抚州铀矿细菌堆浸半工业试验研究_刘健
铀矿石微生物堆浸技术浅议
1 微 生物 堆浸
工艺简单 、 投资少 、 资源利用率高 、 管理简单等诸多 优点 而被 广泛 应 用于 金 、 、 、 以及 稀 土矿 石 等 银 铜 铀
矿 L , 得 了 良好 的经济效 益 和社会效 益 , L取 I 使许 多矿
山走 出了 困境 。
细 菌冶金 是利 用细 菌或其 代谢产 物所 引起 的生 物化学 氧化过 程对 矿物 ( 尤其是 硫化 矿 ) 进行 的氧 化 等化 学作用 , 是从 矿石 中溶 浸 目的矿物 的过程 。 该技 术是 近几 十年来兴 起 的 以湿 法冶金 和微 生 物学 为基
态存 在 , 四价 铀在表 生环 境 中一 般不 单独 存在 , 总 它
是同氧结合 成非常稳定的铀酞络阳离子。铀的化合 物 以氧化 态为 正六 价最稳 定 ,主要 的 氧化物 为 UO
( 棕色 )U3 暗绿 色 ) U 橙黄 色 ) 铀 的原生 暗 、 O( 和 O( 。
矿物有 : 沥青铀矿 、 品质铀矿 、 混合氧化钛铀矿 、 水硅 铀矿 、 些 含 铀 酰 阳离子 的钒钾 铀矿 、 钙铀 矿 、 某 磷 铀 云母 类矿 物及 铀含水 氧化 物 。含有 铀酰 阳离子 的矿
一
D C S i n o t e Bi - e p T c n 1 g o r n t r i U S o n h H a e h o o y f U a im O e S o i
徐荣城
Xu Ro g h n nceg
( 江西省 核工业 地质 局二 六 三大 队 , 江西 吉安 3 10 ) 330 ( a g i rvn e 6 r a e c a e lgcl uv y i g iJA 3 0 ) J n x o ic 3 i d l r oo ia S re,J n x i n 3 0 i P 2 B g Nu e G a ’ 1 3
某砂岩铀矿细菌浸铀可行性试验研究
2 试验方案及方法
21 1 试验方案 菌浸与酸浸 的对比试 验是在相 同条件 ( 矿石
样、试验装置、pH 、温度、固- 液比等) 下进行 的同步浸出试验 ( 即两瓶同时换液, 同时测定浸出 过程中的各项参数) ; 不同之处是前者在酸预浸结 束后, 使用了含有 F e3+ 的细菌 溶液, 而后者一直 使用的是硫酸溶液浸出。
F eSO 4 # 7H 2 O 中的低价铁氧化成高价铁, 利用高 价铁氧化低价不可溶的铀成高价可溶的铀。
细菌、能量
4F eSO 4 + 2H 2 SO 4 + O 2
2F e2
( SO 4 ) 3 + 2H 2 O [ 5]
U O2 + F e2 ( SO 4 ) 3 y 2F eSO 4 + U O2 2+ [ 3]
< 01 074 371 0 331 5 301 2 1001 7 51 09 01 016
总计/ g
6871 3 6671 2 6231 9 19781 4
100 01 020
试验所采用的细菌是从该铀矿山矿坑废水中筛 选出来的菌种, 并经过了在 9 K 培养基和矿石酸化 液中培养驯化。在 9 K 中菌种的生长周期为 14 小 时, 在酸化液中最终驯化为 18 小时。筛选出的菌 种经耐低温驯化后, 可在温度 15 e 的酸化 液中快 速繁殖生长。
难于浸出的铀资源浸出。
) ) ) 该试验采用的是细菌体外培养, 由浸出过 程可以看出, 在菌 浸后, 菌 浸瓶 逐渐没 有 F e2+ ,
江西某铀矿床细菌槽浸实验研究
部直径 4c 5m,高 8 c 0m,底 部设 通 气孔 ,提 供 细菌
存 活所 需 氧气 ,为使 曝气 均 匀 ,通气 孔成放 射 性分 布 。充气 管既 可 以充气 又可 以放 液 ,每加 入放 出菌
液 一次 称 为浸 出一 次或 一个 回次 。实 验 温度用 恒 温
实验 采用 充 气 式槽 浸 ,桶 顶 部 直径 6c 0m,底
高 峰 高 柏 郑志宏 吴为荣
( 东华理 工学 院 ・ 州 3 4 0 ) 抚 4 0 0
摘 要 :在实验条件下进行 了 4次细菌槽 浸浸 铀实验 ,对 菌 液等 速浸 出 ,菌液 、属液 不等速 浸 出,
循环属液等速浸 出作 了对 比。实验结果表 明不等速浸 出可 以更快进入 细菌浸 出后期 ;属液循 环使用确实
灰石 、萤石 、石 英 、水 云 母 、钠 长 石 、绿 泥 石 等 ,
矿石 中常 见 的金 属矿 物有 黄铁 矿 。矿石化 学组 成见
表 1 。
泡时 间和浸 出效率 之 间的关 系 , 旨在 为后 续 的大规
裹 1 矿 石 组 分 质 量 分数 ( )
1 2 实验 装置 和条 件 .
Ke r s a t ru la h n Va e c ig No - n f r v l c t e c i g U n f r v l ct e c y wo d :B c e i m e c i g tla h n n u i m e o iy l a h n o i m eo i la — o y
收 稿 日期 ; 0 6 0 — 2 20— 5 9
作者简介 : 高峰 男 东华理工学院土木与环境工程学院研究生
装 置 控制在 2 ℃~2 ℃。 o 5
某铀矿细菌堆浸中菌群活性对比研究
2材料与方法 1细菌浸铀原理
1. 几种 主 要浸铀微 生 物种 类及 性质 1 如表l 示 。 所 1 2浸铀 原理 。 微生 物 对 铀 的 浸 出 过 程 主 要 是微 生物 对 铀 矿 物 的 氧 化 过 程 , 主要反应如下 : 4 e 2 5 , 2 』 2 e s 4 + H20 FS +10 + H O 2 F 2 o) 2 s 4 ( 3 () 1 Fe , e(o4 F S +2 S +F , s )  ̄3 e O4 S () 2 2 + 02 H: 』 2 S S 3 +2 O H2O4 () 3 F S+7 e(o ) 8 O一 1F S + H O4 e 2 F 2 4 + H, s 1 5 e O4 8 2 S () 4 4 e O4 + H204 △ 2 e(o4+2 O F S +O22 S F 2 ) H2 s () 5 由上 式 知 : 在微 生 物 的作 用 下 , 矿 中的 黄 铁 矿 不 断 被 氧 化 , 铀 产 生 强 氧 化 剂 硫酸 铁 以及 硫 酸 , 铀 也 随 着 这 两 种物 质的 产 生 而 而 不断浸 出:
() 2强化 菌 来源 : 集 分 离 自某 废 矿 堆 。 富 2 2 培养基 及培养 条件 . () 1培养基 。K+ 液体 培养基 : S 4 3 / ; 1 0 1 / } 9 S ( ) O g L KC . NH , g L K, HPO 0.g L; S ・ H, 0.g L; ( ) 2 5 / Mg O4 7 O 5 / CaNO 0. 1 / 0 g L{ Fe O4 7 O 5 /L; 磺粉 1 / 高压 蒸汽 灭 菌。 S ・ H, 2 g 硫 g L, () 养条 件 : 2培 pH1 8, O . 1 %固液 比接 种 , 5℃, 0 细 菌 堆 浸现 场 试 验 主要 分 以 下 三个 阶 段 :1酸 化 阶 段( () 第 1 d~1 d : ) 该阶 段 的 主要 目的 是尽 快 降低 浸 出液pH值 。 7 该阶 段 采用 高 酸 度( 大 酸度 2 g L 、 最 0 / ) 大喷 淋 量 的 喷淋 制 度 , 视其 浸 出 液 的p H 值 下 降情 况 而 逐 步 降低 酸 度 和喷 淋 强 度 。 当浸 出 液 的p H值 小 于或 等 于2 , 趋 于稳 定 , 这 一 阶 段结 束 , 阶段 历 时 1 天 。2 菌 喷 时 并 视 该 7 ()
某铀矿石细菌堆浸可行性研究
的优 越 性 ] 。
表 1 矿 样 粒 径 及 铀 品 位 分 析 结 果
某铀 矿 目前采 用 常 规 酸 法 堆 浸 工艺 浸 铀 , 为
了进一步 提 高铀浸 出率 , 缩短 浸铀 周期 , 决定 开 展
将 细菌浸 铀技 术引 入到该 铀 矿堆 浸生 产 中的研 究 工作 。通 过 细 菌 柱 浸 与 酸 法 柱 浸 浸 铀 的对 比 试 验, 分析 了有关 参 数的变 化规 律 , 步 探讨 了对 该 初 铀 矿石进 行 细菌堆 浸浸 出 的可行 性 。
出液铀 浓度 , 免试 剂的浪费 。 避
筛选 出的 菌 种 经 耐 氟 驯 化 后 , 在 l F) 7 0 可 D ( 为 0
表 2 。
石 、 矿石 、 铜 金矿 石 的浸 出 , 特别 对含 硫 化物 ( 黄 如 铁矿 ) 的矿石尤 其有 效 , 得 一些低 品位 的矿 石 能 使 得 到充分 利用 。铀 矿石 细菌堆 浸是 将细 菌浸 出技 术 与铀矿 石堆 浸 工 艺相 融 合 的 一 项 工 艺技 术 , 它
度, 根据浸 出液 p 值反 弹和浸 出液铀 浓度 情况 , H 在试 验初期 加大 了喷 淋强 度 , 使得 暴 露在 矿 粒 这
表 面 的 铀 微 粒 在 化 学 浓 差 推 动 力 和 溶 浸 液 的压 力
废 水 中筛 选 出来 的菌 种 , 经 过 在 9 培养 基 和 并 K
矿 石酸 化液 中培养驯 化 。在 9 培养 基 中菌 种 的 K
生 长 周 期 为 1 , 酸 化 液 中 最 终 驯 化 为 2 。 5h 在 0h
作 用下易 于从 固相转 入液 相 , 在 不断 接替 的喷 并 淋 液推 动下 , 铀溶液 迅速从 矿堆滤 出 , 载 使大 量 的
南方某铀矿石堆浸酸度试验
为 14 5 . 6 ,自 然 安 息 角 为 3 。 0 , 然 湿 度 为 9 2 天
0 8 5 . 9/, 固性 系数 ( ) 7 9 。 . 3/~1 0 6 坚 9 9 厂为 ~
1 2 2 工 业 试 验 . .
所有试 验 矿样 为经 过 破 碎 和 筛分 后 的矿 石 , 矿石 粒度 <1 Omm, 格率 为 9 。使 用 汽 车前 合 7 进式 上堆, 车压实 矿石用挖掘机倒退式翻松。 汽 装 堆 前 , 堆底 铺 1 厚 约 2 m 的卵 石 , 保浸 在 层 5c 确 出液在 底部 疏 流 。工 业 试验条 件见 表 2 。
第2 7卷 第 4期
20 0 8年 1 1月
铀 矿 冶 U RANI M I NG U M NI AND ETALL RGY M U
Vo. No 1 27 .4
NO . 2 08 v 0
南 方 某 铀 矿石 堆 浸 酸 度试 验
谭 建 华 。 韩 伟。 黄 云 柏。 黄 齐 金 。 , , ,
作者 简 介 : 建 华 (9 9 ) 男 , 南 省 衡 阳 市 人 , 程 师 , 职 硕 士 研 究 生 , 事 铀 矿 水 冶 工 作 。 谭 1 6~ , 湖 工 在 从
上 , 铀 周 期 缩 短 4 浸 Od以 上 , 为该 矿 堆 浸 工 业 生 产 提 供 了 技术 经 济 指 标 和 可 靠 的 科 学 依 据 。
关 键 词 :堆 浸 ;铀 矿 石 ; 出剂 酸度 ; 淋 浸 喷 中 图 分 类 号 :T 1 . 2 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1 ( 一 O 3 2 O ) 4O 2 一 4 I 2 2 1 ] 8 6 ( O 8 O 一 2 1O OO
铀矿石的细菌浸出试验研究_胡凯光
铀矿石的细菌浸出试验研究胡凯光,黄仕元,杨金辉,李传乙(南华大学建筑工程与资源环境学院,湖南衡阳 421001)摘要:细菌浸出法是利用某些微生物及其氧化产物溶浸矿石中的有用金属的一种新工艺。
对取自湖南某矿的铀矿石进行了细菌浸出试验,考察了不同浸出剂、浸出时间、矿石粒度、矿石层高度、浸出剂中高铁离子浓度、等因素对铀浸出率的影响,并进行了扩大试验。
结果表明,利用细菌浸出法可提高铀的浸出率,降低酸耗。
关键词:细菌;浸出;铀中图分类号:T F 18;T L 211 文献标识码:A 文章编号:1009-2617(2003)02-0085-04收稿日期:2002-10-21作者简介:胡凯光,1964-,男,湖南宁乡人,高级工程师,主要从事细菌冶金、地浸工艺研究。
细菌浸出已成功地应用于低品位矿石、难处理矿石的堆浸、槽浸、地浸生产中。
早在20世纪60年代,加拿大埃利奥特湖地区的一些矿山就进行了应用细菌地浸铀的研究[1],取得了显著的经济效益;西班牙[2]、俄罗斯[3]、日本[4]等也相继开展了细菌浸出的研究,并成功地把细菌浸出技术应用于铀、金、铜等矿石的处理及废水处理中。
湖南某铀矿山是我国最早利用细菌浸出技术的矿山。
1965-1971年间,中科院微生物研究所和核工业原五所在该矿山用酸和细菌开展了表外矿石的堆浸研究[5],90年代初,核工业铀矿开采研究所对该矿山铀矿石进行了室内细菌浸出试验,并对该矿山某采场低品位矿石原地破碎细菌浸出进行了研究,采用富含浸矿细菌的矿坑水进行了留矿淋浸工业性试验[6]。
在国外,开展铀矿石细菌浸出的矿山很多,但最为成功、经济效益明显的是加拿大埃利奥特湖地区的一些矿山。
国内也有一些铀矿山开展了铀矿石细菌浸出研究工作。
1 细菌浸出原理细菌氧化浸出要求矿石中含有黄铁矿,黄铁矿被氧化后产生硫酸和硫酸铁,硫酸溶解含铀酰离子的铀矿物,硫酸铁使UO 2氧化成U O 2+2。
在浸矿细菌、氧、水存在条件下,黄铁矿将会有如下反应:FeS 2+7O 2+2H 2O(细菌) 2FeSO 4+2H 2SO 4;硫酸亚铁被氧化成硫酸铁:4FeSO 4+2H 2SO4细菌 2Fe 2(SO 4)3+2H 2O;硫酸铁将四价铀氧化成六价铀:2UO 2+2Fe 2(SO 4)3 2UO 2SO 4+4FeSO 4。
低品位铀矿石微生物柱浸试验
作者简介 : 李江 (9 6) 男, 1 6 一, 山东济南市人 , 副教授 , 博士.
21 0 2年 6 期
有 色 金 属 ( 炼 部 分 ) ht: yy. gi 冶 (tp/ s 1 r / b mm.n c)
・ 7 3 ・
位测 试结果 见表 1 。根据 各 粒径 矿石 品位 及粒 径 比 } 一芬 A ZZ Z ZZ 计 一 ! 一 - 日 计 算 , 矿 品 位 为 0 0 2 。 原 .6 6 表 1 矿样 粒径分 布及 原矿 品位
LI in a g,LI Yaj ,ZHOU —h n,CHE in — u J U -i e Gu c u Ja g h a
( s iaI siu eo c n lg Ea tChn n ttt fTe h oo y,F z o 4 0 0,Ja g i u h u3 40 in x ,Chn ) ia
低, 多数 在 0 1 ~ 0 3 , 总储 量 的 6 , 于 .% . 占 O 低
0 1 的低 品位铀 矿石 占 3 u 。采 用 常 规水 冶 方 . 3 ] 法 处理 低 品位铀 矿石 的成本 太 高 、 济效益 很差 , 经 因 此 这部 分 资源长 期得 不到 有效 利用 。如果 低 品位 铀 矿 石 能够得 到经 济 利用 , 我 国硬 岩 铀 矿 出矿 品位 将 由 0 1 以上 降 低 到 0 0 ~0 0 , 铀 矿 石 采 。 .3 .7 则 A 0
中 图分 类 号 : 2 2 1 TL 1 . 2 文 献标 识 码 : A 文章 编 号 :0 7 7 4 ( O 2 0 —0 6 0 1 0 — 5 5 2 1 ) 60 3 — 3
Co u n Bi l a h n f Lo g a e Ur n u e l m o e c i g o w。 r d a i m Or
抚州铀矿石细菌渗滤浸出扩大试验
( .核 工 业 北 京 化 工 冶 金 研 究 院 ,北 京 ,1 1 4 ;2 1 0 1 9 .中 国核 工 业 集 团公 司 抚 州 铀 矿 ,江 西 乐 安 ,3 4 0 ) 43 1
内, 也有 产 于紫 红色砂 岩 和干枚 岩 内 , 铀矿 物 主要 是 沥青 铀矿 。第 1 矿样 筛析 结果 和第 2 矿 样 批 批 的化学 分析 结果 见 表 1 表 2 、 。
直 努力 探 索 适 合 该 矿 实 际 情 况 的技 术 改 造 方
案 。从上 个 世纪 9 O年代 起 , 矿 先后 与相 关科 研 该 院 所合 作 , 行 了半 工 业 、 业 规模 的 堆浸 、 进 工 细菌 堆 浸 和渗 滤 浸 出研 究 8[ Ij I 并 于 2 0 j .j。3 , 52[l[ 0 4年 建 成渗 滤 浸 出工业 生 产线 。近 2年 的渗 滤 浸 出工 业 化 生 产 情 况 表 明 , 化 剂 Na 1 氧 C 0。用 量 为 0 2 6酸 耗 ( 矿 石 质 量 比 , 同 ) 1 ~ . 8/, 9 与 下 为 O 1 , 淋 萃 ” 程 相 比较 , 省 硫 酸 2 ~ 1 同“ 流 节 O 3 , 力消 耗 降低 3 ~4 。 O 动 O O
特点 , 在通 过 驯化 方 法 提 高 浸 矿 细 菌对 氟 等 相关
有 害杂 质离 子 的抗 性 的前 提 下 , 行 了 细 菌 渗 滤 进 浸 出扩大 试 验 。在 和 目前 渗 滤 浸 出工 艺 流 程 、 工 艺 参 数及 操作 方 式 相 同 或 相 似 的情 况 下 , 细 菌 对
技术 措施进 行 考 察 和 验证 , 在抚 州 铀 矿 实 现 细 为
两种混合菌群浸出铀矿石的正交试验
广东化工 2012年第17期· 28 · 第39卷总第241期两种混合菌群浸出铀矿石的正交试验研究蔡向鲲,李江,吕飞龙(东华理工大学,江西抚州 344001)[摘要]本试验使用两种不同来源的混合菌群,经驯化后,设计L9(33)的正交摇瓶试验来考察温度、pH、菌群搭配三种因素对含钛铀矿石的浸出效果。
采用双层平板技术初步分析与鉴定了初始菌与结束菌的种群变化情况;正交分析结果显示适应细菌浸出此类铀矿石的最佳条件是初始pH 2.0,37 ℃恒温,菌群组合为334。
[关键词]双层平板技术;正交试验;细菌浸铀。
[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2012)17-0028-02Orthogonal Test of Uranium Bioleaching with Two Kinds of Mixed BacteriaCai Xiangkun, Li Jiang, Lv Feilong(East China Institute of Technology, Fuzhou 344001, China)Abstract: Using two kinds of mixed bacteria that by domestication in this test, the effect of bioleaching uranium ore in conditions with temperature, pH value and strains was explored by L9(33)orthogonal design. By using overlay technique to identify the changes of mixed bacteria from the beginning and the end. The result by orthogonal design showed that optimum condition for this uranium bioleaching were pH 2.0 in substrate, in constant temperature of 37 ℃, strain was 334.Keywords: overlay technique;orthogonal design;uranium bioleaching微生物浸矿过程中,对于菌群的选择至关重要,同时环境温度,浸矿介质(培养基)的pH影响着菌的生长[1-2],因此在室内进行的菌种驯化以及菌群条件的适应性研究,对于扩大试验及工业生产都具有指导意义。
铀矿石细菌堆浸新工艺及其在赣州铀矿的工业化应用_樊保团
CNIC-01861BICM-0019铀矿石细菌堆浸新工艺及其在赣州铀矿的工业化应用樊保团1孟运生1刘建1孟晋1李伟才1肖金锋2陈森才2杜玉海2黄斌2(1.核工业北京化工冶金研究院,北京,101149;2.中国核工业赣州金瑞铀业有限公司,江西赣州,341000)摘要在对铀矿石细菌浸出机理进行探讨的同时,主要介绍了驯化筛选新菌株,新型细菌培养及贫铀浸出剂氧化再生设备)))生物接触氧化槽的研制及铀矿石细菌堆浸新工艺工业试验结果,以及工业化生产情况。
与常规堆浸工艺相比较,细菌堆浸新工艺具有浸出周期短,酸用量低,节省氧化剂,降低浸出剂用量,浸出液平均铀浓度高等优点。
采用新型填料的新型生物接触槽的成功研制,为铀矿石细菌堆浸工业化应用奠定了基础。
铀矿石细菌堆浸新工艺的成功研发,填补了我国湿法冶金领域的一项空白。
为我国堆浸铀矿山进行技术改造,以及我国大量低品位铀矿石的处理提供了一条经济的技术可行的工艺路线。
关键词:铀矿石堆浸细菌浸出细菌氧化氧化亚铁硫杆菌生物接触氧化槽164New Technology of Bio-heap Leaching Uranium Ore and its Industrial Application in Ganzhou Uranium Mine(In Chinese)FAN Baotuan1M ENG Yunsheng1LIU Jian1M EN G Jin1LI Weicai1 XIAO Jinfeng2CHEN Sencai2DU Yuhai2HU A NG Bin2(1.Beijing Research Institute of Chemical Engineering and M etallurgy,CNNC,Beijing,1011492.Jinrui U ranium Limited Company,CNNC,Ganzhou,Jiangx i,341000)A BST RA CTBioleaching mechanism of uranium ore is discussed.Incubation and selec-t ion of new strain,biomembrane oxidizing tank)a kind of new equipment for bacteria culture and oxidation regeneration of leaching ag ent are also intro-duced.The result s of industrial experiment and industrial production are pared w it h convent ional heap leaching,bioleaching period and acid amount are reduced,oxidant and leaching agent are saved,and uranium concentrat ion in leaching solution is increased.It is t he first time t o realize in-dust rial production by bio-heap leaching in Chinese uranium mine.New equip-ment)biomembrane ox idizing tank give the basis of bio-heap leaching indust rial application.Bio-heap leaching process is an effect ive t echnique to reform tech-nique of uranium mine and ex tract massive low-content uranium ore in China.Key words:Uranium ore,H eap leaching,Bioleaching,Bio oxidation,T hio bacillus thioo x-idans,Biomembrane oxidizing tank165引言铀矿堆浸工艺的推广应用是我国铀矿冶技术史上的一次飞跃。
某铀矿石微生物浸出工艺实验研究
bl o a a t rum t pH 一 2 45。 n he 1 e t dd b c e i a . a dt 0
s r y c pa iy c n la o a be t rr s l. p a a ct a e d t t e e u t 。
比的 比较 , 实验 进行 过程 中基 本 按照 方案 执行 。 在
2 2 实 验 过 程 .
1 3号 相似 , 、 、 2 4号相 似 。典 型 的 1 柱子 的酸 化过 号
程见 图 1 。从 图 1可看 出 : 酸化 过 程 中 , 着 溶 浸液 随
从 柱 顶渗 滤 到柱底 , 出液 的 p 随之 升 高 , 浸 H 其值 可
p 降为 24 H . 5时 开始 加 菌 的 方 案 是 可 行 的 , 且 在 菌 浸 阶段 采 用 1 的 喷 淋 量 连 续 喷 淋 可 以达 到较 好 并 o
的效 果 。
关键 词 : 生 物 浸 铀 ; 矿 石 ; 出 率 ; 出周 期 ; 微 铀 浸 浸 耗酸 率 中 图 分 类 号 : 8 ; 22 1 TF 8 TL 1 . 文献标识码 : A 文章 编 号 :0 7 7 4 (0 0 0 ~0 3 —0 1 0 — 5 5 2 1 )5 0 2 4
( c o l f Ci i a d En io m e t lEn i e rn S h o v l n v r n n a g n e i g,Ea tChi a I s iu e o e h o o y,Fu h u 3 4 0 o s n n tt t ft c n l g z o 4 0 0,Chi a n)
细菌堆浸浸铀技术的发展及展望2
第17卷第6期 2008年6月中 国 矿 业C HINA MINING MA GAZINEV o l.17,N o.6Jun 2008细菌堆浸浸铀技术的发展及展望苑俊廷,孙占学(东华理工大学土木与环境工程学院,江西抚州344000)摘 要:细菌堆浸浸铀技术是从贫矿、废矿和复杂矿中回收铀金属的一种简单易行的生产工艺。
本文主要介绍了国内外细菌堆浸浸铀技术的发展历程、实际应用状况、目前存在的问题以及发展趋势。
关键词:铀矿石;堆浸;细菌浸出;细菌氧化;氧化亚铁硫杆菌中图分类号:T D983 文献标识码:B 文章编号:1004-4051(2008)06-0045-04The developments and prospects of bio -heap leachinguranium technologyY U A N Jun -ting,SU N Zhan -xue(Depar tment o f Civil Engineering and Envir onmenta l Eng ineering ,EastChina Institute of T echnolog y,Fuzhou 344000,China)Abstract:T he technolog y o f Bio -heap leaching uranium is a simple and feasible product ion pro cess w hich recover s ur anium metal fro m depleted ,w aste and complex uranium m ine .T his paper ma inly intr o -duces dev elo pment pr ocess,the actual applicatio n,ex isting pro blems and dev elopment tr end o f domestic and fo reig n Bio -heap leaching ur anium techno lo gy.Key words:uranium or e;heap leaching;bio -leaching;bio -o x idat ion;thiobacillus ferro ox idans收稿日期:2008-03-18作者简介:苑俊廷(1984-)男,山西忻州人,在读硕士研究生。
微生物技术在铀矿堆浸中的应用研究
微生物技术在铀矿堆浸中的应用研究铀矿堆浸是一种利用微生物技术进行铀浸取的工艺过程。
微生物技术在铀矿堆浸中的应用研究主要包括利用微生物促进铀矿石氧化和浸出、微生物降低堆浸条件要求、微生物对堆浸影响研究等方面。
首先,微生物可以通过氧化作用促进铀矿石中的铀氧化成U(VI)离子,然后铀可以通过浸出作用从矿石中被溶解出来。
微生物氧化铀矿石的研究主要包括利用自然降解微生物种群和经过改造的铀氧化细菌,通过分离和培养等方法进行。
通过研究微生物对铀矿石氧化的作用机理和影响因素,可以优化铀氧化的工艺条件,提高铀的溶解率。
其次,微生物可以降低铀堆浸过程中的条件要求,提高矿石的可浸性。
传统的铀堆浸过程需要高温、高浓度酸和长时间的反应,这些条件对设备的耐腐蚀性和能耗要求很高。
而微生物堆浸则可以在较低的温度和酸度条件下进行,大大降低了工艺的成本和环境污染。
此外,微生物在堆浸过程中还能促进铀溶解物的搬运和迁移,进一步提高了铀的浸出率。
最后,微生物对堆浸系统中的复杂微环境有很大的影响。
研究微生物在堆浸过程中的生态学行为、代谢产物和生长规律,有助于进一步优化堆浸过程。
此外,微生物对堆浸性能的影响也需要进行深入的研究,包括微生物种群结构、代谢产物与堆浸效果的关系等方面。
综上所述,微生物技术在铀矿堆浸中的应用研究具有重要的意义。
通过深入研究微生物在铀矿堆浸中的作用机理和影响因素,可以优化堆浸工艺条件,提高铀的溶解率和浸出率,从而为铀矿资源的高效利用提供了新途径。
微生物技术的应用还可以降低堆浸过程的条件要求和环境污染,具有良好的经济效益和环境效益。
未来的研究可以进一步深入微生物对堆浸系统的影响,提高堆浸工艺的稳定性和高效性。
低品位铀矿石微生物柱浸试验
doi:10.3969/j.issn.1007-7545.2012.06.011低品位铀矿石微生物柱浸试验李江,刘亚洁,周谷春,车江华(东华理工大学,江西抚州344000)摘要:对某低品位铀矿石进行了不同喷淋条件的微生物柱浸试验。
结果表明,试验用混合菌群对目标铀矿石具有较强适应性,浸出周期172 d,菌浸期间5%和10%喷淋量条件下渣计平均浸出率分别为87.70%和88.53%,耗酸率分别为5.36%和5.37%。
菌浸阶段采用较大喷淋量可提高浸出率,但液固比会显著增加,综合成本相应提高。
因此,喷淋量的选择应综合考虑铀资源回收率与浸出成本。
关键词:低品位铀矿石;微生物柱浸;喷淋量;浸出率;耗酸率中图分类号:TL212.1+2 文献标识码:A 文章编号:1007-7545(2012)06-0000-00Column Bioleaching of Low-grade Uranium OreLI Jiang, LIU Ya-jie, ZHOU Gu-chun, CHE Jiang-hua(East China Institute of Technology, Fuzhou 344000, Jiangxi, China)Abstract: Column bioleaching of a low-grade uranium ore with a variety of spraying methods was carried out. The results show that the mixed culture of acidophilic microorganisms in use have a high adaptation to the uranium minerals, and the average uranium leaching rates are 87.70% and 88.53%, the acid consumption is 5.36% and 5.37% within 172 days, at 5% and 10% spraying condition, respectively. A bigger spray liquid quantity could increase uranium leaching rate at the bioleaching stage, however, the ratio of liquid to solid rises greatly as well, which resulted in a rise of cost for uranium recovery. Therefore, the optimum spray liquid quantity should be confirmed with a consideration of both uranium recovery and leaching cost.Key words: low-grade uranium ore; column bioleaching; spray liquid quantity; leaching rate; acid consumption rate我国铀矿资源相对贫乏,而且铀矿石品位偏低,矿床的矿石品位多数在0.1%~0.3%,占总资源储量的60%,低于0.1%的低品位铀矿石占33%[1]。
某铀矿石细菌堆浸过程中的工艺矿物学研究
某铀矿石细菌堆浸过程中的工艺矿物学研究
刘成东;武翠莲;钟鹏程;唐宝彬;梁良
【期刊名称】《湿法冶金》
【年(卷),期】2010(029)003
【摘要】研究了某铀矿石细菌堆浸过程中原矿、浸出中间渣和浸出尾渣的矿物学特征及化学组成.结果表明:矿石中的铀矿物以沥青铀矿为主,含铀矿物有钍铀矿、铀钍石、方解石、绿泥石、磷灰石;铀与磷灰石关系密切;铀以铀矿物、类质同象和吸附形式存在;耗酸矿物主要为方解石、绿泥石、磷灰石;从矿石→浸出中间渣→浸出尾渣,铀矿物和铀的质量分数依次降低;细粒级矿石比粗粒级矿石的铀浸出率高.【总页数】4页(P163-166)
【作者】刘成东;武翠莲;钟鹏程;唐宝彬;梁良
【作者单位】东华理工大学,放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室,江西,抚州,344000;核工业北京化工冶金研究院,北京,101149;核工业辽宁地质局242大队,辽宁,兴城,125100;核工业北京化工冶金研究院,北京,101149;东华理工大学,放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室,江西,抚州,344000
【正文语种】中文
【中图分类】TD91
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福建多措并举发展循环经济
--●福建多措并举发展循环经济福建省明确将着力于加快循环经济试点城市(园区、企业)建设、推进资源综合利用、推行清洁生产等多措并举,发展循环经济。
福建2012年将深入实施重点企业和各类园区循环经济改造,加强节能减排新技术、新产品、新装备的研发及应用,全面推行清洁生产。
主要措施包括:一是加快“十二五”第一批15个循环经济示范试点城市、22个循环经济试点园区和205个驯化经济试点企业建设。
二是积极推进每矸石、粉煤灰、工业副产石膏、冶炼和化工废渣、建筑和道路废弃物以及农林废物资源化利用,落实资源综合利用税收优惠政策。
三是加快推进再生资源回收利用,加大对废金属、废纸、废塑料、废旧轮胎、废旧电子产品的再生利用。
四是积极推行清洁生产,鼓励引导企业开展清洁生产审核,促进企业实施切实可行的清洁生产方案,提高能源利用率和减少污染物排放。
2012年计划200家企业开展清洁生产审核。
(再协)铀矿生物槽浸主要用来处理较富的铀矿石或铀粗精矿,如沥青铀矿。
用于浸出的物料粒度较细,在较低的固液比条件下进行浸出,搅拌必不可少。
它的作用是使矿物与浸出剂充分混合,增加矿物与浸出剂的接触机会,提高浸出传质效率;另一个作用是使液相与气相充分接触,使矿浆吸入更多空气,为细菌提供充足的氧气和二氧化碳,但有时单靠搅拌还不行,还需要有专门的充气设备对矿浆进行充气。
一般浸矿细菌的适宜生长温度为30℃左右,所以细菌浸出设备还需要有控温设备。
铀矿生物槽浸具有浸出时间短,浸出率高等优点,但是由于设备腐蚀,操作条件要求高等因素,目前较少工业应用。
3展望随着全球对核能的不断研究和应用,我国核电事业的大力发展,对铀矿资源的需求将会日趋增加。
如今易采选的铀矿资源越来越少,因而,适合于从贫矿、废矿和伴生矿石中回收铀的生物浸出技术,已显示出巨大的优越性和广阔的发展前景。
对于铀矿的生物浸出,以下几方面仍然要加强研究:(1)高性能浸矿菌种的筛选驯化和提高细菌氧化速度的研究;(2)生物浸出的工艺流程、工艺参数的研究与开发;(3)生物浸出系统设备的研制;(4)加强“产、学、研”促进生物浸出的工业应用。
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第20卷 第1期铀 矿 冶V o l.20 N o.1 2001年 2月U RAN I UM M I N I N G AND M ETALLU R GY Feb. 2001抚州铀矿细菌堆浸半工业试验研究刘 健1, 樊保团1, 张传敬2(1.核工业北京化工冶金研究院,北京101149;2.中国核工业集团公司抚州铀矿,江西乐安344301)摘要:报道了抚州铀矿山南贫矿细菌堆浸半工业试验的结果,并对堆场、喷淋布液装置、生物膜连续氧化设备及工艺流程等作了简述。
通过158d的淋浸试验,回收铀1142.14kg,液计浸出率为69.45%,渣计浸出率66%,酸耗2.11%,总液固体积质量比为2.55L kg。
实现了利用矿石中的铁和硫被细菌氧化达到浸出铀的目的,为经济地开发利用低品位铀矿石提供了一种实用可行的工艺方法。
关键词:铀矿石;堆浸;细菌中图分类号:TL212.12 文献标识码:A 文章编号:100028063(2001)0120015213前言铀矿堆浸技术在国内外已成为铀矿石加工的主要方法,而在堆浸过程中引进微生物浸矿技术,能强化铀的浸出过程,改善铀的浸出动力学,因而使一些难浸铀矿的浸出率有较大的提高。
由于细菌在浸铀过程中的独特作用,世界上一些主要产铀国家都开展了有微生物组织参与的细菌浸铀工艺研究,有些国家把它作为主要的提铀方法。
用细菌浸铀生产的铀占加拿大总产量的10%~20%,而西班牙几乎所有铀都是通过细菌浸出获得的[1]。
在我国,早在60年代就开展了微生物浸铀技术的研究。
近20年,核工业北京化工冶金研究院针对我国许多铀矿和某些金矿进行了细菌堆浸的深入研究,同时在菌种的筛选驯化、工艺流程组合及生物膜氧化装置研制方面都取得了进展[2~4]。
特别是80年代末期,堆、地浸工艺在我国铀矿冶系统大力推广应用后,为细菌浸铀技术提供了广阔发展的天地,不仅在铀矿堆浸中显示了无比的优越性,而且在向地浸采铀领域辐射发展中取得了明显效益[5]。
实践证实,采用细菌堆浸,比常规堆浸省酸30%~50%,周期缩短一半。
抚州铀矿是我国最大的铀矿山之一,也是我国铀矿冶系统唯一的集选冶为一体的联合企业,但由于矿性复杂、水冶流程长,生产成本居高不下。
为了提高企业的经济效益及产品改型的需要,早在1993年就提出“选堆冶”的总体技改方案。
该方案的核心是通过选厂将原矿分为富矿和贫矿,富矿送水冶厂常规流程处理,贫矿送堆浸场堆浸。
为达此目的,该矿近年来对常规堆浸进行了大量的研究工作,但试验结果不太理想。
收稿日期:2000205210注:郑英,王肇国参加部分工作。
根据部局下达的科研任务,核工业北京化工冶金研究院于1995年在该矿现场进行了细菌堆浸柱式试验①,1997年又进行补充试验②,提出了细菌堆浸试验的工艺流程。
本次半工业试验的目的是验证小型试验结果,进一步考察细菌堆浸技术对该矿石的适应性,同时考察细菌对氟、总盐的耐受性和生物膜连续氧化塔的生产能力,为工业生产提供设计依据。
1 试验准备工作1.1 矿石矿性及加工本次半工业试验矿样全部采用山南矿区的矿石。
本矿区受华夏式构造与相山盆地火山塌陷构造控制,含铀矿物构造复杂,矿床属于中低温热液铀矿床。
矿体主要产于花岗岩斑岩内,也有产于紫红色矿岩和干枚岩内。
铀矿物主要是沥青铀矿,矿石构造为团块状,矿石坚硬致密,渗透性差,破碎成型较好。
矿样为2#、3#矿带的低品位原矿。
其中<25mm细矿送水冶厂处理,>25mm矿石经二段闭路破碎至-25mm后为本次试验所用。
物理品位为0.091%,化学品位为0.073%。
矿石进堆场卸车后,每车多点取样共4~5kg,20车并为一个矿样,每个矿样重110~130 kg,共取31个矿样,每5个矿样中抽取一个样进行筛析。
筛析结果及矿样原矿分析结果如表1、表2、表3所示。
表1 矿石粒级组成及其铀品位分析结果粒级 mm份额 %铀品位 %占全部铀的份额 %粒级 mm份额 %铀品位 %占全部铀的份额 % +2538.560.05130.9815~+109.040.0638.96-25~+2029.020.06127.83-10~+54.180.0714.72-20~+158.760.0689.43-510.440.18118.08表2 矿样分析结果%编号铀品位编号铀品位编号铀品位10.115120.0065230.03420.113130.102240.04430.069140.061250.03440.044150.034260.05450.049160.042270.06160.085170.137280.16070.047180.122290.08380.107190.056300.07290.060200.040310.079100.048210.074110.042220.107平均0.073陈仕安,樊保团,刘健,等.菌浸剂淋浸721矿扩大试验.核工业北京化工冶金研究院科研报告,1996.①②才锡民,王肇国,刘健,等.721矿细菌堆浸补充试验.核工业北京化工冶金研究院科研报告,1997.表3 原矿主要组分的质量分数%组分w B组分w B组分w BU6+0.056A l2O313.60CO21.54U4+0.017M gO0.68K0.49Si O272.0CaO1.90N a3.25F0.508P2O50.25S0.526M o0.018Fe2O32.10T i O21.541.2 堆场概况堆浸场地是在该矿原堆浸场地的基础上扩建而成的,底部和围堰用粘土夯实后,采用2mm软塑料板焊接成一个整体防渗漏层。
整个场地东西两边比中间高,南边比北边高。
堆场底部中间筑有底宽0.8m、顶宽0.3m、高0.5m的隔墙,将场地一分为二。
每一个场地北边设有深度为0.3m,面积为1m2的集液池,通过管道与计量槽相连。
堆场三面挖有排水沟。
矿堆采用人工平移的方法筑堆。
矿堆底面为33.2m×16m,顶面为30m×15.6m、高为2.7m,堆矿质量为2251t。
在中间隔墙上焊有塑料板将矿堆分为两个堆。
矿堆的具体寸如图1所示。
图1 堆场示意图1.3 喷淋布液装置及矿堆溶液平衡测试喷淋装置由水利部中国灌排中心负责设计并指导安装。
喷淋方式为微喷,矿堆顶面布有360°喷头48个,喷淋量为70L h,矿堆边坡布有180°喷头65个,喷淋量为40L h。
工作压力为0.3M Pa,喷淋强度为6~8L (h・m2)。
喷头通过毛管与支管相接,支管通过球阀与主管相联。
主管道上装有过滤器,淋浸剂由离心泵输送。
喷淋布液系统如图2所示。
在上述喷淋条件下,测试了2个矿堆喷淋时和停喷后,排液速度与时间的关系,结果如图3所示。
测试结果表明,开始喷淋8h后,矿堆排出量基本接近喷淋量,此时矿堆内存留溶液量为10~11m3。
停喷后12~13h内,矿堆内溶液的80%~85%可以排出。
由此确定,在现有喷淋强度下,每堆喷淋量为28~30m3 d,喷淋时间10~12h,淋停时间比为1∶1时较为合适,基本上能保证喷淋时矿石中的毛细管能够充满,停喷时能疏干。
1.4 生物膜连续氧化装置及菌液制备生物膜连续氧化装置是为堆浸提供菌液和吸附尾液氧化再生的关键。
以往试验生物膜连1——全圆喷头;2——半圆喷头;3——阀门;4——过滤器;5——压力表;6——流量计;7耐酸泵图3 排液量随时间变化的曲线1——2#堆;2——2#堆续氧化装置采用多孔板或蜂窝管作细菌载体时,长期运行致使菌膜越积越厚,不易脱落,最终导致载体的孔隙被堵死。
本次试验采用弹性波纹立体填料。
该填料在气流作用下可以在一定范围内摆动,菌膜容易脱落,更新快。
本次试验中,生物膜连续氧化装置由直径为2.4m、高为2.8m的不锈钢槽改装而成,内装一定规格的弹性填料数百根,比表面积为260~300m2 m3。
槽的底部安装有曝气器。
另外,还安装一个5470mm×3100mm的氧化塔,内装另一规格的填料数十根,主要用于氧化装置基本参数的测定,并为氧化槽保留和提供菌种。
试验用生物膜连续氧化装置如图4。
试验所用细菌培养基参照9K培养基进行配制,通过该装置细菌将亚铁氧化为三价铁(Θ(Fe3+)=3~4g L)。
本次试验消耗FeSO4・7H2O量为3.25t,(N H4)2SO4量为300kg,制备菌液160m 3,保证了试验对菌液的需求。
图4 生物膜连续氧化系统1——连续氧化槽;2——生物氧化塔;3——高位槽;4——配液槽;5——水位控制器;6——液体流量计;7——气体流量计;8——填料;9——曝气器;10——喷气头2 工艺流程、参数及主要设备图5 堆浸工艺流程示意图2.1 工艺流程本次试验的工艺流程根据1995年现场试验和1997年的补充试验结果制定,具体工艺流程如图5所示。
2.2 工艺参数试验规模:2251t ;酸预浸:淋浸剂 pH =1.0~1.2,Θ(H 2SO 4)=8~12g L ;运行时间 约30d 。
菌液淋浸:淋浸剂 pH =1.2~1.4,Θ(H 2SO 4)=5~10g L ,Θ(∑Fe )=3~5g L ,E >500mV 。
喷淋:每堆喷淋量 2.5~2.8m 3 h ;喷淋强度 6~8L (m 2・h );喷淋时间 10~12h d ;泵出口压力 0.3M Pa ; 淋停时间比 1∶1。
离子交换:树脂 201×7;吸附设备 密实移动床;接触时间 40m in 。
培养基:pH =1.6~1.8,Θ(∑Fe )=3~4g L ,Θ(∑(N H 4)2SO 4)=1~3g L 。
2.3 主要设备试验所需设备与设施见图6,设备明细见表4。
表4 细菌堆浸设备明细表序号名称数量规格型号备注11#堆122#堆132#堆配液槽152400mm×2800mm不锈钢41#堆配液槽152400mm×2800mm不锈钢5尾液贮槽152400mm×2800mm不锈钢6细菌氧化槽152400mm×2800mm不锈钢7浸液计量槽152400mm×2500mm碳钢防腐8培养液配制槽21300mm×1300mm×1200mm同上9尾液贮槽14850mm×1340mm×4200mm钢砼结构10浸液贮槽14850mm×1330mm×4200mm同上11菌液贮槽14850mm×3830mm×4200mm同上12浸液贮槽14850mm×1400mm×4200mm同上13浸液贮槽14850mm×1400mm×4200mm同上14吸附塔151650mm×9000mm碳钢防腐15硫酸贮槽(计量槽)15500mm×500mm不锈钢16高位槽15800mm×1000mm塑料17流量计3L Z B250不锈钢18压力表20~1.6M Pa不锈钢19输液泵550FSF232氟塑料20过滤器2塑料21微喷系统2108个喷头塑料3 细菌堆浸试验结果3.1 酸预浸用pH=1.0~1.2的酸化水进行酸预浸,实际淋浸时间为26d。