一种利用酸性矿山废水培养浸矿微生物的方法与流程

本发明属于生物冶金技术领域，涉及一种培养浸矿微生物的方法，具体涉及一种利用酸性矿山废水培养浸矿微生物的方法。

背景技术：

随着矿产资源的不断开采利用，低品位矿产资源成为开发利用的主要对象。生物冶金技术是一种利用微生物、空气和水等天然组分从矿石中直接提取金属的低成本矿产资源加工技术。浸矿微生物的培养是生物冶金技术应用的基础及关键步骤。常规浸矿微生物的培养是利用在自来水中加入微生物生长所需的营养物质进行培养，但采用这种方法在工业应用时存在自来水用量大、微生物对环境适应性差等问题。

酸性矿山废水是硫化矿矿山在采矿过程中形成的一种低ph值、含有金属离子及少量嗜酸性微生物的废水。生物冶金中常用的浸矿微生物，如氧化亚铁嗜酸硫杆菌(acidithiobacillusferrooxidans)、嗜铁嗜酸硫杆菌(acidithiobacillusferrivorans)、生红酸球形菌(acidisphaerarubrifaciens)、氧化亚铁钩端螺旋菌(leptospirillumferrooxidans)、嗜铁氮钩端螺旋菌(leptospirillumferrodiazotrophum)均分离自矿山酸性废水。

因此，本发明提出利用酸性矿山废水培养浸矿微生物的方法，一方面利用酸性矿山废水中的酸、金属离子，减少培养过程的药剂消耗；另一方面，可使培养的浸矿微生物更快的适应目的矿山的环境特质，缩短浸矿微生物的适应时间。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种利用酸性矿山废水培养浸矿微生物的方法，可减少浸矿微生物培养成本、缩短浸矿微生物适应时间，同时实现废水的资源化利用。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

一种利用酸性矿山废水培养浸矿微生物的方法，其特征在于，它包括以下步骤：

(1)将浸矿微生物接种入酸性矿山废水；

(2)加入适量的营养物质和原矿矿粉；

(3)用硫酸调节ph值至2.0～2.5；

(4)调节温度，搅拌充气培养5～10天。

如上所述的方法，优选地，所述浸矿微生物为氧化亚铁嗜酸硫杆菌(acidithiobacillusferrooxidans)、嗜铁嗜酸硫杆菌(acidithiobacillusferrivorans)、生红酸球形菌(acidisphaerarubrifaciens)、氧化亚铁钩端螺旋菌(leptospirillumferrooxidans)或嗜铁氮钩端螺旋菌(leptospirillumferrodiazotrophum)。

如上所述的方法，优选地，所述浸矿微生物的接种比例为10～20％(v/v)。

如上所述的方法，优选地，所述营养物质的加入量为硫酸铵0.2～2g/l、硫酸亚铁5～30g/l。

如上所述的方法，优选地，所述矿粉为目的矿山的原矿矿粉，粒度37μm～74μm，加入量为0.5～1％(w/v)。

如上所述的方法，优选地，所述温度为20～40℃。

如上所述的方法，优选地，所述搅拌转速为150～200rpm。

如上所述的方法，优选地，所述充气速率为100～150l/m³·min。

本发明的有益效果在于：

本发明提供一种利用酸性矿山废水培养浸矿微生物的方法，利用酸性矿山废水作为浸矿微生物生长的营养来源，减少浸矿微生物的培养成本，缩短浸矿微生物的适应时间，同时实现废水的资源化利用。

附图说明

图1为本发明浸矿微生物培养示意图。

图2为本发明培养过程中电位和细菌数量变化图。

附图标记

1：培养槽；2：温控装置；3：搅拌装置；4：充气装置；5：电位监测装置；6：ph监测装置。

具体实施方式

以下仅以实施例说明本发明可能的实施形式，然并非用以限制本发明所要保护的范围。

如图1所示为培养浸矿微生物的培养示意图，培养时将酸性矿山废水装入培养槽1，然后接种浸矿微生物，加入营养物质和原矿矿粉，用硫酸调节ph值至2.0～2.5，调节温控装置2至20～40℃，调节搅拌装置3至150～200rpm，调节充气装置4至100～150l/m³·min，进行培养，培养过程中利用电位监测装置5和ph监测装置6监测培养过程的电位变化和ph变化。

本发明提供的浸矿微生物的培养方法，包括以下步骤：

(1)将浸矿微生物接种入酸性矿山废水，浸矿微生物的接种比例为10～20％(v/v)。

(2)加入营养物质和原矿矿粉。营养物质的加入量为硫酸铵0.2～2g/l、硫酸亚铁5～30g/l。原矿矿粉的粒度37μm～74μm，加入量为0.5～1％(w/v)。

(3)调节ph值至2.0～2.5；

(4)调节温度至20～40℃，搅拌转速为150～200rpm，充入空气，速率为100～150l/m³·min，培养5～10天。

本发明方法的原理是，利用酸性矿山废水作为浸矿微生物生长的营养来源，矿山废水的成分基本以硫酸根和铁离子为主，含有不同程度的其它离子，而细菌对于对于离子都有一定的耐受。在培养时只添加培养基中的两种成分硫酸铵和硫酸亚铁，其它均利用废水的自有成分，特别是硫酸亚铁，由于主要利用废水中含有的亚铁离子，因此硫酸亚铁用量比人工配制的培养基大为减少，从而减少浸矿微生物的培养成本，缩短浸矿微生物的适应时间，同时实现废水的资源化利用。

以下通过具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

某酸性矿山废水，ph值为2.00，cu²⁺为0.83g/l，tfe为2.5g/l，fe²⁺为0.83g/l。

(1)在有效容积为5m³的培养槽中，注入酸性矿山废水4.5m³，然后接种入预先培养好的浸矿微生物0.5m³。

(2)加入硫酸铵1g/l、硫酸亚铁15g/l，同时加入粒度为37μm～74μm的原矿矿粉25kg。

(3)调节ph值至2.0；

(4)调节温度至30℃，搅拌转速为160rpm，空气充气速率为120l/m³·min，培养10天，培养过程中的电位和细菌数量变化见图2。

从上述实施例可以看出，采用上述方法，利用酸性矿山废水作为浸矿微生物生长的营养来源，减少浸矿微生物的培养成本，缩短浸矿微生物的适应时间，同时实现废水的资源化利用。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种利用酸性矿山废水培养浸矿微生物的方法，该方法包括：将浸矿微生物接种入酸性矿山废水；加入适量的营养物质和原矿矿粉；调节pH值和温度，搅拌充气培养。本方法利用酸性矿山废水作为浸矿微生物生长的营养来源，可减少浸矿微生物的培养成本，缩短浸矿微生物的适应时间，同时实现废水的资源化利用。

技术研发人员：陈勃伟;温建康;武彪;尚鹤;孙建之;刘兴宇
受保护的技术使用者：北京有色金属研究总院
技术研发日：2017.08.25
技术公布日：2019.03.05