續浸出生物淋濾裝置，以連續浸出為淋濾模式，可規模化生產，淋濾菌種的菌絲體能夠與赤泥顆粒充分接觸，發揮菌絲體對赤泥顆粒的機械破壞作用，從而有利于提升赤泥中金屬離子的浸出效率；不需投加無機酸，基本無二次污染，從而實現赤泥中貴重金屬元素的高效、綠色、低成本的浸出。