Способ получения окисного железа

Способ получения окисного железа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для интенсификации процессов кучного, подземного и чанового микробиологического выщелачивания. Целью изобретения является ускорение процесса получения окисного железа. Способ заключается в окислении сернокислых растворов закисного железа с помощью консорциума бактерий LEPTOSPIRILLIUM FERROOXIDANS ВКМВ-1339 и THIOBACILLUS FERROOXIDANS ВКМВ-458, иммобилизованного на носителе из ткани и/или нетканых материалов, в условиях постоянного протока 0,5-5,0 R<SP POS="POST">-1</SP> с аэрацией при 5-40°С и PH 1,2-3,0. Процесс происходит со скоростью 20-150 г/ч<SP POS="POST">.</SP>м<SP POS="POST">2</SP> поверхности ткани в сернокислых растворах, содержащих 0,4-10,5 г/л H<SB POS="POST">2</SB>SO<SB POS="POST">4</SB> и 0,5-20 г/л сернокислого закисного железа. В качестве тканей и/или нетканых материалов для иммобилизации клеток консорциума используют нитрон, лавсан, полипропилен, бельтинг, дорнит, искусственные волокна. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИх

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН

А1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПЮ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯ 4

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4379320/31 — 13 . (22) 30. 12.87 (46) 15.04.90, Бюл. Р 14 (72) Г.И. Каравайко, E.O. Мельникова, В.П. Пискунов, Е.П. Бучихин и H.Ñ. Кузнецова (53) 663.15 (088,8) (56) Грудев С., Кузманов Л., Генчев Ф., Атаналов А., Петров P.

Биологический способ получения сернокислых растворов ферросульфата для выщелачивания металлов из минерального сырья. — "Минно дело", 1986, 41, В 9„ с. 16-17, 20.

2. Livesey-Goldblatt Е., Тап1еу T.М., Nagg I.F., 1977. — In:

Raund Table Conf Bacterial Ьеасй п8, Braundschveig — Stockhelm, Ed. W.

Schvart, 1?5. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКИСНОГО Н(ЕЛЕЗА (57) Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для интенсификации процессов кучноИзобретение относится к биотехно,логии, в частности к получению окисного железа из растворов сернокислого железа, и может быть использовано для интенсификации процессов кучного, подземного и чанового микробиологического выщелачивания;.

Цель изобретения — ускорение процесса получения окисного железа.

Способ заключается в том, что кон.сорциум бактерий Leptospirillum ferroozidans ВКМВ-1339 и Thiobacillus

ferrooxidans ВКМВ-458 иммобилизуют

„„ЯО„„И57164 (51)5 С 12 N 1/20, С 22 В 3/00, С 12 Р 1:07

ro, подземного и чанового микробиологического выщелачивания. Цель изобретения — ускорение процесса по- лучения окисного железа. Способ заключается в окислении сернокислых растворов эакисного железа с помощью консорциума бактерий Leptospirillium ferrooxidans ВКМВ-1339 и

Thiobacillus Еerrooxidans ВКМВ-458, иммобилизованного на носителе из ткани и/или нетканых материалов, в условиях постоянного протока 0 5й при 5-40СС и рН

1,2-3,0. Процесс происходит со скоростью 20-150 r/÷ м поверхности ткани в сернокислых растворах, содержащих 0,4-10,5 г/л Н $0 и 0,5-20 г/л сернокислого эакисного железа. В качестве тканей и/или нетканых материалов для иммобилизации клеток.консорциума используют нитрон, лавсан, полипропилен, бельтинг, дорнит, искусственные волокна. 3 табл. на носителе из тканей и/или нетканых материалов (лавсан, полипропилен, нитрон, дорнит, бельтинг, искусственное волокно). Для этого в цилиндрический реактор объемом 5 дм помещают ткань в виде мешка и/или на рамах с интервалом 10 см. Суммарная поверхность помещенной ткани 4,0+0,5м2 .

Реактор — термостатирован, поддерживают температуру 5-40 С, рН 1,2-3,0.

Аэрацию обеспечивают подачей воздуха на дно во внутреннюю и внешнюю полости реактора со.скоростью 1,5

1557164,0 1 дм /мин, Растворы подаются на дно реактора во внутреннюю полость мешка. Инокуляцию бактериями проводят в начале процесса при отсутствии смены железосодержащего раствора.

При этом вносят 10 1Х посевного материала с содержанием бактерий

10 -10 кл/мл, соотношение Th. ferrooxidans u L. ferrooxidans в консорциуме составляет 1:5 — 5:1 в зависимости от концентрации Fe . При низких концентрациях Fe+" (1-3 г/л) предпочтительней использовать кбнсорциум, обогащенный L. ferrooxi-

dans, при более высоких (5-20 г/л) обогащенный Th. ferrooxidans После полного окисления железа начинают вести процесс окисления на протоке при Д = 0,5-5, 0 ч с подачей раствора со скоростью 18-120 л/мин на 100 м поверхности ткани, в результате получают (в виде пленок) иммобилизованный на носителе консорциум бактерий L. ferrooxidans 25 и Th. ferrooxidans.

Процесс бактериального окисления проводят в сернокислых растворах, содержащих 0,4-10,5 г/л H

Скорость окисления Fe достигает

20-150 г/ч.м поверхности ткани.

Пример 1. В термостатированный при 30 С реактор объемом 5 дм помещают ткань (лавсан, прошитый полипропиленом), на которую предва- @> рительно нанесены иммобилизованные клетки-консорциума, суммарная поверхность которой 40 М, в виде мешка иэ ткани, подвешенной на каркасе, погруженной в сернокислый раствор, содержащий 2 г/л Fe2+ . Раствор подают внутрь на дно мешка, слив окисленного раствора проводят сверху с наружной стороны мешка. Скорость подачи раствора 3,0 м на объем аппарата в час (Д=2). Поддерживают рН 1,3, 50 исходный ЕЬ = 320 мв, Биомасса клеток, закрепленных на поверхности ткани, составляет по белку 16,4 мг/см2, 0 5 ° 10 кл/см поверхности ткани.

Степень окисления Fe+ - в растворе на

55 выходе из реактора составляет 987., растворов — 820 мв. Процесс окислео ния проводят при 30 С. Аэрацию раствора проводят во внутренней и наружной полости мешка. Скорость подачи воздуха 1,5 дм /мин. Инокуляцию осуществляют консорциумом бактерий L.f. и Th.f.

Растворы, поступающие в реактор, содержат, г/л: Fe2+ 2, Реэ+ О, 1, (NHg) SOo 1,5, КН РО 0,25, 11880 7Н О 0,25. Выходящие растворы содержат 1,93 г/л Fe и

0,07 г/л Fe2+. Скорость окисления

Fe2+ 150 r/÷ м поверхности.

Пример 2. Осуществляют согласно примеру 1. В качестве тканей и нетканых материалов используют нитрон, а также применяют дорнит, лавсан, бельтинг, искусственное волокно.

В табл.1 показано влияние используемого для иммобилизации материала на процесс окисления закисного железа в сернокислых растворах.

Как вицно из табл.1, все предлагаемые ткани и нетканые материалы пригодны для иммобилизации клеток бактерий и окисления Ге + при заданных скоростях протока.

Пример 3. Осуществляют согласно примеру 1. В качестве ткани используют нитрон, а окисление Ре2+ проводят при рН 1,8 и различных температурах.

В табл.2 показано окисление Fe + при различной температуре бактериями

ferrooxidans, Th.f., адсорбированными на нитроне.

Пример 4. Осуществляют согласно примеру 1. В качестве ткани используют для иммобилизации консорциума бактерий лавсан при различных скоростях протока.

В табл..3 показано окисление Fe консорциумом бактерий L. ferrooxidans Th. ferrooxidans, иммобилизованных на лавсане при различных скоростях протока.

Как видно из опытов при скоростях протока выше Д 7 5,0 Fe2 окисляется не полностью.

Пример 5. Осуществляют в условиях, аналогичных примеру 1. В качестве ткани для иммобилизации консорциума бактерий используют лавсан, процесс проводят на растворах

Таблица 1

Степень окисления,7.

Скорость протока, Д ч

Материал

Опыт

98 70

770

5

2

Нитрон

Дорнит

Лавсан

Бельтинг

Стекловолокно

2

4

5 1557 маточниках сорбции, содержащих, г/л:

Fe + 3,4, Ге 0,2; Са + 0,49, Hp +

0 75 К 0 071; РаО 0 02, рН 1,7, Д=2. В результате получают раст -..:ры,; содержащие, г/л: Fe + 3,2 ° Fe +

0,4, рН 1,85, Eh = 730, Степень окисления 89%.

Пример 6. Осуществляют в условиях, аналогичных примеру 1. Процесс проводят при рН 1,3 и температуре 40 С. Растворы, входящие в реактор, содержат 2 г/л Fe2+ и О, 1 r/ë

Fe3, а растворы, выходящие из реактора, содержат 1,80 г/л Fe + и

0,21 г/л Fe2 . Скорость окисления 92,0 r/ч м поверхности.

Пример 7. Осуществляют в условиях, аналогичных примеру 1.Процесс проводят при рН 3,0 и температуре 40 С. Растворы, входящие в реактор, содержат 2 г/л Fe2+ и О, 1 г/л

Ре, а растворы, выходящие из реактора, содержат 1,87 г/л Fe3 и О, 14 г/л

Fe2+ . Скорость окисления 105 r/÷ ° м поверхности.

Преимуществом данного способа являются: возможность проведения процесса окисления железа в 4-20 раз быстрее по сравнению с известными штаммами железоокисляющих бактерий (скорость окисления железа 20150 r/÷ м, а известные штаммы окисляют железо со скоростью 7,5 r/÷.ì ), возможность использования реальных растворов кучного и подземного выщелачивания, содержащих 0,5-8 г/л Ре + без дополнительных введений солей, при рН 1,2-3,0, использование для процесса окисления всех закрепленных клеток консорциума бактерий Ь. ferro40 охЫапз и Fh. ferrooxidans эа счет фильтрации регенерируемого раствора через волокна ткани (в процессе окисления участвуют не только клетки поверхностной пленки, но и закрепленные

164 б во внутренней структуре и прикрепленные к волокнам ткани, что также при-. водит к увеличению скорости оки ленив, в то время как при использовании пластиков, стекла и т.д. в окислении

1 участвуют лишь клетки бактерий, находящиеся на поверхности яроэитйой пленки (ИН,,К) Fe>(S0<) (ОН)-, большая концентрация клеток на поверхности ткани (0,5 .10 кл/см ). и низкая в растворе (l0 — 10 кл/мл) препятствует вымыванию клеток и ведет к увеличению биомассы микроорганизмов, возможность окисления больших объемов растворов со степенью окисления железа, удовлетворяющей требованиям технологии (70 — 1007 окисного железа).

Применение микробиологического способа получения окисного железа позволяет получить необходимый для процессов подземного и кучного выщелачивания дешевый окислитель. Предлагаемый способ по сравнению с известными не требует сложного аппаратурного оформления процесса и дополнительных реагентов.

Формула и э обретения

Способ получения окисного железа из сернскислых растворов закисного железа, предусматривающий использование желеэоокисляющих бактерий, иммобилизованных на органическом носителе, в условиях постоянного протока с аэрацией и кислой реакции среды, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса, окисление двухвалентного железа осуществляют с помощью консорциума бактерий

Thiobacillus ferrooxidans u Leptospirillium ferrooxidans при температуре 5-40 С со скоростью протока

О

Оэ5 5э0 ч

Eh,ìâ Скорость окисления Ре +,г/ч м

1557164

Таблица 2

Температура, С

Опыт

Степень окисления, %

Таблица 3

Скорость протока, Д ч о,s (j J (j

Показатели

1,0, 2,0 2,5 3,0 5,0 7,5

0,15

100 100 . 98 92 83 71 53 ,4 2 2 6 6 2 2

850 805 750 770 730 690 650

105 126 150 156 165 173 180

100

820

Составитель О. Скородумова

ТекРед Л. Олийнык . Корректор Т. Малец

Заказ М. Петрова

Тираж 496 Подписное

Заказ 698

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул ° Гагарина,101

Степень окисления, раствор, Ж

Начальная концентрация,г/л

Eh мв

Скорость окислег/ч и

2

4

Скорость окисления, г/ч м

5. 1,1

15 2,3

25 55,0

30 76

35 90

:40 67

98

92

86