本发明涉及微生物湿法冶金技术领域，具体涉及一种利用微生物脱除含钒页岩中硫的方法。
背景技术：
钒属于稀有金属，是一种重要的战略资源，作为添加剂，着色剂及催化剂等广泛应用于钢铁冶金行业、玻璃、陶瓷及石油化工工业。近些年来，随着经济的发展，国内外市场对钒产品的需求量逐年增加。
含钒页岩也叫石煤，是一种低品位的钒资源，其中五氧化二钒品位在0.5wt％以上的储量为7797.5万吨，是我国一种特有的钒资源。从含钒页岩中提钒一直是研究的热点。含钒页岩中钒的赋存状态大多以三价为主，该价态下的钒较难溶于水或酸，故工业上常采用焙烧的方法将其氧化成可溶的四价或五价钒。总体来说，对这些资源典型提钒方法主要有以下几种：(1)钠化焙烧-酸(水)浸工艺；(2)空白(氧化)焙烧-酸(水)浸工艺；(3)钙化焙烧-碱浸工艺；(4)复合添加剂焙烧-酸(水)浸。
值得注意的是，由于硫的存在，使得含钒页岩在焙烧过程中会形成二氧化硫等酸性气体的产生，给环境造成了不可避免的污染。近年来，国家对环境保护的要求越来越高，如何有效的减少含钒页岩焙烧提钒工艺中含硫气体的排放成为研究的难点之一。因此，寻求一种较为经济合理且有效脱除含钒页岩中硫的方法势在必行。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种含钒页岩微生物脱硫的方法，解决含钒页岩脱硫的技术难题，实现含钒页岩中硫的高效脱除。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种含钒页岩微生物脱硫的方法，包括以下步骤：
1)将含钒页岩磨碎至-74μm以下，加水配置成质量浓度为5～30％的矿浆，同时配置9K培养基，将矿浆与9K培养基置于灭菌器中，灭菌3～10min；
2)采用浓度为20wt％的硫酸对矿浆进行酸度调节，使其中pH值调至1.5～3.0，酸平衡24h；
3)将细菌接种于9K培养基，20％的硫酸将pH值调至1.8，温度为10～35 ℃，在振荡器中转速为150～180rpm培养10-15d，收获细菌浓度≥1.0×108个/mL；
4)将细菌接种于矿浆中形成浸出体系，将浸出体系置于恒温振荡器中，温度控制在10～35℃内，转速为150～180rpm，氧化脱硫时间为5～60d，然后进行固液分离，收集滤渣，水洗2～3次并干燥后即为脱除硫元素的含钒页岩。
上述方法中所述细菌为高效硫氧化菌，其菌种分类名称为：硫氧化酸硫杆状菌(Acidithiobacillus thiooxidans)Retech DW-Ⅱ，现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，地址为：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，保藏日期为2014年9月10日，保藏编号：CGMCC NO.9625。
更进一步地，所述的步骤1)中矿粉粒度为-74μm占50％以上。
更进一步地，所述的步骤2)中矿浆的质量浓度为5～20％，灭菌5～8min。
更进一步地，所述的步骤1)中9K培养基配方为：(NH4)2SO43.0g；KCl 0.10g；K2HPO40.50g；MgSO4.7H2O 0.50g；Ca(NO3)20.01g；FeSO4.7H2O 44.40g和蒸馏水1000.00mL。
更进一步地，所述的步骤4)中细菌接种量为10～20％(体积比)，接种后溶液中细菌浓度为1.0×107～2.0×107个/mL。
更进一步地，所述的步骤4)中氧化脱硫体系温度为15～30℃，时间为10～30d。
本发明的有益效果在于：本发明提供一种含钒页岩微生物脱硫的方法，通过添加高效硫氧化菌，使含钒页岩中的硫元素氧化溶出，使得后续焙烧工艺中形成的二氧化硫气体大大减少，降低对环境造成的污染，其中硫的脱出率>80％。适用于各种含硫含钒页岩的的微生物氧化脱硫。
该方法操作简便，生产成本低，对环境友好，且能氧化脱除含钒页岩中的部分铁(>20％)，进一步降低含钒页岩中的杂质干扰，为后续的含钒页岩的焙烧提钒技术提供有力支持，具有相当广阔的工业应用前景。
附图说明
图1为本发明的含钒页岩微生物脱硫的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例详细介绍本发明。但以下的实施例仅限于解释本发明，本发明的保护范围应包括权利要求的全部内容，不仅仅限于本实施例。
实施例1
工艺流程如图1所示，将湖北地区某含钒页岩(主要化学成分如表1所示) 磨碎至粒度为-74μm占50％以上，用水配制成矿浆浓度为10％的溶液，采用浓度为20wt％的硫酸进行酸平衡24h后，使pH稳定在～1.8。然后将高效硫氧化菌Retech DW-Ⅱ接入矿浆中，细菌接种量为15％(体积比)，接种后溶液中细菌浓度细菌为1.5×107个/mL，接种后溶液pH值为～1.7。设定温度为15℃，振荡器转速为160rpm，周期30d。氧化脱硫结束后进行固液分离，滤渣用清水洗3次，将渣晾干后送样测其中硫、铁的含量。
经测定，本发明的利用高效脱硫菌脱除含钒页岩中硫的方法，该含钒页岩中硫的脱除率为85.32％，铁的脱除率为21.32％。
表1.湖北地区某含钒页岩成分，wt％
实施例2
工艺流程如图1所示，将江西地区某含钒页岩(主要化学成分如表2所示)磨碎至粒度为-74μm占80％以上，配制成矿浆浓度为20％的溶液，采用浓度为20wt％的硫酸进行酸平衡24h后，使pH稳定在～1.9。然后将高效硫氧化菌Retech DW-Ⅱ接入矿浆中，细菌接种量为20％(体积比)，接种后溶液中细菌浓度细菌为2.0×107个/mL，接种后溶液pH值为～1.8。设定温度为30℃，振荡器转速为160rpm，周期10d。氧化脱硫结束后进行固液分离，滤渣用清水洗2次，将渣晾干后送样测其中硫、铁、镁的含量。
经测定，利用本发明的高效脱硫菌用于脱除含钒页岩中硫的方法，该含钒页岩中硫的脱除率为87.45％，铁脱除率为22.76％。
表2.江西地区某含钒页岩成分，wt％
综上所述，本发明提供一种含钒页岩微生物脱硫的方法，通过添加高效硫氧化菌，使含钒页岩中的硫元素氧化溶出，使得后续焙烧工艺中形成的二氧化硫气体大大减少，降低对环境造成的污染，其中硫的脱出率>80％。该适用于各种含硫含钒页岩的的微生物氧化脱硫。
该方法操作简便，生产成本低，对环境友好，且能脱除含钒页岩中的部分铁(>20％)，进一步降低含钒页岩中的杂质干扰，为后续的含钒页岩的焙烧提钒技术提供有力支持，具有相当广阔的工业应用前景。
本发明未详细阐述部分属于本领域技术人员的公知技术。