本发明涉及微生物冶金
技术领域：
，更具体的说是涉及一种用于铁尾矿钴元素微生物浸出方法。
背景技术：
：铁尾矿是选矿后的废弃物，是工业固体废弃物的主要组成部分。据不完全统计，全世界每年排出的尾矿及废石在100亿t以上。我国现有8000多个国营矿山和11万多个乡镇集体矿山，堆存的尾矿量近50亿t，年排出尾矿量高达5亿t以上，其中黑色冶金矿山年排放尾矿量达1.5亿t。尾矿是选矿厂在特定经济技术条件下，通过制砂机和制砂设备可将尾矿利用起来。将矿石磨细选取有用组分后所排放的固体废料，是矿业开发特别是金属矿开发造成环境污染的重要来源。将尾矿丢弃不仅需要占用大量土地，给周围的生态环境造成很大的伤害，而且要投入各自处理和维护费用。而进行尾矿资源的综合回收与利用，不仅可以充分利用矿产资源，扩大矿产资源利用范围，延长矿山服务年限；也是治理污染、保护生态的重要手段；还可以节省大量的土地和资金，解决就业问题，造福于人类社会，实现资源效益、经济效益、社会效益和环境效益的有效统一，经过多年研究，铁尾矿内部含有丰富的钴元素，可被应用于生产建筑材料、生产机制砂等方面。许多微生物可以从溶液中吸附和富集金属离子，是优良吸附剂。1949年ruchhoft,c.c.提出生物吸附法去除废水中的pu239。mullenm.d等于1989年最早研究了pseudomonasaerations对la3 的吸附，研究表明，微生物对稀土有良好的吸附性能和富集能力。微生物作为吸附剂，容易生产，原料来源广泛，吸附容量大，吸附效率高，吸附速率快，离子选择性高；但是现有技术的微生物浸出方法会存在能耗大，易造成环境污染、分离效率低及精度低等不足的问题；因此，如何提供一种分离效率、精度高，节省成本且环保的用于铁尾矿钴元素微生物浸出方法是本领域技术人员亟需解决的问题。技术实现要素：有鉴于此，本发明提供了一种分离效率高，分离精度高，资金投入少，操作成本低、环保的用于铁尾矿钴元素微生物浸出方法。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于铁尾矿钴元素微生物浸出方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将铁尾矿进行粉碎，然后添加至纯水中，搅拌，得到溶液a；(2)在溶液a中加入碱液，并收集上层的悬浮液a；(3)将上层悬浮液a进行磁选，并收集上层的悬浮液b；(4)在悬浮液b中加入微生物液，搅拌静置，然后加入氯化钾溶液，加热搅拌，得到混合液；(5)将混合液进行水洗，干燥，收集沉淀。本发明的有益效果：本发明中公开了在碱性环境下，铁尾矿内部铁元素形成三价铁离子，并结合磁选的方法，充分分离出铁元素，同时通过微生物对钴金属元素进行吸附，然后采用氯化钾溶液进行共沉淀，得到含钴元素沉淀，采用本发明中的方法分离效率高，分离精度高，资金投入少，操作成本低。优选地，步骤(1)中，所述搅拌为超声搅拌，所述超声搅拌的速度为45r/min，时间为30min，频率为25-50khz。采用上述技术方案的有益效果：采用超声搅拌，并控制在上述参数范围内能够保证超声波在液体中的空化作用加速作用从而达到分散、乳化、剥离而达到清洗目的。优选地，步骤(1)中，所述纯水与铁尾矿的重量比为3:1。优选地，步骤(2)中，所述碱液为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的质量浓度为35％，所述氢氧化钠溶液与所述溶液a的质量比为(5-7)：1。采用上述技术方案的有益效果：将本发明中的体系调整至碱性环境下，能够促使铁尾矿内部铁元素形成三价铁离子，便于后续的磁选步骤。优选地，步骤(4)中，所述微生物液为钴金属元素菌株液，所述钴金属元素菌株液与所述悬浮液b的质量比为2:3，所述钴金属元素菌株液的菌落个数为50-60cfu/ml；所述搅拌温度为30-50℃，速度为25-35r/min，时间为30-45min。优选地，所述钴金属元素菌株为黑曲霉菌；所述黑曲霉菌采用察氏培养基培养。采用上述技术方案的有益效果：采用黑曲霉菌作为吸附剂，容易生产，原料来源广泛，吸附容量大，吸附效率高，吸附速率快，离子选择性高，环境友好，不产生二次污染。优选地，步骤(4)中，所述氯化钾溶液的浓度为20％，所述氯化钾溶液与所述悬浮液b质量比为1:(2-3)；所述加热搅拌的温度为60-70℃，时间为30-60min。采用上述技术方案的有益效果：加热状态下，增加钾离子与铁尾矿中金属离子的共沉淀速率。优选地，步骤(5)中，所述干燥的温度为60-70℃，时间为8-12h。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种用于铁尾矿钴元素微生物浸出方法，利用微生物浸出钴元素的效率、纯度高，而且操作的ph及温度范围宽，对稀溶液(1～100mg/l)的处理效果好，资金投入少，操作成本低，采用微生物吸附技术浸出液中提取金属元素更加高效、廉价、环保。具体实施方式下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1用于铁尾矿钴元素微生物浸出方法，包括以下步骤：(1)将铁尾矿进行粉碎，然后添加至纯水中，在速度为45r/min下搅拌30min，得到溶液a；(2)按照氢氧化钠溶液与溶液a的质量比为5：1，在溶液a中加入浓度为35％的氢氧化钠，并收集上层的悬浮液a；(3)将上层悬浮液a进行磁选，并收集上层的悬浮液b；(4)按照黑曲霉菌液与悬浮液b的质量比为2:3，在悬浮液b中加入黑曲霉菌液，搅拌静置，然后，氯化钾溶液与悬浮液b质量比为1:2加入氯化钾溶液，在60℃条件下加热搅拌30min，得到混合液；其中，黑曲霉菌液的菌落个数为50cfu/ml；(5)将混合液进行水洗，然后放入烘箱中在60℃条件下干燥，收集沉淀，得到含钴元素的沉淀。实施例2用于铁尾矿钴元素微生物浸出方法，包括以下步骤：(1)将铁尾矿进行粉碎，然后添加至纯水中，在速度为45r/min下搅拌30min，得到溶液a；(2)按照氢氧化钠溶液与溶液a的质量比为7：1，在溶液a中加入浓度为35％的氢氧化钠，并收集上层的悬浮液a；(3)将上层悬浮液a进行磁选，并收集上层的悬浮液b；(4)按照黑曲霉菌液与悬浮液b的质量比为2:3，在悬浮液b中加入黑曲霉菌液，搅拌静置，然后，氯化钾溶液与悬浮液b质量比为1:3加入氯化钾溶液，在70℃条件下加热搅拌60min，得到混合液；其中，黑曲霉菌液的菌落个数为60cfu/ml；(5)将混合液进行水洗，然后放入烘箱中在70℃条件下干燥，收集沉淀，得到含钴元素的沉淀。实施例3(1)将铁尾矿进行粉碎，然后添加至纯水中，在速度为45r/min下搅拌30min，得到溶液a；(2)按照氢氧化钠溶液与溶液a的质量比为6：1，在溶液a中加入浓度为35％的氢氧化钠，并收集上层的悬浮液a；(3)将上层悬浮液a进行磁选，并收集上层的悬浮液b；(4)按照黑曲霉菌液与悬浮液b的质量比为2:3，在悬浮液b中加入黑曲霉菌液，搅拌静置，然后，氯化钾溶液与悬浮液b质量比为1:2.5加入氯化钾溶液，在65℃条件下加热搅拌45min，得到混合液；其中，黑曲霉菌液的菌落个数为55cfu/ml；(5)将混合液进行水洗，然后放入烘箱中在65℃条件下干燥，收集沉淀，得到含钴元素的沉淀。实施例1实施例2实施例3浸出率(％)899290本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。当前第1页1 2 3
技术特征：1.一种用于铁尾矿钴元素微生物浸出方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将铁尾矿进行粉碎，然后添加至纯水中，搅拌，得到溶液a；
(2)在溶液a中加入碱液，并收集上层的悬浮液a；
(3)将上层悬浮液a进行磁选，并收集上层的悬浮液b；
(4)在悬浮液b中加入微生物液，搅拌静置，然后加入氯化钾溶液，加热搅拌，得到混合液；
(5)将混合液进行水洗，干燥，收集沉淀。
2.根据权利要求1所述的一种用于铁尾矿钴元素微生物浸出方法，其特征在于，步骤(1)中，所述搅拌为超声搅拌，所述超声搅拌的速度为45r/min，时间为30min，频率为25-50khz。
3.根据权利要求1所述的一种用于铁尾矿钴元素微生物浸出方法，其特征在于，步骤(1)中，所述纯水与铁尾矿的重量比为3:1。
4.根据权利要求1所述的一种用于铁尾矿钴元素微生物浸出方法，其特征在于，步骤(2)中，所述碱液为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的质量浓度为35％，所述氢氧化钠溶液与所述溶液a的质量比为(5-7)：1。
5.根据权利要求1所述的一种用于铁尾矿钴元素微生物浸出方法，其特征在于，步骤(4)中，所述微生物液为钴金属元素菌株液，所述钴金属元素菌株液与所述悬浮液b的质量比为2:3，所述钴金属元素菌株液的菌落个数为50-60cfu/ml；
所述搅拌温度为30-50℃，速度为25-35r/min，时间为30-45min。
6.根据权利要求5所述的一种用于铁尾矿钴元素微生物浸出方法，其特征在于，所述钴金属元素菌株为黑曲霉菌。
7.根据权利要求1所述的一种用于铁尾矿钴元素微生物浸出方法，其特征在于，步骤(4)中，所述氯化钾溶液的浓度为20％，所述氯化钾溶液与所述悬浮液b质量比为1:(2-3)；
所述加热搅拌的温度为60-70℃，时间为30-60min。
8.根据权利要求1所述的一种用于铁尾矿钴元素微生物浸出方法，其特征在于，步骤(5)中，所述干燥的温度为60-70℃，时间为8-12h。
技术总结本发明公开了一种用于铁尾矿钴元素微生物浸出方法，包括以下步骤：(1)将铁尾矿进行粉碎，然后添加至纯水中，搅拌，得到溶液A；(2)在溶液A中加入碱液，并收集上层的悬浮液A；(3)将上层悬浮液A进行磁选，并收集上层的悬浮液B；(4)在悬浮液B中加入微生物液，搅拌静置，然后加入氯化钾溶液，加热搅拌，得到混合液；(5)将混合液进行水洗，干燥，收集沉淀。本发明中公开了在碱性环境下，铁尾矿内部铁元素形成三价铁离子，并结合磁选的方法，充分分离出铁元素，同时通过微生物对钴金属元素进行吸附，然后采用氯化钾溶液进行共沉淀，得到含钴元素沉淀，采用本发明中的方法分离效率高，分离精度高，资金投入少，操作成本低。
技术研发人员：孟志强;石志祥;孔德帅
受保护的技术使用者：河北工程大学
技术研发日：2021.05.24
技术公布日：2021.08.03
