一种微生物浸矿装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及生物浸矿领域，具体涉及一种微生物浸矿装置，尤其涉及一种用于在恒定电位条件下研究矿物浸出动力学的生物浸矿装置。


背景技术：

[0002]
嗜酸微生物在硫化矿氧化中扮演着重要角色。它与生物冶金矿山中铜、金的提取关系密切。如cn102337228a公开了一种嗜热嗜酸菌及低品位原生硫化铜矿微生物分段浸出工艺，工艺包括以下步骤：(1)、将嗜温嗜酸菌、中等嗜热嗜酸菌、嗜热嗜酸菌，经驯化及放大培养，获得适应性浸矿菌株；(2)、将矿石粉碎后筑堆，并在堆内埋设温度探头；(3)、筑堆后的矿石首先用稀硫酸溶液喷淋，中和矿石中的碱性脉石；(4)、将(1)中放大培养的嗜温嗜酸菌、中等嗜热嗜酸菌、嗜热嗜酸菌根据堆内温度的升高以喷淋或滴淋的方式分别加至堆筑好的矿堆上；(5)、浸出工序中出来的浸出液送至金属回收工序。其利用浸矿菌氧化硫化矿物产生热量，逐步提高矿堆内部温度，通过分段加入嗜温嗜酸菌、中等嗜热嗜酸菌和嗜热嗜酸菌，可实现低品位原生硫化铜矿的高温堆浸，提高原生硫化铜矿的浸出率。适用于开发低品位原生硫化铜矿资源。
[0003]
cn104152691a公开了一种露天剥离硫化铜矿的生物堆浸工艺，将铜品位低，氧化度高的硫化铜矿粉碎、筛分后堆筑，水和稀硫酸先后滴淋，调节ph值，然后用常温嗜酸菌和中温嗜酸菌根据温度变化先后滴淋，置换浸出液中的铜。该工艺具有工艺简单、流程短、污染小以及能够处理低品位硫化铜矿等诸多优点；采用的浸矿菌分布广泛，易于获得。
[0004]
cn104607443a公开了一种利用膜生物反应器培养生物淋滤液处理固体废弃物的方法，属于固体废物资源化处理技术领域。这是第一次将膜生物反应器应用于生物淋滤液培养和再生并用于危险固废无害化和资源化处理。在生物反应器内设置一组膜组件。通过调节曝气量、搅拌转速和营养物质浓度等控制淋滤菌株的生长和代谢。当淋滤菌株浓度达到稳定期时，启动进水和出水使膜生物反应器达到恒化状态，并利用膜的截留作用富集淋滤菌株，以此提高生物淋滤液的产量。此实用新型有效解决了淋滤菌株生长缓慢、生物量小、淋滤效能低、淋滤周期长等诸多问题。其工艺简单、操作方便、安全性高、节能能耗、应用范围广、适合于不同固废的无害化和资源化处理。
[0005]
因此，了解嗜酸细菌存在条件下硫化矿物的氧化规律对抑制酸性矿山废水和高效提取目的金属具有重要作用。
[0006]
硫化矿的微生物浸矿是指用含微生物的溶剂从矿石中溶解有价金属的方法。生物冶金机理目前被广泛认可的是“接触作用”与“非接触作用”。“接触作用”指吸附在矿物表面的微生物通过络合于表面聚合物中的fe
3+
来氧化硫化矿物。“非接触作用”指微生物通过氧化溶解于溶液的fe
2+
成为fe
3+
，而fe
3+
氧化硫化矿。
[0007]
而现有的生物浸矿装置大部分将微生物与矿物置于同一反应器中，这使得“接触作用”与“非接触作用”同时存在，无法研究两种作用的贡献。并且由于微生物氧化亚铁微生物的存在，微生物氧化亚铁使溶液电位不断升高，而不能降低溶液电位，使整个矿物动力学
研究存在巨大偏差。


技术实现要素：

[0008]
鉴于现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种微生物浸矿装置，实现矿物与微生物分离，使细菌仅发挥“非接触作用”。通过研究不同电位下有无吸附微生物矿物浸出率的差异了解硫化矿物生物氧化过程中“接触作用”与“非接触作用”的贡献。杜绝了“接触作用”。并且恒定溶液电位。使研究不同电位下“接触作用”与“非接触作用”成为可能。从而提出针对性的硫化矿物浸出方案。
[0009]
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
[0010]
本实用新型提供了一种微生物浸矿装置，所述生物浸矿装置包括浸矿单元、电位调控单元及微生物培养单元；
[0011]
所述浸矿单元的出液口和所述电位调控单元的进液口相连接；
[0012]
所述电位调控单元的出液口和所述微生物培养单元的进液口相连接；
[0013]
所述浸矿单元的进液口和所述微生物培养单元的出液口之间设有微生物过滤装置；
[0014]
所述浸矿单元和所述微生物过滤装置之间设置有输送单元；
[0015]
所述浸矿单元与所述电位调控单元和氧化还原电位控制器相连接。
[0016]
本实用新型提供的装置，实现了矿物与微生物分离，使细菌仅发挥“非接触作用”。通过研究不同电位下有无吸附微生物矿物浸出率的差异了解硫化矿物生物氧化过程中“接触作用”与“非接触作用”的贡献。杜绝了“接触作用”。并且恒定溶液电位。使研究不同电位下“接触作用”与“非接触作用”成为可能。从而提出针对性的硫化矿物浸出方案。
[0017]
作为本实用新型优选的技术方案，所述浸矿单元为带有控温装置和搅拌装置的密闭反应器。
[0018]
作为本实用新型优选的技术方案，所述电位调控单元包括电解装置；
[0019]
所述浸矿单元的出液口和所述电解装置的进液口相连接；
[0020]
所述电解装置的出液口和所述微生物培养单元的进液口相连接。
[0021]
作为本实用新型优选的技术方案，所述电解装置包括电解槽、电极和电源；
[0022]
所述电解槽连接有药剂输送单元；
[0023]
所述药剂输送单元包括依次连接的液泵和药剂存储装置；
[0024]
所述液泵和所述电解槽相连接。
[0025]
作为本实用新型优选的技术方案，所述液泵和所述电源与所述氧化还原电位控制器相连接。
[0026]
作为本实用新型优选的技术方案，所述微生物过滤装置为带有滤膜的过滤装置。
[0027]
作为本实用新型优选的技术方案，所述微生物培养单元为带有控温装置和搅拌装置的密闭反应器。
[0028]
作为本实用新型优选的技术方案，所述浸矿单元的出液口处设置有滤布。
[0029]
本实用新型中，浸矿单元出液口设置的滤布，可以防止矿物颗粒被泵出反应器。
[0030]
作为本实用新型优选的技术方案，所述微生物过滤装置内还设有支撑孔板；
[0031]
所述滤膜设置于所述支撑孔板上。
[0032]
本实用新型中，所述滤膜为微孔滤膜，所述支撑孔板上设置的圆孔方便溶液渗透，同时还可以增加滤膜强度。
[0033]
作为本实用新型优选的技术方案，所述浸矿单元中设置有氧化还原电位电极；
[0034]
所述输送单元包括液泵；
[0035]
所述氧化还原电位电极和所述氧化还原电位控制器相连接。
[0036]
本实用新型中，当电位高于控制值时，控制器控制直流电源工作，电解还原三价铁离子为二价铁离子，降低溶液电位。当溶液电位低于控制值时控制器控制蠕动泵工作，向电解池中加入稀释的氧化剂，氧化二价铁离子提高电位。
[0037]
以达到溶液电位相对稳定。
[0038]
本实用新型中的控温装置为升温装置和降温装置等，只需保证反应体系中的温度在设定的范围内即可。
[0039]
本实用新型提供的装置在研究“接触作用”时，只需将微生物过滤装置进行拆除或在液泵和微生物培养单元之间设置管路支路或将微生物过滤装置中的滤膜拆除即可实现。
[0040]
与现有技术方案相比，本实用新型至少具有以下有益效果：
[0041]
本实用新型提供的装置可以实现矿物与微生物分离，使细菌仅发挥“非接触作用”。通过研究不同电位下有无吸附微生物矿物浸出率的差异了解硫化矿物生物氧化过程中“接触作用”与“非接触作用”的贡献。杜绝了“接触作用”。并且恒定溶液电位。使研究不同电位下“接触作用”与“非接触作用”成为可能。从而提出针对性的硫化矿物浸出方案。
附图说明
[0042]
图1是本实用新型实施例1提供装置的示意图；
[0043]
图中：1-浸矿单元，2-电位调控单元，3-微生物培养单元，4-微生物过滤装置，5-输送单元，6-氧化还原电位控制器，7-药剂输送单元，7.1-药剂存储装置，7.2-液泵。
[0044]
下面对本实用新型进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
[0045]
为更好地说明本实用新型，便于理解本实用新型的技术方案，本实用新型的典型但非限制性的实施例如下：
[0046]
实施例1
[0047]
本实施例提供一种微生物浸矿装置，如图1所示，所述生物浸矿装置包括浸矿单元1、电位调控单元2及微生物培养单元3；
[0048]
所述浸矿单元1的出液口和所述电位调控单元2的进液口相连接；
[0049]
所述电位调控单元2的出液口和所述微生物培养单元3的进液口相连接；
[0050]
所述浸矿单元1的进液口和所述微生物培养单元3的出液口之间设有微生物过滤装置4；
[0051]
所述浸矿单元1和所述微生物过滤装置4之间设置有输送单元5；
[0052]
所述浸矿单元1与所述电位调控单元2和氧化还原电位控制器6相连接。
[0053]
所述浸矿单元1为带有控温装置和搅拌装置的密闭反应器。
[0054]
所述电位调控单元2包括电解装置；
[0055]
所述浸矿单元1的出液口和所述电解装置的进液口相连接；
[0056]
所述电解装置的出液口和所述微生物培养单元3的进液口相连接。
[0057]
所述电解装置包括电解槽、电极和电源；
[0058]
所述电解槽连接有药剂输送单元7；
[0059]
所述药剂输送单元7包括依次连接的液泵7.2和药剂存储装置7.1；
[0060]
所述液泵7.2和所述电解槽相连接。
[0061]
所述液泵7.2和所述电源与所述氧化还原电位控制器6相连接。
[0062]
所述微生物过滤装置4为带有滤膜的过滤装置。
[0063]
所述微生物培养单元3为带有控温装置和搅拌装置的密闭反应器。
[0064]
所述浸矿单元1的出液口处设置有滤布。
[0065]
所述微生物过滤装置4内还设有支撑孔板；
[0066]
所述滤膜设置于所述支撑孔板上。
[0067]
所述浸矿单元1中设置有氧化还原电位电极；
[0068]
所述输送单元5包括液泵；
[0069]
所述氧化还原电位电极和所述氧化还原电位控制器6相连接。
[0070]
应用例
[0071]
本应用例提供了微生物浸矿装置的具体应用过程：
[0072]
提供-200目的黄铁矿；
[0073]
提供浓度为107个/ml的微生物菌剂；
[0074]
将黄铁矿加入浸矿装置中；
[0075]
将微生物菌剂加入微生物培养装置中；
[0076]
开始浸出时，装置中整个液相中铁的浓度为9g/l；
[0077]
所述黄铁矿的添加量为开始浸出时液相质量的5％；
[0078]
调控两个装置中的作业温度为60℃；
[0079]
调整氧化还原电位控制器的电位至430mv；
[0080]
进而研究该电位下有无吸附微生物矿物浸出率的差异了解硫化矿物生物氧化过程中“非接触作用”的贡献；
[0081]
之后通过调节氧化还原电位控制器电位来研究不同电位下的“非接触作用”。
[0082]
通过上述实施例和应用例的结果可知，本实用新型提供的装置可以实现矿物与微生物分离，使细菌仅发挥“非接触作用”。通过研究不同电位下有无吸附微生物矿物浸出率的差异了解硫化矿物生物氧化过程中“接触作用”与“非接触作用”的贡献。杜绝了“接触作用”。并且恒定溶液电位。使研究不同电位下“接触作用”与“非接触作用”成为可能。从而提出针对性的硫化矿物浸出方案。
[0083]
申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细结构特征，但本实用新型并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的
保护范围和公开范围之内。
[0084]
以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0085]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0086]
此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

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