Способ извлечения марганца из руд

СОЮЗ СОВЕТСКИХКЮНЦЮМЕВИРЕСПУБЛИК 4(51) С 22 В 47 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ С ВУ рыгина,она Трудодарствения воссоеМикр74,тво СС 1976ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 01 НР(71) Днепропетровский орденого Красного Знамени госуный университет им.300-летдинения Украины с Россией(54) (57) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МАРГАНЦАИЗ РУД, включающий выщелачиваниев питательной среде, содераащейисточники азота и углерода, бактериями рода асйгощоЬасйег вида Йе 11 са- .гц 1 ив, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью сокращения временипроцесса, его удешевления и пере.работки руд с содер;канием марганца25-407, выщелачивание ведут с исполь.зованием в качестве источника углерода гидрола путем его дробного введения, процесс ведут в чановых установках конусногс типа с периодической сменой культуральной зядкости до содержания марганца 2-4 г/л. ,1 113461Изобретение относится к переработ. ке отходов горнорудной промышленности и может быть применено для вьщеления марганца из марганцевых. руд их отвалов и шламов. Извлече 5 ние остаточного марганца из бедных,руд, отвалов и шламов является важнейшей задачей настоящего времени в связи с быстрым истощением запасов марганцевых руд. Обогащение бедных руд традиционными методами нерента бельно.Известны способы извлечения яеталлов из руд с помощью микроорганизмов. Так для выщелачивания меди, 15 цинка, урана, мьппьяка, марганца широко используются автотрофные тионовые бактерии р, ТЬдоЬас 11 цз Я .Это высокоспециализированная группа бактерий, способная получать энергию для своего метаболизма за счет окисления элементарной серы или ее восстановленных соединений с образованием значительных количеств серной кислоты. Известные спо 25 собы извлечения металлов из руд с помощью тионовых бактерий используются для переработки сульфидных руд, Микроорганизмы предварительно ийкубируют на средах, содержащихф ЗО ,серу. Процесс вьпцелачивания металлов иэ руд осуществляют при накоплении в среде в результате жизнедеятельности тионовых бактерий значительных количеств серной кислоты (1,3 г/1 ООмл, Для нормального развития тионовых З 5 бактерий через реакционную смесь продувают сероводород или сернистый газ.Недостатками известного способа являются дополнительные затраты, 4 О необходимые для введения в среду серы на которой предварительно инкубируют бактерии, а также затраты на продувание через реакционную смесь с рудой сероводорода или сернистого газа для поддержания жизнедеятельности бактерий, Кроме того, серная кислота, продуцируемая тионовыми бактериями в больших количествах, отрицательно влияет на окружающую: 50 природу. Гетеротрофные бактерии в энергетических и конструктивных целях используют различные органические соединения, при окислении которых образуются метаболиты, способные разрушать различные минералы и об 8 2разовывать с металлами соли илихелаты,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяспособ извлечения марганца из руд,включающий выщелачивание в питательной среде, содержащей источник азота и углерода бактериями рода асЬгошоЬастег вида де 1 дсагц 1 цз 2 .Способ извлечения марганца измарганцевых руд вьпцелачиваниемс использованием гетеротрофных бактерий АсЬг.йе 1 з.сагц 1 цз позволяетперерабатывать руды с содержаниеммарганца 12-25% и исключает вредное воздействие продуктов метаболизма на окружающую среду. Процессведут к перколяторах в среде, содержащей в качестве источника углеродного питания и энергии глюкозу, .азотного - сульфат аммония, марганцевуюруду с крупностью рудного зерна0,16-0,2 мм с периодической подачейвоздуха и поддержанием рН средына уровне 4,5-5,5 в результате жизнедеятельности бактерий.Однако указанный способ обладаетсущественными недостатками заключающимися в использовании микроорганизмами в качестве источника углеродного питания и энергии - глюкозьдорогостоящего пищевого сырья, длительностью введения процесса вьпцелачивания (30-60 дней) и переработкойруды с содержанием марганца 12-25%,Целью изобретения является сокращение времени процесса, его удешевление и переработка руд с содержанием марганца 25-40%.Цель достигается тем, что сог:,ласно способу извлечения марганцаиз руд, включающему вьпщелачиваниев питательной среде, содержащей источники азота и углерода, бактериями рода асЬгошоЬасгет вида йе 11 сагц 1 цз, вьпцелачивание ведут с использованием в качестве источника углерода гидрола путем его дробноговведения, процесс ведут в чановыХ,установках конусного типа с периодической сменой культуральной жидкости до содержания марганца2-4 г/л.Интенсифицировать процесс бакте"риального вьпцелачивания удалосьблагодаря введению впитательную среду гидрола вместо глюкозы. Использование чановой установки коническойформы позволяет за счет подачи воз40 3 11346духа снизу обеспечить активное пере-мешивание пульпы с целью увеличенияконтакта рудного зерна с культураль, ной жидкостью и препятствует слеживанию руды и пенообразованию.Сущность предлагаемого способа5заключается в следующем. Измельченнуюруду с крупностью зерна 0,16-0,2 ммвносят в среду, содержащую в качестве источника углеродного питаниягидрол, азотного - сульфат аммонияв соотношениях Т:Ж = 1:(4-40), Процесс ведут в чанах конической формы, позволяющей активно перемешивать пульпу и предупреждающей пено 15образование, Рудную пульпу засеваютгетеротрофным штаммом АсЬг.йе 11 саЬз 1 цв обладающим высокой активностью, растворения марганцевой руды за счетнакопления в культуральной жидкости20свободных органических кислот иперекиси водорода. Осуществляют постоянное перемешивание пульпы, дробновносят гидрол до концентрации 2 ,Каждые 3-4 дня производят смену25питательной среды. Процесс ведут при20-25 С, Высокая биохимическаяЭактивность штамма обеспечиваетподдержание рН на уровне 3,8-5.Выщелачивание осуществляют в нестерильных условиях.П р и м е р 1В качестве образца использовали окисную руду Никопольского месторождения с содержанием марганца 40Руду с размеромрудного зерна 0,16-0,2 мм в количест 35ве 7,5 г помещали в чановую установку конической формы объемом 1 л,заливали 300 мл питательной среды(МРТУ 18/193-67) 6, сульфат аммония 0,15, Засев пульпы производилиштаммом АсЬг йе 1 сайц 1 цвв количестве 10- 10 кл/мл. Чаны постояннопродували воздухом. По мере потребления микроорганизмами гидрола пос 45ледний периодически вносили в пульпудо концентрации 2 , При накоплениив культуральной жидкости 4 г/л растворимых форм марганца производилисмену среды. Исследование динамики 5 Онакопления растворенного марганца вкультуральной жидкости показало,что максимальное накопление его врастворе 4-5 г/л. Однако при дальнейшем культивировании бактерий количество. растворенного металла снижаетсядо 3 г/л, что свидетельствует о егосвязывании с твердой фазой. Смена 18 4среды при накоплении в ней 1 г/л марганца также нерентабельна, так какприводит к потере неполностью утилизированных источником питания. Вследствие этого производить смену средыследует при накоплении в среде растворимых форм марганца в количестве,близком к стабильным значениям (2 -4 г/л), Это позволяет избежать непроизводительного расхода сырья иудлинения сроков процесса, Процессвыщелачивания марганца осуществлялипри рН 3,8-5. Температурный режим .22-25 С. В этих условиях из рудногсобразца за 15-20 дней извлекалось84% марганца.П р и м е р 2. Условия веденияпроцесса выщелачивания те же, чтои в примере 1. Использовали другуюпартию гидрола (ИРТУ 19/201-82), Вэтих условиях из рудного образца за15-20 дней перешло в раствор 85,5 марганца. Данные о влиянии гидролана бактериальное извлечение марганцаиз руд приведены в таблице,Как видно иэ таблицы, при использовании различных партий гидрола вкачестве источника углеродного питания из марганцевой руды за 15-20 днейвыщелачивается 84-85,5% марганца.Предлагаемый способ по сравнениюс базовым позволяет заменить дорогостоящую глюкозу гидролом, отходомкрахмалопаточного производства, пере.рабатывать руды с более высоким содержанием марганца (403 против 25 ),сократить сроки ведения процессавыщелачивания до 15-20 дней против/30-60 дней, благодаря использованиювместо перколятора чановой установки,обеспечившей лучший контакт рудногозерна с культурой и ее метаболитами,Дробная подача источника углеродаи поддержание его концентрации в пуль.пе на уровне 2% обеспечивает лучшуюпродукцию метаболитов, участвующихв выщелачивании. Накопление раствори-.мых форм марганца в реакционной смесиболее 4 г/л приводит к снижению активности процесса, поэтому смена сре"ды каждые 3-4 сут также ускоряет процесс выноса марганца из руд.Предлагаемый способ устраняет недостатки, присущие прототипу - ис,пользование глюкозы в качестве источ.ника углеродного питания и энергия,длительность ведения процесса и пе-,реработка руды с содержанием марган-,ца 12-25%.1134618 Источники углеродного питайия Количество маргфнца в образце Вьпцелачивание марганца из руды, 7 100 г рудного образца Гидрол, партия МРТУ 18/ 193-67 6 7й40 16 0 100 84,0 5 8 т 40.Заказ 10034/25 Тираж 582 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Эффективность предлагаемого способа обеспечивается выщелачиванием марганца из руд на 84-85,57 за 15- 20 дней по сравнению с прототипом, обеспечивающим вьпцелачивание на 48- 513 за 30-60,дней исключает использование глюкозы - вещества пищевогодостоинства; позволяет перерабатыватьруды с большим содержанием марганца