專利名稱：一種細菌脫除高硫鋁土礦中雜質(zhì)硫的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種細菌脫除高硫鋁土礦中雜質(zhì)硫的方法。涉及一種鋁土礦細菌浸礦脫硫的方法。
背景技術(shù)：
高硫型鋁土礦含有的主要硫化礦物有黃鐵礦(FeS2)及其異構(gòu)體白鐵礦和膠黃鐵礦以及石膏CaSO4一類硫酸鹽。在黃體礦含量較高的鋁土礦中，黃鐵礦在180℃開始與堿溶液反應(yīng)，并隨溫度及堿濃度的提高而加劇，白鐵礦特別是膠黃鐵礦更易被堿溶液分解。其反應(yīng)機理為鐵的硫化物首先分解成二硫化鈉，高溫下二硫化鈉在鋁酸鈉溶液中不穩(wěn)定，又分解生成硫化鈉和硫代硫酸鈉，最終氧化成硫酸鈉進入到溶液中。由于硫在氧化鋁生產(chǎn)中會逐漸氧化成硫酸鹽并積累在流程中，給氧化鋁生產(chǎn)和操作帶來不少困難和危害，因此還未開發(fā)利用。
拜耳法生產(chǎn)要求礦石中的硫含量低于0.7％，甚至越低越好。有效排除高硫鋁土礦中的硫雜質(zhì)，對開辟新的氧化鋁生產(chǎn)資源顯得十分必要。
微生物可以通過多種途徑對礦物作用，將礦物中的有價元素轉(zhuǎn)化為溶液中的離子。目前生物冶金的研究對象主要是利用鐵、硫氧化細菌進行銅、鈾、金、鎳等幾乎所用硫化礦的浸出。已報告可用于浸礦的微生物微生物有20多種，主要有氧化亞鐵硫桿菌(Thiobacillusferrooxidans(T.f))、氧化硫硫桿菌(Thiobacillus thiooxidans(T.t))、氧化亞鐵鉤端螺菌(Leptospirillum ferrooxidans(L.f))。目前主要應(yīng)用于煤炭脫硫、煙道氣脫硫、生產(chǎn)廢氣脫硫以及銅、金、鎳、鈷等金屬的生物冶金浸礦工藝，取得顯著效果，但在高硫鋁土礦脫硫方面尚未見報道，細菌浸出可以脫除高硫鋁土礦中大部分的雜質(zhì)硫。對高硫鋁土礦的高效利用具有十分重大的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述已有技術(shù)中，存在的高硫鋁土礦中的雜質(zhì)硫在氧化鋁技術(shù)難題，提供一種能有效脫除高硫鋁土礦中雜質(zhì)硫、實現(xiàn)利用高硫鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁目的的細菌脫除高硫鋁土礦中雜質(zhì)硫的方法。
一種細菌脫除高硫鋁土礦中雜質(zhì)硫的方法，其特征在于是采用篩選馴化得到的氧化亞鐵嗜酸硫桿菌Acidithiobacillus ferrooxidans對高硫鋁土礦進行浸礦脫硫的。
本發(fā)明的一種細菌脫除高硫鋁土礦中雜質(zhì)硫的方法，其特征在于篩選馴化得到的氧化亞鐵嗜酸硫桿菌Acidithiobacillus ferrooxidans是從高硫煤礦礦坑水中篩選到的，在中國專利局指定的保藏單位中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心保藏，保藏號為CGMCC NO.1832，此菌具有在酸性條件下浸出高硫鋁土礦中的雜質(zhì)硫的能力。
本發(fā)明的一種細菌脫除高硫鋁土礦中雜質(zhì)硫的方法，其特征在于其對高硫鋁土礦進行浸礦脫硫的過程是將鋁土礦進行破碎、磨礦后，采用用水配制的細菌培養(yǎng)基的進行浸礦；浸礦的礦漿重量濃度為5％-30％，浸礦溫度為25℃-35℃，搖床轉(zhuǎn)速150-250r/min，接種量富集菌液的體積濃度5％-10％，浸出時間10-20天，浸礦后經(jīng)過抽濾、洗滌脫硫。
本發(fā)明的一種細菌脫除高硫鋁土礦中雜質(zhì)硫的方法，其特征在于用水配制的細菌培養(yǎng)基為改良的9K-培養(yǎng)基，其培養(yǎng)基加入(NH4)2SO43g，K2HPO40.5g，Ca(NO3)20.01g，MgSO4.7H2O0.5g，KCl 0.1g，加H2O 1000mL，pH用1∶1 H2SO4調(diào)為1.5～2.0，過濾除菌。
本發(fā)明的一種細菌脫除高硫鋁土礦中雜質(zhì)硫的方法，其特征在于接種的是對數(shù)期生長的富集菌液。
本發(fā)明的一種細菌脫除高硫鋁土礦中雜質(zhì)硫的方法，其特征在于氧化亞鐵嗜酸硫桿菌的形態(tài)和培養(yǎng)條件為1)該菌是一類化能自養(yǎng)菌，需氧嗜酸，革蘭氏陰性，寬為0.3～0.5μm，長為1.0～2.0μm，最適生長溫度為25～35℃，pH值范圍為1.5～3.0。
2)該菌在改良的9K培養(yǎng)基中生長，液體培養(yǎng)基(NH4)2SO43g，K2HPO40.5g，Ca(NO3)20.01g，MgSO4.7H2O 0.5g，KCl 0.1g，F(xiàn)eSO4.7H2O 22.5g，加H2O 1000mL，pH用1∶1H2SO4調(diào)為1.5～2.0，過濾除菌。
本發(fā)明的一種細菌脫除高硫鋁土礦中雜質(zhì)硫的方法，其特征在于該菌株是用含硫量大于3.8％的高硫鋁土礦馴化而來。
本發(fā)明的一種細菌脫除高硫鋁土礦中雜質(zhì)硫的方法，其特征在于細菌是在鋁土礦礦漿濃度從1％逐漸增加至10％的條件下被馴化。
本發(fā)明的方法，針對含有黃鐵礦以及其它的硫化物的鋁土礦，用從高硫煤礦礦坑水中分離到具有氧化亞鐵離子、元素硫和硫化物能力的氧化亞鐵嗜酸硫桿菌，以不含亞鐵離子的9K培養(yǎng)基為介質(zhì)，用含硫量大于3.8％的高硫鋁土礦進行馴化培養(yǎng)，馴化過程逐漸增加鋁土礦的礦漿濃度(1％，2％，5％，10％)，得到高效硫桿菌浸礦菌株。通過對馴化菌種接種新鮮9K-培養(yǎng)基中判斷菌株的適應(yīng)能力，適應(yīng)菌株重新接種以檢測其浸出能力。
該混合菌株對高硫鋁土礦的浸礦研究，高硫鋁土礦經(jīng)破碎，細磨后礦樣粒度-0.35mm占75％以上就可進行浸礦，浸礦液是用水配制的不加亞鐵離子的9K培養(yǎng)基，無需滅菌，pH1.5-2.0。取馴化培養(yǎng)液接種于9K培養(yǎng)基中，細菌培養(yǎng)到指數(shù)生長期時，用于浸礦液接種?？刂茰囟?5-30℃，轉(zhuǎn)速150-250r/min，礦漿濃度5％-30％，接種量5％-10％，浸出10-20天，硫含量為0.2％-0.6％，脫硫率達到80％以上，X-衍射圖譜分析高硫鋁土礦細菌浸出后FeS2的特征吸收峰消失，Al2O3回收率達到97％以上。
本發(fā)明的方法，應(yīng)用細菌浸出的方法，浸出高硫鋁土礦中的雜質(zhì)硫，脫硫后鋁土礦物化性質(zhì)無影響，能夠直接用于拜耳法生產(chǎn)氧化鋁。


圖1為本發(fā)明的采用的氧化亞鐵硫桿菌的SEM形態(tài)；圖2為實施例1中的原礦石的X-衍射圖譜；圖3為實施例1中礦石在無菌條件下浸出20天后的X-衍射圖譜；圖4為實施例1中細菌浸出后礦石的X-衍射圖譜。
具體實施例方式
一種細菌脫除高硫鋁土礦中雜質(zhì)硫的方法，采用篩選馴化得到的氧化亞鐵嗜酸硫桿菌Acidithiobacillus ferrooxidans對高硫鋁土礦進行浸礦脫硫的。其對高硫鋁土礦進行浸礦脫硫的過程是將鋁土礦進行破碎、磨礦后，采用用水配制的細菌培養(yǎng)基的進行浸礦；浸礦的礦漿重量濃度為5％-30％，浸礦溫度為25℃-35℃，搖床轉(zhuǎn)速150-250r/min，接種量富集菌液的體積濃度5％-10％，浸出時間10-20天，浸礦后經(jīng)過抽濾、洗滌脫硫。
實施例1從高硫煤礦礦坑水中分離到具有氧化亞鐵離子、元素硫和硫化物能力的氧化亞鐵硫桿菌富集菌株，以不含亞鐵離子的9K培養(yǎng)基(M9K-)為介質(zhì)，用含硫量為3.83％的高硫鋁土礦進行馴化培養(yǎng)，馴化過程逐漸增加鋁土礦的礦漿濃度(1％，2％，5％，10％)，得到高效硫桿菌混合菌株，細菌的SEM圖見圖1。
篩選馴化得到的氧化亞鐵硫桿菌富集菌株對高硫鋁土礦進行浸礦，高硫鋁土礦經(jīng)破碎，細磨后礦樣粒度＜40目，浸礦液是用自來水配制的不加亞鐵離子的9K培養(yǎng)基，無需滅菌。取馴化培養(yǎng)液接種于9K培養(yǎng)基中，細菌培養(yǎng)到指數(shù)生長期時，用于浸礦試驗的接種。浸出體系pH 2.0，搖床轉(zhuǎn)速200r/min，浸出礦物硫含量3.83％，浸礦溫度30℃，接種量5％，浸出10天，在不同的礦漿濃度下浸礦脫硫?qū)嶒炓姳?。
表1 不同礦漿濃度浸礦脫硫效果

實施例2其它條件同例1。浸出體系pH 2.0，搖床轉(zhuǎn)速250r/min，浸出礦物硫含量3.83％，浸礦溫度25℃，接種量10％，礦漿濃度10％，浸出20天后礦物硫含量為0.55％，脫硫率86.96％，Al2O3回收率97.21％。
實施例3其它條件同例1。浸出體系pH 1.5，搖床轉(zhuǎn)速150r/min，浸出礦物硫含量3.83％，浸礦溫度30℃，接種量10％，浸出15天后礦物硫含量為0.81％，脫硫率80.97％，Al2O3回收率92.49％。
實施例4其它條件同例1。浸出體系pH 2.0，搖床轉(zhuǎn)速200r/min，浸出礦物硫含量0.68％，浸礦溫度30℃，接種量5％，礦漿濃度10％，浸出20天后礦物硫含量為0.20％，脫硫率71.62％，Al2O3回收率97.49％。
實施例5其它條件同例1。浸出體系pH 2.0，搖床轉(zhuǎn)速200r/min，浸出礦物硫含量0.68％，浸礦溫度30℃，接種量5％，礦漿濃度10％，浸出15天后礦物硫含量為0.24％，脫硫率66.72％，Al2O3回收率95.30％。
實施例6其它條件同例1。浸出體系pH 2.0，搖床轉(zhuǎn)速200r/min，浸出礦物硫含量0.68％，浸礦溫度30℃，接種量10％，礦漿濃度10％，浸出10天后礦物硫含量為0.26％，脫硫率62.99％，Al2O3回收率97.90％。
實施例7其它條件同例1。浸出體系pH 2.0，搖床轉(zhuǎn)速200r/min，浸出礦物硫含量0.68％，浸礦溫度30℃，接種量5％，礦漿濃度5％，浸出15天后礦物硫含量為0.19％，脫硫率74.29％，Al2O3回收率92.63％。
權(quán)利要求
1.一種細菌脫除高硫鋁土礦中雜質(zhì)硫的方法，其特征在于是采用篩選馴化得到的氧化亞鐵嗜酸硫桿菌Acidithiobacillus ferrooxidans對高硫鋁土礦進行浸礦脫硫的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細菌脫除高硫鋁土礦中雜質(zhì)硫的方法，其特征在于篩選馴化得到的氧化亞鐵嗜酸硫桿菌Acidithiobacillus ferrooxidans是從高硫煤礦礦坑水中篩選到的，在中國專利局指定的保藏單位中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心保藏，保藏號為CGMCC NO.1832，此菌具有在酸性條件下浸出高硫鋁土礦中的雜質(zhì)硫的能力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細菌脫除高硫鋁土礦中雜質(zhì)硫的方法，其特征在于其對高硫鋁土礦進行浸礦脫硫的過程是將鋁土礦進行破碎、磨礦后，采用用水配制的細菌培養(yǎng)基的進行浸礦；浸礦的礦漿重量濃度為5％-30％，浸礦溫度為25℃-35℃，搖床轉(zhuǎn)速150-250r/min，接種量富集菌液的體積濃度5％-10％，浸出時間10-20天，浸礦后經(jīng)過抽濾、洗滌脫硫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細菌脫除高硫鋁土礦中雜質(zhì)硫的方法，其特征在于用水配制的細菌培養(yǎng)基為改良的9K-培養(yǎng)基，其培養(yǎng)基加入(NH4)2SO43g，K2HPO40.5g，Ca(NO3)20.01g，MgSO4.7H2O 0.5g，KCl 0.1g，加H2O 1000mL，pH用1∶1H2SO4調(diào)為1.5～2.0，過濾除菌。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細菌脫除高硫鋁土礦中雜質(zhì)硫的方法，其特征在于接種的是對數(shù)期生長的富集菌液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細菌脫除高硫鋁土礦中雜質(zhì)硫的方法，其特征在于氧化亞鐵嗜酸硫桿菌的形態(tài)和培養(yǎng)條件為1)該菌是一類化能自養(yǎng)菌，需氧嗜酸，革蘭氏陰性，寬為0.3～0.5μm，長為1.0～2.0μm，最適生長溫度為25～35℃，pH值范圍為1.5～3.0；2)該菌在改良的9K培養(yǎng)基中生長，液體培養(yǎng)基(NH4)2SO43g，K2HPO40.5g，Ca(NO3)20.01g，MgSO4.7H2O 0.5g，KCl 0.1g，F(xiàn)eSO4.7H2O 22.5g，加H2O 1000mL，pH用1∶1H2SO4調(diào)為1.5～2.0，過濾除菌。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細菌脫除高硫鋁土礦中雜質(zhì)硫的方法，其特征在于該菌株是用含硫量大于3.8％的高硫鋁土礦馴化而來。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細菌脫除高硫鋁土礦中雜質(zhì)硫的方法，其特征在于細菌是在鋁土礦礦漿濃度從1％逐漸增加至10％的條件下被馴化。
全文摘要
一種細菌脫除高硫鋁土礦中雜質(zhì)硫的方法，涉及一種鋁土礦細菌浸礦脫硫的方法。其特征在于是采用篩選馴化得到的氧化亞鐵嗜酸硫桿菌Acidithiobacillus ferrooxidans對高硫鋁土礦進行浸礦脫硫的。將鋁土礦進行破碎、磨礦后，采用用水配制的細菌培養(yǎng)基的進行浸礦；浸礦的礦漿重量濃度為5％－30％，浸礦溫度為25℃－35℃，搖床轉(zhuǎn)速150－250r/min，接種量富集菌液的體積濃度5％－10％，浸出時間10－20天，浸礦后經(jīng)過抽濾、洗滌脫硫。本發(fā)明的方法，應(yīng)用細菌浸出的方法，浸出高硫鋁土礦中的雜質(zhì)硫，脫硫后鋁土礦物化性質(zhì)無影響，能夠直接用于拜耳法生產(chǎn)氧化鋁。
文檔編號C12N1/20GK1924042SQ20061014086
公開日2007年3月7日 申請日期2006年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月13日
發(fā)明者李花霞, 周吉奎, 李軍亮, 曹慧君, 王淑華 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司