专利名称：一种铁精矿脱硫方法
技术领域：
本发明涉及一种矿石或废料的初步处理方法，更具体的说是涉及一种铁精矿脱硫方法。
背景技术：
磁铁矿是一种钢铁冶炼的重要矿物原料，由于生产工艺和钢铁质量的需要，对磁铁矿含硫要求非常严格，目前常用的脱硫方法有磁选法和浮选法。我国广泛分布有矽卡岩型铁矿床，有用铁矿物大多为磁铁矿，其中含硫矿物以黄铁矿和磁黄铁矿为主。这类磁铁矿石经过磁选容易获得高品位的铁精矿，然而由于磁铁矿与磁黄铁矿紧密共生，磁黄铁矿具有易碎、易泥化、易氧化的特点，可浮性较差，容易被抑制和较难浮，国内外尚无经济、成熟的工艺和药剂能很好地将其与磁铁矿分离。而且，磁黄铁矿与磁铁矿同属强磁性矿物，在弱磁场中(71.6～95.5kA/m)很容易与其它矿物分离，而磁黄铁矿与磁铁矿之间的磁选分离几乎是不可能的。所以，现有技术的铁矿石脱硫过程中磁黄铁矿也大部分进入铁精矿，影响了产品质量，甚至使一些品位很高的铁精矿成为废品。近年来，微生物冶金技术由于具有成本低、污染小、能耗低、效益高、操作简便等特点而受到广泛关注，在提取铜、金、铀等金属的湿法冶金领域得到了产业化应用。微生物冶金技术用于脱硫研究得较多的是煤中黄铁矿的脱除，而关于磁铁矿或磁铁精矿微生物脱硫的方法目前还未见报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是利用硫杆菌属细菌的生物氧化作用，脱除以磁黄铁矿为主要含硫矿物的高硫磁铁精矿中的硫。
本发明采用的技术方案一种铁精矿脱硫方法，包括下列步骤a.培养脱硫细菌以硫粉为能源物质取代9k培养基中的Fe2+配制不含Fe2+的9k硫粉培养基，控制培养基pH值为1.8～2.5，对氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌的混合菌进行传代培养，培养温度为25℃～35℃；b.脱硫细菌驯化在上述9k硫粉培养基中加入待脱硫的铁精矿，逐次增加铁精矿2％，就减少硫粉用量2％，当铁精矿含量≥10％时，停止用硫粉作能源，控制驯化培养pH值为1.8～2.5、温度为25℃～35℃，驯化培养五代以上得到浓度大于107个/ml的适应性驯化脱硫菌；c.细菌浸出脱硫在浸出容器中加入矿浆浓度为5％～25％的铁精矿和接种1％～10％浓度大于107个/ml的适应性驯化脱硫菌液，控制pH值为1.8～2.5、温度为25℃～35℃，振荡浸出3～25天后将铁精矿用常规方法过滤、洗净、干燥，得到含硫量降低的脱硫铁精矿。
步骤a所述的9k硫粉培养基中1升9k硫粉培养基含有(NH4)2SO43.0g、MgSO4·7H2O0.5g、KCl0.1g、K2HPO40.5g、Ca(NO3)20.01g和硫粉10g。
步骤b所述脱硫细菌驯化在恒温水浴振荡器中进行，转速为100-180r/min，最终培养基中含铁精矿10％～20％。
步骤c中浸出容器为250ml～1000ml锥形瓶，放在恒温水浴振荡器中振荡，振荡速度100-180r/min。
本发明的有益效果是本发明利用硫杆菌属细菌的生物氧化作用，采用酸性条件下搅拌或振荡浸出的方法，脱除以磁黄铁矿为主要含硫矿物的高硫磁铁精矿中的硫，得到低硫的铁精矿。本发明是一种微生物冶金技术，具有成本低、污染小、能耗低、效益高、操作简便等特点，采用本发明的铁精矿脱硫率大于70％。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明进一步详细描述硫杆菌(Thiobacillus)属细菌广泛存在于含有硫或硫化物的矿山酸性废水及温泉、土壤中。硫杆菌通过直接氧化作用和间接氧化作用使硫化矿中的硫以硫酸根的形式溶解进入溶液，从而与矿石分离而达到脱硫的目的。本发明就利用了硫杆菌(Thiobacillus)属细菌的这种特性。一种铁精矿脱硫方法，包括下列步骤a.培养脱硫细菌以硫粉为能源物质取代9k培养基中的Fe2+配制不含Fe2+的9k硫粉培养基，控制培养基pH值为1.8～2.5，对氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌的混合菌进行传代培养，培养温度为25℃～35℃；b.脱硫细菌驯化在上述9k硫粉培养基中加入待脱硫的铁精矿，逐次增加铁精矿2％，就减少硫粉用量2％，当铁精矿含量≥10％时，停止用硫粉作能源，控制驯化培养pH值为1.8～2.5、温度为25℃～35℃，驯化培养五代以上得到浓度大于107个/ml的适应性驯化脱硫菌；c.细菌浸出脱硫在浸出容器中加入矿浆浓度为5％～25％的铁精矿和接种1％～10％浓度大于107个/ml的适应性驯化脱硫菌液，控制pH值为1.8～2.5、温度为25℃～35℃，振荡浸出3～25天后将铁精矿用常规方法过滤、洗净、干燥，得到含硫量降低的脱硫铁精矿。步骤a所述的9k硫粉培养基中1升9k硫粉培养基含有(NH4)2SO43.0g、MgSO4·7H2O0.5g、KCl0.1g、K2HPO40.5g、Ca(NO3)20.01g和硫粉10g。步骤b所述脱硫细菌驯化在恒温水浴振荡器中进行，转速为100-180r/min，最终培养基中含铁精矿10％～20％。步骤c中浸出容器为为250ml～1000ml锥形瓶，放在恒温水浴振荡器中振荡，振荡速度100-180r/min。
实施例含有氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌等细菌的混合菌水样取自一铜矿山的酸性矿坑水。经9k培养基分离培养后，再用pH值为2.0的9k无铁培养基、以硫粉为能源物质进行进一步传代培养。生化培养箱温度设定为30℃。
向90ml灭菌处理后的9k硫粉培养基中加入10ml混合菌液，在菌液中加入钒钛磁铁精矿对细菌进行驯化培养。在顺序进行的各驯化培养周期中，逐次增加钒钛磁铁精矿的加入量。用5M硫酸控制pH值在2.0左右，驯化培养在恒温水浴振荡器中进行，转速为100-180r/min，温度设定为30℃。
在锥形瓶中加入100ml～300ml灭菌处理后的9k基础盐和5％～25％的钒钛磁铁精矿，接入1％的经驯化培养的混合菌菌液，调整初始pH值2.0，试验过程中pH值控制在2.0-2.8之间，温度30℃，在恒温水浴振荡器中进行，转速为150r/min。脱硫反应一段时间后，将钒钛磁铁精矿过滤，清水喷淋洗涤五次，110℃干燥2h，得到脱硫后的低硫钒钛磁铁精矿。
在实施例的工艺条件下，钒钛磁铁精矿脱硫率随液固比降低而呈现降低趋势，随浸出时间的延长而增高，试验测试结果见表1、表2。
表1不同矿浆浓度处理后铁精矿的脱S率
注1.钒钛磁铁精矿的原始含硫量为0.69％2.空白样未接入脱硫细菌，矿浆浓度为10％3.浸出时间为15天表2不同浸出时间处理后铁精矿的脱S率
注1.矿浆浓度为10％以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种铁精矿脱硫方法，包括下列步骤a.培养脱硫细菌以硫粉为能源物质取代9k培养基中的Fe2+配制不含Fe2+的9k硫粉培养基，控制培养基pH值为1.8～2.5，对氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌的混合菌进行传代培养，培养温度为25℃～35℃；b.脱硫细菌驯化在上述9k硫粉培养基中加入待脱硫的铁精矿，逐次增加铁精矿2％，就减少硫粉用量2％，当铁精矿含量≥10％时，停止用硫粉作能源，控制驯化培养pH值为1.8～2.5、温度为25℃～35℃，驯化培养五代以上得到浓度大于107个/ml的适应性驯化脱硫菌；c.细菌浸出脱硫在浸出容器中加入矿浆浓度为5％～25％的铁精矿和接种1％～10％浓度大于107个/ml的适应性驯化脱硫菌液，控制pH值为1.8～2.5、温度为25℃～35℃，振荡浸出3～25天后将铁精矿用常规方法过滤、洗净、干燥，得到含硫量降低的脱硫铁精矿。
2.根据权利要求1所述铁精矿脱硫方法，其特征在于步骤a所述的9k硫粉培养基中1升9k硫粉培养基含有(NH4)2SO43.0g、MgSO4·7H2O 0.5g、KCl 0.1g、K2HPO40.5g、Ca(NO3)20.01g和硫粉10g。
3.根据权利要求1所述铁精矿脱硫方法，其特征在于步骤b所述脱硫细菌驯化在恒温水浴振荡器中进行，转速为100-180r/min，最终培养基中含铁精矿10％～20％。
4.根据权利要求1所述铁精矿脱硫方法，其特征在于步骤c中浸出容器为250ml～1000ml锥形瓶，放在恒温水浴振荡器中振荡，振荡速度100-180r/min。
全文摘要
本发明公开了铁精矿脱硫方法，其主要步骤包括在pH值为1.8～2.5的9k无铁培养基中以硫粉为能源物质培养含有氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌混合菌；再在pH值为1.8～2.5的9k无铁培养基中以硫粉为能源物质，加入待脱硫的以磁黄铁矿为主要硫化矿物的高硫铁精矿进行适应性驯化培养，得到适应性驯化脱硫菌；将高硫铁精矿浸于含适应性驯化脱硫菌液的水中进行摇床振荡浸出脱硫，再经过滤、洗涤、干燥得到符合要求的低硫铁精矿。本发明是一种微生物冶金技术，具有成本低、污染小、能耗低、效益高、操作简便等特点，采用本发明的铁精矿脱硫率大于70％。
文档编号C22B3/00GK1757769SQ200510031090
公开日2006年4月12日 申请日期2005年10月25日 优先权日2005年10月25日
发明者刘晓荣, 廖代华, 王晶, 何绍刚, 陈建斌, 孙亚琴, 胡继业 申请人:上海应用技术学院, 攀枝花钢铁(集团)公司