专利名称：一株浸矿菌及闪锌矿精矿中生物提铟工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一株浸矿菌及锌精矿中生物提铟工艺，特别是一株浸矿菌及铁闪锌矿
精矿中生物提铟工艺。
背景技术：
铟作为我国的一种优势稀散金属资源，常与多金属锌精矿伴生，经过选矿后，铟主 要富集于锌精精矿中。因此，浮选后的锌精矿是提取铟的最大原料来源，从锌精矿中提取铟 的研究一直是国内外冶金工作者关注的焦点之一。传统提炼工艺不但流程长、工序多、设备 庞杂、投资大、而且渣处理量大、铟的回收率大多在50%以下。长期以来，对铟的富集综合回 收是一个十分棘手的问题，现在还没有很理想的冶炼处理方法。为了高效综合回收锌精精 矿中的铟资源，加强湿法提铟清洁生产、技术的研究与开发，意义非常重大。生物冶金工艺 由于具有流程短、设备简单、投资少、成本低、对环境友好、能处理复杂多金属矿物等优点而 提供了一条回收锌精矿中稀散金属的新途径。
发明内容
本发明的目的是提供一株浸矿菌及闪锌矿精矿中生物提铟工艺，该工艺不同于传 统的选冶工艺，即不需要经过高能耗的高温熔炼，新工艺不排放污染性大的烟尘和二氧化 硫等有毒气体，本工艺流程短、设备简单、投资省、成本低、无污染，提高了锌和铟的回收率， 综合利用了低品位铟矿产资源，可获得更大的效益。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案 —株浸矿菌，名称为L印tospirill咖ferrooxidans Retech-SPH，保藏登记号 为CCTCC No :M208162，保藏日期2008年10月17日。保藏单位中国国家典型培养物保藏 中心，地址武汉大学内。 浸矿菌用于闪锌矿精矿中生物提铟工艺，它包括以下步骤
(1)浸矿菌的获得 在取得该菌种之后，在pH值为1. 5 2. 5的普通自来水中加入所需浸出的锌精矿 矿石、氮源和磷源进行浸矿细菌适应性驯化培养2 5次，然后逐级放大培养6 10次。其 中细菌接种量为培养物总体积的10 30%，加入的矿粉量为培养物总重量的2 15%;加 入的氮源物质为碳酸铵或氨水或硝酸钙、磷源物质为磷酸氢二钾或磷酸二氢钾，加入量为 培养物总重量的0. 01 0. 05%。。获得菌浓度为107 109个/ml的适应性驯化浸矿菌，其 生长温度在范围在25 45°C ， pH在1. 0 5. 0之间，最佳生长温度在28 35°C 、pH1. 7 2.2，该菌对铁闪锌矿的浸出有很强的专属性，随后用于进行锌精矿的生物搅拌浸出。
(2)锌精矿中铟的生物搅拌浸出 锌精矿是经过浮选之后的矿石，无需细磨，粒度即可达到搅拌浸出所要求的粒度， 小于0. 075mm。然后与稀硫酸溶液混合，形成浓度为25%的矿浆，泵入搅拌罐内，调节pH值 为1.5 2.0，再接入专属的浸矿菌液，其与矿浆的体积百分比为5% 15%，最终形成的矿
3浆pH值保持在1. 5 2. 0。该浸矿菌液中含菌为(Thiobacillus ferrooxidans Retech) 107 个/ml以上，其氧化还原电位在450mv(vs.SCE)以上。搅拌过程中搅拌器转速为180 250rpm。无需加温。
(3)含锌铟浸出液的净化 将(2)中浸出液采用锌精矿作为还原剂进行三价铁还原，还原温度为85 IO(TC， 反应时间为2 3小时，还原后的溶液pH值为0. 5 1. O，三价铁的还原率大于97%。
(4)铟回收 将(3)中三价铁还原后的溶液进行铟的萃取，调节溶液pH值为0. 5 1. 0，D2EHPA 浓度15% 25%，稀释剂为260#磺化煤油，萃取级数为1 3级，相比0/A为1 : 6
i : 10，使用稀硫酸和草酸混合溶液洗涤，铟的萃取率大于98X。反萃相比o/A为i0 : l
14 : 1，反萃级数为2 4级，铟的反萃率在99%以上。得到的铟浓縮液直接电积。
图1为本发明一种实施例的工艺流程框图 如图l所示，经保藏的浸矿菌(X印tospirill咖ferrooxidans Retech-SPH，保 藏登记号为CCTCC No :M208162，保藏日期2008年10月17日，将其进行驯化及放大培养1， 锌精矿粒度控制在粒径小于0. 075mm，与稀硫酸混合形成矿浆2，接种驯化及放大培养后的 浸矿菌进行搅拌浸出3，经固液分离4，浸出液中三价铁？6+3还原5，6为铟的萃取，7为铟的 反萃电积得铟金属。
具体实施例方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明
实施例1 该新工艺应用于我国西北某含砷低品位锌精矿，该矿样以闪锌矿为主，另外还有 少量黄铁矿、黄铜矿、脉石矿物和极微量的方铅矿。脉石矿物主要是碳酸盐矿物(方解石和 白云石)，以及少量的石英、长石等。所有矿物基本上全为单体颗粒状态。矿石中锌含量为 47. 62%，铁13. 07%，铟0. 0146%，硫30. 77%。
(1)浸矿菌的复长与放大培养 浸矿菌(该菌在中国国家典型培养物保藏中心武汉大学内寄存，培养物名称为 L印tospirillum ferrooxidans Retech-SPL-1，保藏登记号为CCTCC No :M208162，保藏日 期2008年10月17日。在pH值为1. 5 2. 0的普通自来水中加入粒度为小于O. 075mm的 我国西北某锌精矿石、碳酸铵和磷酸氢二钾进行浸矿细菌适应性驯化转接培养4次，然后 逐级放大培养10次。其中每次细菌接种量为培养物总体积的10% ，加入的锌精矿粉量为培 养物总重量的5% ;加入的碳酸铵、磷酸二氢钾的量分别为培养物总重量的0. 04%。；培养温 度25 45°C 。最终获得驯化菌浓度大于107个/ml的适应性浸矿菌，对锌的耐受能力大于 80g/L，菌液电位达到600mv(vs. SCE)。该菌液即可接入矿浆中进行搅拌浸出。
(2)矿石中铟的搅拌浸出 将粒度为小于0.075mm的我国西北某锌精矿投入到搅拌罐内，加入pH1.0 1.5 的稀硫酸溶液，矿浆浓度为20X，平衡2h，待矿浆pH稳定后，在接入10% (v/v)的含适应性驯化放大培养好的浸矿菌液，其中含浸矿菌107 108个/ml，菌液的氧化还原电位大于 580mv (vs. SCE)，菌液的pH值为1. 5 2. 0，搅拌转速为230rpm，搅拌浸出时间为40天，此 时锌几乎被全部浸出，铟的浸出率达到70 %以上，反应终止。
(2)锌铟浸出液中三价铁的还原 浸出液的成分为Zn2+23. 5g/L， Fe3+4. 71g/L， Fe2+0. 042g/L， In3+5. 29mg/LpH值 1. 75。 采用闪锌矿加热还原浸出液中三价铁为二价铁，反应式为
4H++4Fe2++02 — 4Fe3++2H20 加热温度95t:，锌精矿的加入量为理论用量的1. 8倍，反应2小时，还原后的溶液 pH值为0. 5 l.O，三价铁的还原率为97.6%。
(3)铟回收 三价铁还原后的溶液进行铟的萃取，调节溶液pH值为0. 5 1. 0， D2EHPA浓度 20X，稀释剂为26(W磺化煤油，两级萃取，相比0/A为1 : 8，使用稀硫酸和草酸混合溶液 洗涤，铟的萃取率大于98%。反萃相比0/A为12 : 1，三级反萃，铟的反萃率在99%以上。 得到的铟浓縮液直接电积。 本发明的效果是除了有利于环保外，还可以用来开发传统选冶技术难以综合利 用的锌铟伴生资源，尤其适合用于铁闪锌矿精矿中含有的低品位铟资源，对有效扩大铟矿 产资源的利用范围，提高锌和铟的综合利用率有着重要意义。
权利要求
一株浸矿菌，其特征在于名称为Leptospirillum ferrooxidans Retech-SPL-1，保藏登记号为CCTCC NoM208162，保藏日期2008年10月17日，保藏单位中国国家典型培养物保藏中心，地址武汉大学内。
2. —种闪锌矿精矿中生物提铟工艺，其特征在于它包括(1) 将浸矿菌，该菌保藏号CCTCC No :M208162，经驯化及放大培养，获得适应性的浸矿菌；(2) 将低品位的锌精矿石送至搅拌浸出工序；(3) 将(1)中放大培养的浸矿菌液加至含有矿浆的搅拌罐中；(4) 浸出工序出来的浸出液送至高温还原；(5) 铁还原后的溶液送至铟萃取电积回收工序。
3. 根据权利要求2所述的闪锌精矿中生物提铟工艺，其特征在于所述的浸矿菌的驯 化、放大培养条件为在普通自来水中加入所需浸出的锌精矿粉、氮源和磷源进行浸矿细 菌适应性驯化培养，然后逐级放大培养，其中细菌接种量占培养物总体积的百分比为10 30% (体积百分)，加入的矿粉量占培养物总重量的百分比为2 15% (重量百分)；加入 的氮源物质和磷源物质的量分别占培养物总重量的百分比为0. 01 0. 05% (重量百分)， 获得菌浓度为107 109个/ml的适应性驯化浸矿菌，其生长温度在25 45°C ， pH在1. 0 5. 0之间。
4. 根据权利要求2或3所述的锌精矿中生物提铟工艺，其特征在于所述的加入的锌 精矿粉的粒度是小于0. 075mm、氮源物质为碳酸铵或氨水或硝酸钙、磷源物质为磷酸氢二钾或磷酸二氢钾。
5. 根据权利要求2或3所述的锌精矿中生物提铟工艺，其特征在于所述的浸矿细菌 适应性驯化培养的转接次数为2 5次，逐级放大培养的级数是6 10次。
6. 根据权利要求2或3所述的锌精矿中生物提铟工艺，其特征在于所述的生物搅拌 罐中桨叶的搅拌速度为180 250rpm。
7. 根据权利要求2或3所述的锌精矿中生物提铟工艺，其特征在于所述的生物浸 出工艺为搅拌浸出或称槽浸，接入驯化放大培养好的浸矿菌液与矿浆的体积比为5% 15%。
8. 根据权利要求2所述的锌精矿中生物提铟工艺，其特征在于所述的锌铟浸出液中三价铁还原中温度为85 IO(TC，反应时间为2 3小时。
9. 根据权利要求2或3所述的锌精矿中生物提铟工艺，其特征在于所述的还原后的 锌铟浸出进行铟萃取，萃取级数为1 3级，相比0/A为1 : 6 1 : IO，稀硫酸加草酸洗 涤后，反萃级数为2 4级，相比0/A为10 : 1 14 : 1。
全文摘要
本发明提供一株浸矿菌及闪锌矿精矿中生物提铟工艺，浸矿菌名称为Leptospirillum ferrooxidans Retech-SPL-1，保藏登记号为CCTCC NoM208162，保藏日期2008年10月17日，保藏单位中国国家典型培养物保藏中心，地址武汉大学内。一种锌精矿的生物提铟工艺为浸矿菌驯化和放大培养，接入到含有矿浆的搅拌罐中，通过通气搅拌，完成浸出过程，浸出工序出来的浸出液送至除铁和铟萃取反萃电积工序。本发明优点除了有利于环保外，还可以用来开发传统选冶技术不易综合利用的低品位铟资源，扩大铟的矿产资源利用范围，提高铟的综合利用率。
文档编号C22B58/00GK101748085SQ200810240059
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月17日 优先权日2008年12月17日
发明者刘学, 刘美林, 宋永胜, 温建康 申请人:北京有色金属研究总院