的工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及微生物湿法冶金领域，具体涉及一种耐氟菌及其在含氟溶液中氧化 Fe2+为Fe3+的工艺。
【背景技术】
[0002] 微生物湿法冶金分为微生物浸出、微生物氧化、微生物吸附和微生物积累。获得 了工业应用的微生物主要是细菌。细菌浸出（或细菌氧化）的机理主要有细菌直接作用机 理、间接作用机理和协同作用机理(直接间接作用均存在)。细菌间接作用是指矿石被溶液 中Fe3+氧化，这是化学或电化学的过程，并生成Fe2+，而细菌仅参与Fe2+氧化Fe3+这一过程， Fe3+得以再生并氧化矿石，周而复始。
[0003] 从低品位的铀矿石中浸出铀，加入适量的氧化剂能保持体系中有足够高的氧化还 原电位将矿石中难溶的四价铀氧化成易于浸出的六价铀。通常所采用的氧化剂有硫酸高 铁、氯酸钠、氯酸钾、双氧水等。利用硫酸高铁在酸性介质下氧化铀矿，可用下面的氧化还原 反应式表示：
[0004]U02(S) + 2Fe3+ (aq) -U022+(aq)+2Fe2+(aq)
[0005] 利用铁氧化类细菌浸出铀矿石，也是细菌间接作用的过程，细菌氧化Fe2+或铀矿 石中伴生的黄铁矿得到Fe3+，促进铀矿石浸出。浸出溶液通过富集提铀后再返回浸出系统 中。铁氧化细菌和硫酸高铁氧化黄铁矿，可用下面的反应式表示：
[0006]FeS2 + 14Fe3+ + 8H20 - 15Fe2++2S0 广 + 16H+
【主权项】
1. 一种耐氟菌，其特征在于，该菌的分类命名为Acidithiobacillus ferrivorans，保 藏号为CGMCC NO. 7835,保藏日期：2013年7月1日，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理 委员会普通微生物中心CGMCC，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物 研究所。
2. -种驯化或/和培养如权利要求1所述耐氟菌的培养基，其特征在于，所述培养 基组成为：CaCO 3O. 10g/L ~I. 60g/L，MgSO4. 7H200. 50g/L ~12. 94g/L，K2HPO4. 3H200.1 Og/ L ~0.50g/L，Al2(S04)3.18H2020.0g/L ~50.0g/L，Zn S04.7H200.0g/L ~0.06g/ L，Fe2(S04) 30.0g/L ~1.90g/L, NaFO.Og/L ~2.0g/L, NH4F1.60g/L ~6.0g/L， FeSO4 ? 7H2014. 70g/L ~44. 20g/L。
3. 如权利要求2所述的培养基，其特征在于，所述培养基的组成为：CaCO3L 60g/L， MgSO4. 7H2012. 94g/L, K2HPO4. 3H200. 30g/L, Al2(SO4)3. 18H2036. 90g/L, Zn SO4. 7H200. 06g/L, Fe2(SO4)3L 90g/L, NaFL 26g/L, NH4F4. 74g/L, FeSO4 ? 7H2044. 20g/L〇
4. 一种利用如权利要求1所述的耐氟菌在含氟溶液中氧化Fe2+为Fe3+的工艺，其特 征在于，该工艺包括：取含氟溶液，该溶液选自权利要求2所述的培养基或矿山含氟酸性废 水，调节pH = 1. 8~2. 5,调节Fe2+浓度为4. 5g/L~9. 0g/L ;获得的溶液作为培养基接种所 述耐氟菌CGMCC NO. 7835,接种菌液浓度为IO6~IO9个/ml，接种量为溶液总体积的10%~ 30%，揽拌速度为50rpm~200rpm，充气量为0. 3m3/ (m3溶液.min)~0. 6m3/ (m3溶液.min)， 温度为30°C~35°C，培养20~28小时。
5. 如权利要求4所述的工艺，其特征在于，所述矿山含氟酸性废水为铀矿山或铜矿山 利用酸浸工艺提取金属后剩余的废酸液，其pH值为1. 0~4. 0 ;主要成分含量为：K+0.0 lg/ L ~50. 0g/L、Ca2+0. 01g/L ~I. 0g/L、Fe2+0. lg/L ~10. 0g/L、P0广0? 01 ~I. 0g/L、Mg2+0. 05g/ L ~30. 0g/L、Cu2+0.0 g/L ~60. 0g/L、Ni2+0.0 g/L ~72. 0g/L、Pb2+0.0 g/L ~0? 10g/L、 Zn2+O. Og/L ~120. 0g/L，U6+O. Og/L ~I. 0g/L，Al3+O. Og/L ~20. 0g/L，Mn2+O. Og/L ~4. Og/ L ;Hg2+、Ag+、As3+、Mo6+，CN-的浓度均低于 0? 001g/L。
6. 如权利要求4或5所述的工艺，其特征在于，所述工艺步骤按照准备区、稳定增长区、 快速生长区依次进行；各区容积比为，准备区：稳定增长区：快速生长区=1 :4 :2 ;具体操 作如下： (1) 准备区：将培养基和含耐氟菌CGMCC NO. 7835的菌液混合，菌浓度为IO6~IO7个 /ml，菌液的接种量为溶液总体积的10%~30%，停留时间2~4h，pH = 1. 8~2. 5,搅拌速 度 50rpm ~200rpm ; (2) 稳定增长区：停留时间12~2011，温度30~351：，充气量为0.31113八1113溶液，1^11)~ 0? 6m3/ (m3 溶液? min); (3) 快速生长区：停留时间4~8h，温度30~35°C，充气量为0. 3m3Am3溶液.min)~ 0. 6m3/ (m3 溶液? min)。
7. 如权利要求6所述的工艺，其特征在于，所述准备区设置1个生物反应器，稳定增长 区设置4个生物反应器，快速生长区设置2个生物反应器；各反应器的容积相同，均为V，则 准备区进出每个生物反应器的物料流速为V/3 (L/h)，稳定增长区进出每个生物反应器的物 料流速为V/12 (L/h)，快速生长区进出每个生物反应器的物料流速为V/6 (L/h)。
8. -种用于权利要求4-7中任一所述工艺的装置，其特征在于，该装置包括顺序连接 的准备区（I)、稳定增长区（II)和快速生长区（III)，以及充气系统（5)和热水循环装置(8)； 该准备区设置1个生物反应器（1 )，稳定增长区设置4个生物反应器，快速生长区设置 2个生物反应器； 各生物反应器的结构和容积均相同，其上设置温度、PH和Eh监测探头（3)，微孔发泡器 (4)、搅拌器（6)、外层设置热水套筒（7); 该准备区生物反应器的出料口分别连接稳定增长区4个生物反应器的各进料口，该稳 定增长区4个生物反应器的各出料口通过一管道联通，该管道分别连接快速生长区2个生 物反应器的各进料口；输送气、液的管道上设置流量计（9)。
【专利摘要】一种耐氟菌Acidithiobacillus ferrivorans，其已保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（简称CGMCC），保藏号为CGMCC NO.7835。该菌株能适应酸性条件下、含氟溶液环境中生长，具有快速氧化Fe2+为Fe3+的能力。本发明还提供利用该耐氟菌在含氟溶液中氧化Fe2+成Fe3+的工艺，该菌在有毒元素F存在的情况下，能保持高效的活性，利用矿山含氟酸性溶液作为培养基的一部分，实现矿山含氟酸性溶液的循环利用，有利于节约成本和保护环境，生产提供硫酸高铁氧化剂。此工艺具有成本低、转化效率高、环境友好等优点，可以在微生物湿法治金中得到广泛应用。CGMCC NO783520130701
【IPC分类】C12N1-20, C12R1-01, C22B3-18, C22B60-02
【公开号】CN104745496
【申请号】CN201310746048
【发明人】莫晓兰, 温建康, 陈勃伟, 武名麟
【申请人】北京有色金属研究总院
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月30日