专利名称：一种用于锰矿渣浸出的复合菌群的制作方法
技术领域：
本发明属于生物湿法冶金技术领域，具体涉及一种用于锰矿浸出的复合菌群，SP由氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌和钩端螺杆菌组合的混合菌液。
背景技术：
微生物冶金是利用微生物特殊的代谢活动或者代谢产物，将矿石有用的金属元素在较温和的条件下通过浸出、吸附或沉淀等方式提取出来的技术，属于第三代冶金工艺。生物冶金相比传统物理化学方法能耗低、矿石利用度高、对环境友好而被广泛的研究。目前已应用于铜、铀、金、钴、镍、锌等贵重金属的回收。锰是经济发展的必需金属元素之一，在国民经济和国防军事的各个领域均有广泛使用。中国是锰产品出口大国，全球80%以上的锰产品来自于中国。中国锰矿资源虽然储量丰富，但低品位复杂矿石居多。随着富矿的开采殆尽，产生大量的尾矿和矿渣，长期闲置和堆放不仅给企业带来经济负担，也威胁着当地的环境。这类锰矿渣中重金属含量高、锰品位低，无法利用现有技术进行经济、环保地处理。随着国家“十二五”计划的推进，对环保问题越来越重视，相关的法律法规也相继出台。目前绿色生产、节能环保等生产指标已成为锰产品生产企业必须面对的问题。这其中，筛选或建立具有高效浸出性能的微生物或微生物菌群就成为了研究热点。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于锰矿渣浸出的复合菌群，即利用由氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌和钩端螺杆菌组成的复合菌群对锰矿渣进行处理，提高浸出液质量，实现对锰矿渣的综合利用。本发明的复合菌群，由氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌和钩端螺杆菌混合制成的。
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上述的复合菌群中活菌的数目为IO5 IO8 CFU/ml。上述的复合菌群中，氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌和钩端螺杆菌的数量比为I 5:1 5:1 ο制备上述复合菌群所用的培养基，其配方为:1°/Γ5%黄铁矿，0.059Γ0.1%的硫酸铵和0.5%的磷酸二氢钾，pH为2.0-3.0。本发明的复合菌群用于金属锰离子的浸出，使用方法包括有如下的步骤:I)复合菌群生物预浸液的制备将氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌和钩端螺杆菌接种到细菌培养基中，在30° C，ISOrpm条件下进行扩大培养培养完成预浸液的制备；其中细菌培养基中包括3°/Γ5%黄铁矿，0.059Γ0.1%的(NH4) 2S04和0.5%的KH2PO4,培养基PH值为2.5-3.0 ；2)锰矿渣的浸出将锰矿渣与生物预浸液进行混合，锰矿渣的添加质量体积百分比为259Γ50%，常温常压下搅拌反应16 24小时获得浸出液；3)锰浸出液的净化反应完成后，再加入1/1(Γ3/10浸出液体积的预浸液，用氨水调节体系pH至6.4^6.8，混匀后静置2-4小时，完成锰浸出液的净化。本发明的复合菌群预浸液可以高效的浸出锰矿渣中的金属离子，预浸渣可以很好地净化锰浸出液。而且，与菌群相应的方法包括预浸液的制备和以制备得到的预浸液浸出锰矿渣的工艺，浸出液的后续处理工艺，制得处理后的溶液质量能够满足制备工业级硫酸锰、碳酸锰和电解锰的要求。
具体实施例方式本发明的菌群用到了氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans,ATCC编号8085)和氧化亚铁硫杆菌(A ferrooxidans，ATCC编号13598)，钩端螺杆菌(Leptospirillums ferroxidans, ATCC编号49879)这三种菌来自美国模式培养物研究所(ATCC)。其所用到的培养基的质量百分比组分如下:1°/Γ5%黄铁矿，0.059Γ0.1%的(NH4)2SO4和0.5%的KH2PO4,余量为水。培养基初始pH以ION的硫酸调节至2.0-3.0之间，体系在30° C，180rpm条件下进行培养。本发明所涉及的黄铁矿，属于市售可购买到的黄铁矿产品，锰矿渣是高品位锰矿经过冶炼处理后，无法使用现有工艺进一步回收处理的，品位在5%以下的尾矿、矿渣。一、复合菌群的制备首先制备菌群扩大培养所用到的培养基，培养基的配方如下:19Γ5%黄铁矿，0.059Γ0.1%的 硫酸铵和0.5%的磷酸二氢钾，pH为2.0-3.0。然后，将氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans, ATCC 编号 8085)和氧化亚铁硫杆菌(Aferrooxidans, ATCC 编号 13598),钩端螺杆菌(Leptospirillums ferroxidans, ATCC 编号49879)这三种菌分别接种到培养基中，30° C，180rpm条件下进行扩大培养，然后将扩大培养的菌液进行混合制成复合菌群。其中氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌和钩端螺杆菌的数量比为I 5:1 5:1，复合菌群中活菌的数目为IO7 IO9 CFU/ml。二、复合菌群的应用( I)生物预浸液的制备制备混合菌浸出液的细菌培养基包括1°/Γ5%黄铁矿，0.059Γ0.1%的(NH 4) 2S04和
0.5%的KH2PO4,培养基初始pH以10N的硫酸调节至2.0-3.0之间，体系在30。C，180rpm条件下进行培养。混合菌群预浸黄铁矿的过程中，以EDTA法测定溶液中总铁含量，当溶液中的总铁含量达到加入黄铁矿总量的50-75%时，视为完成预浸液的制备。(2)锰矿渣的浸出以制备完成的混合菌群预浸液对矿渣进行处理，将锰矿渣与生物预浸液进行混合，比例为25°/Γ50% (W/V)，常温常压下搅拌反应16 24小时。(3)浸出液的净化反应完成后，加入1/10-3/10体积的预浸液(包括浸洛)，用氨水调节体系pH至
6.4^6.8左右，混匀后静置2-4小时，完成浸出液的净化。
由于生物浸出和浸锰渣是分步进行，使得锰矿渣的浸出反应在很低的液固比下完成，突破了在生物浸矿时，需要维持较高液固比以保证微生物生长的痼疾，即提高了生物预浸液的利用效率，也使得浸出溶液的Mn离子浓度在一个较适于后续深加工的的范围，降低了生产的成本；浸出中没有加入硫酸，节省了成本的同时，提高了体系PH，为后续pH调节步骤也节约了氨水的使用；以生物预浸液作为净化剂，节省了使用其他净化剂的成本，进一步降低了回收成本。实施例1( I)生物预浸液的制备在500ml三角瓶中加入IOOml水，3克黄铁矿(含铁35%，硫46%)，0.1克(NH4) 2S04和0.5克的KH2PO4,用ION硫酸调节初始pH至2.5。接入20ml的三种微生物的复合菌群，复合菌群中细菌的数量为5.3xl08 CFU/ml，其中氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌和钩端螺杆菌的数量比为3:3.5:1。在30° C，180rpm条件下进行有氧培养。以EDTA法对溶液中的可溶性总铁进行测定，当溶液中的可溶性总铁比例占到加入黄铁矿中所含铁总量的70%时，预浸液制备完成。(2)锰矿渣的浸出取50ml混匀的预浸液，加入13g锰矿渣(含锰量2%)，在30° C以50rpm转速反应16小时。(3)浸出液的净化在浸锰渣体系中加入5ml的生物预浸液(混匀，包括浸渣)，用氨水调节pH至6.8，混匀后在室温下静置3小时，检测溶液质量，结果见下表。表1:复合菌液的对锰矿渣浸出液的检测结果
权利要求
1.一种用于锰矿渣浸出的复合菌群，所述的复合菌群由氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌和钩端螺杆菌混合制成的。
2.如权利要求1所述的复合菌群，其中细菌的数目为IO5 IO8CFU/ml。
3.如权利要求1所述的复合菌群，其特征在于所述的氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌和钩端螺杆菌的数量比为I 5:1 5:1。
4.制备权利要求1所述的复合菌群所用的培养基，其配方为:19Γ5%黄铁矿，0.059Γ0.1%的硫酸铵和0.5%的磷酸二氢钾，pH为2.0-3.0。
5.权利要求1所述的复合菌群在锰矿渣浸出金属锰离子中的应用。
6.如权利要求5所述的应用，包括有如下的步骤: O复合菌群生物预浸液的制备 将氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌和钩端螺杆菌接种到细菌培养基中，在30° C，ISOrpm条件下进行扩大培养培养完成预浸液的制备； 其中细菌培养基中包括3°/Γ5%黄铁矿，0.059Γ0.1%的(NH4) 2S04和0.5%的KH2PO4,培养基 pH 值为 2.5-3.0 ； 2)锰矿渣的浸出 将锰矿渣与生物预浸液进行混合，锰矿渣的添加质量体积百分比为259Γ50%，常温常压下搅拌反应16 24小时获得浸出液； 3)锰浸出液的净化 反应完成后，再加入1/10-3/10浸出液体积的预浸液,用氨水调节体系pH至6.4^6.8，混匀后静置2-4小时，完成锰浸出液的净化。
全文摘要
本发明的目的是提供一种用于锰矿渣浸出的复合菌群，即利用由氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌和钩端螺杆菌组成的复合菌群对锰矿渣进行处理，提高浸出液质量，实现对锰矿渣的综合利用。本发明的复合菌群预浸液可以高效的浸出锰矿渣中的金属离子，预浸渣可以很好地净化锰浸出液。而且，与菌群相应的方法包括预浸液的制备和以制备得到的预浸液浸出锰矿渣的工艺，浸出液的后续处理工艺，制得处理后的溶液质量能够满足制备工业级硫酸锰、碳酸锰和电解锰的要求。
文档编号C12N1/20GK103243049SQ20131017407
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月13日 优先权日2013年5月13日
发明者韩一凡, 王兴彪, 王敬敬, 张小霞, 马皛梅, 黄志勇 申请人:中国科学院天津工业生物技术研究所