微波和磁场强化细菌浸出黄铜矿研究
作者：秦亚平
来源：《科技创新导报》2011年第05期
摘要:本文考察了在pH值为2.0的条件下,不同接种量和矿浆浓度下黄铜矿中铜的生物浸出率,选定了最佳的浸出条件。在此基础上研究了黄铜矿的生物强化浸出,采用微波和磁场强化后的水配制培养基,发现在强化后培养基中生长的细菌对黄铜矿的浸出率比普通培养基中的高,微波和磁场结合的情况下二次强化培养基的效果比单独微波和磁场的效果都好。黄铜矿的此种微生物强化浸出方法具有对环境危害小、投资少、能耗低、药剂消耗少等优点。
关键词:微波磁场黄铜矿氧化亚铁硫杆菌(T.f)
中图分类号:TD853.37 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)02(b)-0020-01
1 细菌浸矿原理
细菌可氧化低价硫产生硫酸,在此过程中获得其生长繁殖的能量,并且从培养基中获得N、K、P及微量元素,以补充硫化矿物氧化所消耗的能源。细菌最主要的作用是将二价铁连续不断地氧化成大多数难处理矿石的浸出所必不可少的三价铁。黄铜矿的细菌浸出过程可简略表示为如下过程:2CuFeS2+8.5O2+H2SO42CuSO4+Fe2(SO4)3+H2O
2 实验内容
2.1 细菌的活化
在250mL锥形瓶中加入冷藏保存的菌液10mL,9K培养基90mL,用1∶1的硫酸调节pH为2.0,塞上塞子用牛皮纸包扎好放入恒温摇床(30℃,120r/min)内活化一周左右使菌种恢复活性,在此期间保持酸度不变。
2.2 用微波和磁场处理水
(1)用微波的不同档和不同时间处理蒸馏水,将处理后的水配制培养基。(2)用永磁铁磁化蒸馏水半小时,一小时,用磁化后的水配制培养基。(3)用微波和磁场联合处理水,用处理后的水配制培养基。
2.3 浸矿实验
用以上配制的培养基中生长的菌浸出黄铜矿中的铜,比较它们的浸出率。具体方法:秤取10克铜矿于250mL锥形瓶中,加入10mL的菌,90mL的培养基,调节pH值为2.0,塞上塞子用牛皮纸
包扎好后放入恒温振荡器里。取样方法:吸取上层清液1mL于100mL容量瓶中,加入10mL10%的酒石酸,用3%的硝酸定容至刻度。
3 结果与讨论
3.1 微波强化细菌浸矿
从图1中可以看出刚开始对照样中的铜浸出率比中低火5分钟和中高火3分钟的效果都好,但是随着时间的推移,特别是11天后中低火5分钟和中高火3分钟都比对照样的快,因此微波处理后的水能够提高菌的活性,从而提高铜的浸出率。
3.2 磁场强化细菌浸矿
从图2中可以看出半小时磁化水刚开始的浸出率比对照样的高,但是随着时间的推移,半小时磁化水几乎和对比的差不多,可能的原因是由于所用的磁铁的磁场强度很小,从半小时磁化水的浸矿比对照样好可以看出磁场强化后还是有利于菌提高浸出率的。
3.3 微波和磁场联合强化后铜的浸出
从图3中可以看出中低火5分钟+半小时磁化水和中高火3分钟+半小时磁化水后的菌在浸出黄铜矿中铜的效率上明显的比对照样的好;浸矿3天的时候对照样比两个优化条件的都高,但是到了15天的时候两个优化的条件下铜浸出率比对照样的高很多,且它们间的差距在不断的增加,因此微波和磁场二次强化更有利于黄铜矿中铜的浸出。
4 结论
本论文对磁场和微波强化细菌浸出黄铜矿作了一系列的研究,通过低品位黄铜矿的浸出实验我们可以得出以下的结论:(1)有菌时黄铜矿中铜的浸出率比没有加菌的条件下的浸出率高。
(2)经微波中低火5分钟和中高火3分钟处理的水配制的培养基能够提高T.f菌的活性,其浸矿效果比普通条件下的菌好。(3)经磁场磁化半小时处理后的水配制的培养基能够提高T.f菌的活性,半小时磁化水中的菌的浸矿效率比普通条件下的菌浸矿效果好,但是磁化一小时后的铜浸矿效率却不如普通条件下的好。(4)微波和磁场联合处理后的菌比普通条件下的菌浸矿效果好,且二者的联合效果比单独的微波和磁场的浸出率都高。
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