某铀矿石微生物浸出工艺实验研究

Ｅｘ ｅ ｉ ｅ ａ ｔ ｄ ｎ ｔ ｏ ｅ ｃ ｎｇ Ｔｅ ｈ ｃ ｆａ Ｕｒ ｎ ｕ ｉ ｅ ｐ ｒ ｍ ｎｔ ｌＳ ｕ ｙ ｏ ｈｅ Ｂｉ ｌ ａ ｈｉ ｃ ｎｉ ｓ ｏ ａ ｉ ｍ Ｍ ｎ
ＺＨＡＮＧ — ｅ ＵＮ ａ — ｕ ，Ｓ ｅ—ｕ Ｙａ ｇ ，Ｓ Ｚｈ ｎ ｘ ｅ ＨＩＷ ｉ ｎ ｊ
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 。
Ｋ ｅ ｗｏ ｄ Ｕ ｒ ｎｉ ｍ ｏ ｌａ ｈ ｎｇ； ｒ ｎ ｕｍ ｉ ｅ； ａ ｈｉ ｇ ｙ ｅ ｄ ｒ ｔｏ； ａ ｈ ｎｇ ｃ ｃ ｅ； ｙ ｒ ｓ： ａ ｕ ｂｉ —ｅ ｃ ｉ Ｕ ａｉ ｍ ｎ Ｌｅ ｃ ｎ ｉ ｌ ａ ｉ Ｌｅ ｃ ｉ ｙ ｌ Ａ ｃｄ ｃ ｎｓ ｉ ｏ ｕｍ ｐｔｏ ａ ｉ ｉ ｎ ｒ ｔｏ
ｒ ｔｏ， ａ ｉ ｏ ｕ ｐ ｉ ｎ ｒ ｔｏ， ｔ ｈｅ ｍ ｅ ｎ ｏ ｌ ｇ ｎ ｎ ｒ ｅ ． Ｔｈｅ ｒ ｓ ｌｓ ｉ ｄｉａ ｅｔ ｔｉＳ ｆ ａ ｉ ａｉ ｃｄ ｃ ｎｓ ｍ ｔｏ ａ ｉ ｈｅ ｐ ｎｏ ｎｏ ｆｃ ｏ ｇｉ ｇ ａ ｄ ｈａ ｄ ｎ ｅ ｕ ｔ ｎ ｃ ｔ ｈａ ｔ ｅ ｓ－
３ 实验 结 果 及 其 分 析 （ ２ 表 ）
表 ２ 实 验 结 果
Ｔａ ｅ ２ Ｅｘ ｒ ｍ ｅ ａ ｅ ｕｌｓ ｂｌ ｐｅ ｉ ｎｔ ｌ ｒ ｓ ｔ
１ ２ ２ 实验 工艺 参数 ．．
各柱 矿石 质量 ２ ｇ左 右 ， 层 高度 １ ８ ｍ； ５ｋ 矿 ． 酸 预浸 液起 始 ｐ 一０ ５ ～ １ ３ 菌 浸液 起始 ｐ Ｈ ．１ ．； Ｈ—１ ５ ．
１ 实验 矿 样 与条 件
１ １ 实 验 矿 样 ． 实 验 矿 样 来 自 于 该 铀 矿 堆 浸 生 产 线 。 粒 度 组
基 金项 目 ： 科技部国际合作项 目 （０ ８ Ｆ ７ ７０ ２０Ｄ Ａ １６） 作 者简 介 ： 张亚鸽（ ９ ４ ， ， １ ８ 一） 女 陕西西安人 ， 士研究生 硕
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 。
来自百度文库
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
此批 矿石 中黄 铁矿 含 量 较 高 ， 对 于此 铀 矿 石 的微 这 生物浸 出是 有利 的 。其 中 Ｃ 含 量也 高 ， 明此 ］ Ｏ 说
批 矿 石 含 有 较 多 的 碳 酸 盐 矿 物 ， 此 会 导 致 耗 酸 量 因
较大。
有 色金 属 （ 炼部 分 ） ２ １ 冶 ０ ０年 ５期
１２ 实 验 条 件 ．
・３ ３・ 出液 的铀 浓 度连 续 ３天小 于 ２ ／ ０ｍｇ Ｌ时 实 验结 束 。
实验 历 时 １ ５ 。 １ 天
１ ２ １ 实验设 备 ．． 浸 出柱 ： ０ Ｔ×２ｍ 有机 玻璃 柱 ； 子交换 ０１ ０ｍｌ ｌ 离 柱 ：０ ０ ｍｍ × １ ｍ 有 机 玻 璃 柱 ； 子 交 换 树 脂 ５ 离 Ｄ ６ ； Ｔ１ ０ Ｊ型蠕 动 泵 。 ２ ３ Ｂ ０ —２
・３ ・ ２
有色金 属 （ 冶炼部 分 ） ２ １ ０ ０年 ５ 期
某 铀 矿 石 微 生 物 浸 出工 艺 实验 研 究
张 亚鸽 ， 占学 ， 维竣 孙 史
（ 东华 理工 大学 土木 与环境 工程 学 院 ， 西抚 州 ３ ４ ０ ） 江 ４ ０ ０
摘 要 ： 前 期 实 验 结 果 的基 础 上 ， 不 同 酸 度 下 加 菌 ， 过 对 比总 浸 出 率 、 耗 酸 率 、 及 泥 化 板 结 等 现 在 在 通 总 以 象 探 索 降低 酸 耗 、 少 板 结 、 高 浸 出 率 、 短 周 期 的 微 生 物 浸 铀 工 艺 流 程 和 参 数 。 实 验 结 果 表 明 ， 减 提 缩 在
成 ： ０ １ｍｍ ５ ６ 、 ． ～ ０ ５ｍｍ ３ ７ 、 ． ＜ ． ． ４ ０ １ ． １．４ ０５
～
１ ｍ ｍ ７ ８ 、１ ～ ２ ｍ ｍ ６ ２ 、２ ～ ５ ｍ ｍ ． ６ ． ９
２ ．８ 、 ２ ８ ５～ １ ｍｍ ３ ５ ， 平 均 品 位 为 ０ ４．９ 铀 ０ ２ ５ 。实验设 计 四个 浸 出柱 ， 号 分 别 为 Ｚ ．０％ 编 Ｇ１
次 实验 设计 １ ２ ３号 柱在 酸化 阶段 采用 较 高酸 度进 、、
行 喷淋 ， ４号 柱 则 一 直 采 用 １ ／ 的 酸 液 进 行 喷 ０ｇ Ｌ
用过 程 中溶 质离 子 的存在 形 态 。
酸 化 阶段 １ ２ ３号 柱 子具 有 相 似 性 ， 浸 阶段 、、 菌
淋 。进 入菌 浸阶段 之后 进 行 的是不 同喷淋量 与 喷停
～
４ 。每个 柱 子 矿 石 量 约 ２ ｇ ５ ｋ 。每 个 柱 子 都 是 按
照 同一 比例 装柱 的 ， 严 格 参 照矿 山现 场 实 验碎 样 并 后 的 粒 径 比 例 。 Ｚ １ 化 学 分 析 结 果 （ ） ＳＯ Ｇ ： ｉ
６． ７ ２７、 ２ １ ． Ａ１Ｏ３ ３ ８２、Ｆｅ Ｏ３ ． ２ ２ ７５、Ｕ （Ｔ ） ０ ９、Ｕ ．１
在 酸化 液 中最 终 驯 化 为 ２ ２ｈ左 右 。菌 液 扩 大 培 养
时 ｐ 控 制在 １ ８ Ｈ ． ０左 右 ， 温 培养 ， 用 培 养 基 为 室 所
过柱 液 。
２ 实 验 方 案 与 过 程
２ １ 实 验 方 案 ｆ １ ． 表 ） 表 １ 实 验 方 案
Ｔａ ｅ １ Ｅｘ ｒｍ ｅ ａ ｌ ｎ ｂｌ ｐｅ ｉ ｎｔ ｌｐ ａ
制、 改善 细菌 浸 出速 度 和浸 矿 动 力 学 方 面仍 需 要 更 深 入 的研 究 。
（ ｉ ０ ０ 、 Ｏ ． ３ Ｐ Ｏ５ １ ９ 、 Ｏ ． ３ Ｔｉ Ｖ ） ． ７ Ｆｅ ２ ０ 、 ２ ． ４ Ｃａ ２ １ 、 Ｏ２
０ ４ 、 Ｏ ． ８ Ｓ Ⅱ）１ ６ 、 一２ ５ 。可 以看 出 ， ． ２Ｃ ２ ４ 、 （ ０ ． ５ Ｆ ．２
Ａｂ ｔａ ｔ Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｆ ｒ ｅ ｘ ｅ ｉ ｅ ｔｒ ｓ ｌｓ ｏ ｒ ｎ ｕ ｍ ｉ ｅ ａ ，ｔ ｅ ｂ ｃ ｅ ｉ ｍ Ｓａ ｄ ｄ ａ ｉ ｅ ｅ ｔ ｓｒ ｃ ： ｓ ｄ ｏ ｈ ｏ ｍ ｒ ｅ ｐ ｒｍ ｎ ｅ ｕ ｔ ｆａ ｕ ａ ｉ ｍ ｎ ｒ １ ｈ ａ ｔ ｒ ｕ ｉ ｄ ｅ ｔｄ ｆ ｒ ｎ ｆ
内的适 应性 较好 ， 细菌 对 铀 矿 的 浸 出铀 有很 好 的促
进作 用 。 ３１ 各柱 ｐ ． Ｈ变 化情 况
ｐ 是 堆浸 过 程 中的 重 要 技 术 参 数 ， 一 方 面 Ｈ 它
为 了对前 期 酸 化 阶段 做 浸 出剂 的酸 度 对 比 ， 此 反 映了硫 杆 菌 的发 育 状 况 ， 一 方 面 决定 了水 岩 作 另
在柱 浸 过程 中 ， 蠕动 泵控 制溶 浸液 的流量 ， 用 采 用单 点 滴灌 的方式 喷液 。整个 实验 过程 分为 酸化 阶
段、 带菌 酸化 和 菌浸 阶段 。酸 化 阶段 淋 浸 矿 石 所 产 生 的酸化 浸 出液 和菌浸 阶段 淋浸 矿 石所 产生 的 菌浸
浸 出液 ， 经离子 交换 柱 吸 附铀后 ， 生 的吸 附尾液 用 产 于培 养细 菌 ， 养 的 菌 液 再 用 于 淋 浸 矿 石 ， 此循 培 由 环 ， 少 了尾液 的排 放 量 ， 利 于 环 境 保 护 ， 减 有 同时 也
从 表 ２可 以 看 出 ， Ｇ１柱 的 总 浸 出率 最 高 ， Ｚ 且 其耗 酸 率最 低 ， 到 达 ９ 的渣 计 浸 出 率 时 ， 用 在 ０ 所 时 间最短 。对 比分析 ， Ｇ１酸 化 阶 段 采用 的 酸度 较 Ｚ
高， 喷淋 量较 大 ， 最先 加菌 。这也说 明细菌 在 １号柱
减少 了 酸 耗 。Ｚ 、 Ｇ２ Ｚ 、 Ｇ Ｇ１ Ｚ 、 Ｇ３ Ｚ ４分 别 在 浸 出 液
持在 ２左 右 １ ３号 在 进 入 菌 浸 阶段 之 后 其 进 、 、 出
液 ｐ 越来 越 贴近 ， ２ ４号 直至最 末期 浸 出液 ｐ Ｈ 而 、 Ｈ
以从 ０ ５ ． １上 升到 ７左右 ， 后较 长时 间维 持在 ５ 随 左 右 ， 主 要是 因为 矿样 含有 较 多耗 酸物 质 ， 这 而且 柱浸 的耗 酸具 有 阶段 性 ， 酸 首先 被上 部矿 物所 消耗 ， 硫 再 逐 步 酸化 到柱 子底 部 。菌 浸 阶段 出液 的 ｐ 一般 维 Ｈ
（ 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）
随着我 国核 电事 业 的 发 展 ， 铀 矿 资源 的需 求 对 日趋增 加 。矿石 细菌 浸 出是利 用 细菌 的生 物化学 作
用， 选择性 地将 被 浸 矿 物从 矿 石 中浸 出来 的一 种 方 法口 。细菌 浸矿 被 广 泛应 用 于低 品 位 铀 矿 石 、 矿 ］ 铜 石 、 矿石 的浸 出 ， 别对 含硫 化 物 （ 黄铁 矿） 金 特 如 的矿 石尤 其有效 ， 得 一些 低 品位 的矿 石 能 得到 充 分 的 使 利用 。到 目前 为止 ， 然 生物 浸 矿 取 得 了很 大 的成 虽 果， 前景也 非 常乐 观 ， 在 生 物 浸 矿 复 杂 的 反 应 机 但
～
１ ９ 控 制 出液 ｐ 一 １ ～ ２ ； 浸 剂 三 价 铁 ．， Ｈ ．８ ．０ 淋
浓 度 ５ｇ ／Ｌ 左 右 。 １ ２ ３ 实 验 菌 种 ．．
细 菌采 用 从 该 矿 山酸 性 矿 坑 水 中 富集 分 离 、 诱
变育 种 的混合 菌 种 ， 经 过 ９ 培 养 基 和矿 石 酸 化 并 Ｋ 液 中培 养驯 化 。在 ９ 中菌 种 的生 长 周 期 为 １ Ｋ ８ｈ，
ｐ ，ｉ ｒ ｒ ｔ ｅ ｒ ｈ ｆ ｒ ｔ ｅ ｔｔ ｃ Ｈ ｎ ｏ ｄｅ ｏ ｓ ａ ｃ ｏ ｈｅ ｂ ｓ ｅ ｈｎｉａ ｏ ｅ ｒ ｎｄ ｐａ ａ ｅ ｅ ｙ ｔ ｏ ｃ ｌｐｒ ｃ ｄｕ ｅ ａ ｒ ｍ ｔ ｒ ｂ ｈｅ ｃ ｍｐａ ｉｏ ｅ ｃ ｎｇ ｙ ｅ ｄ ｒｓ ｎ ｏｆｌ ａ ｈｉ ｉ ｌ
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