[發明專利]一種用氧化亞鐵硫桿菌從含釩頁巖中浸出釩的方法

在審

• 申請號: 201810439017.5
• 申請日: 2018-05-09
• 公開（公告）號: CN108611489A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 劉濤;魏敦沛;張一敏;蔡震雷;黃晶
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C22B3/18
• 分類號: C22B3/18;C22B34/22
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

本發明涉及一種用氧化亞鐵硫桿菌從含釩頁巖中浸出釩的方法。其技術方案的步驟依次為：含釩頁巖預處理；馴化培養基的配制；浸礦培養基的配制；菌種馴化；釩的微生物浸出。本發明降低了9K培養基中亞鐵添加量并補充硫粉作為細菌的能源物質，在提高氧化亞鐵硫桿菌產酸量的同時，減少浸出過程中鐵的水解沉淀，減輕鐵沉淀對釩浸出過程中的不利影響，從而提高了釩的浸出率，降低了浸出液中鐵離子濃度，利于后續釩的凈化富集。

技術領域

本發明屬于從含釩頁巖中浸出釩的技術領域。具體涉及一種用氧化亞鐵硫桿菌從含釩頁巖中浸出釩的方法。

背景技術

釩是重要的戰略資源，廣泛應用于鋼鐵冶金、化工、新能源等領域。含釩頁巖在我國分布廣泛、儲量巨大，是重要的提釩原料，但是含釩頁巖中的釩品位普遍較低，用傳統的化學浸出的方法從頁巖中提釩雖然能達到較高的釩浸出率，但仍存在能耗大、成本高等缺點。

微生物冶金技術是一種低成本、環境友好、高效加工礦產資源的技術，它主要是利用某些微生物及其代謝產物對某些礦石和元素所具有的氧化、還原、溶解、吸附等作用，從礦石中溶浸金屬或從水中回收(脫除)有價(有害)金屬的濕法冶金過程。目前該技術已成功應用于銅、金、鈾等金屬的工業化生產中。

在微生物冶金領域應用得最多的是氧化亞鐵硫桿菌，該細菌可以通過氧化還原態的鐵、硫來獲取其生長所需的能量。用氧化亞鐵硫桿菌浸出硫化礦時，由于礦石中含有較多的還原態的硫、鐵等元素，不需要外加能源物質。但在用氧化亞鐵硫桿菌浸出硫化物含量較少的其他固料時，一般都需要添加硫酸亞鐵以保證細菌的生長活性，加強細菌對礦物的直接分解作用，同時細菌產生Fe³⁺對目的金屬的溶出也有促進作用。但是，劉濤、魏敦沛等人的研究(Dunpei Wei,Tao Liu,Yimin Zhang,ZhenleiCai,Jingtao He andChengbaoXu.Vanadium Bioleaching Behavior by Acidithiobacillusferrooxidans from aVanadium-Bearing Shale[J].Minerals,2018,8(1),24.)發現，在用氧化亞鐵硫桿菌以硫酸亞鐵為能源物質浸出含釩頁巖脫碳粉料中的釩時，隨著浸出過程的進行，Fe³⁺會水解生成鐵礬沉淀，包裹礦物阻礙釩的浸出，而且Fe³⁺水解沉淀時會吸附、夾雜浸出液中的釩，導致浸出后期釩浸出率降低。

Xin Wang等(Xin Wang,Hai Lin,Ying-bo Dong and Gan-yu Li.Bioleaching ofvanadium from barren stone coal and its effect on thetransition of vanadiumspeciation and mineral phase[J].International Journal of Minerals,Metallurgyand Materials,2018,25(3):253-261.)用氧化亞鐵硫桿菌以硫酸亞鐵為能源物質浸出石煤原礦中的釩，在初始pH為2.0、亞鐵添加量為12g/L、礦漿濃度為20g/L、接種量為10％的條件下浸出30天，釩浸出率為48.92％，并發現浸出過程中，鐵沉淀包裹礦物形成鈍化層。

廖美霞(廖美霞.含釩石煤中釩的微生物浸出工藝研究[D].湖南：湘潭大學，2015.)用氧化亞鐵硫桿菌浸出石煤中的釩，浸礦培養基中額外添加硫酸亞鐵作為細菌的能源物質，在礦漿濃度為3％、浸出溫度為30℃、初始pH為2.0、振蕩轉速為150r/min的條件下浸出25天，釩浸出率為67.8％，浸出過程中有大量鐵礬沉淀生成，且浸出結束后浸出液中的鐵濃度仍然較高，不利于后續處理。

綜上所述，添加硫酸亞鐵作為氧化亞鐵硫桿菌的能源物質時，雖然可以促進該細菌的生長，但浸出過程中生成的鐵沉淀會包裹礦物阻礙浸出，而且浸出液中高濃度的鐵離子不利于釩的凈化富集。

發明內容