Способ получения окисного железа

СООЗ СОНЕТСНИхсоцидлистичеснихРЕСПУБЛИН А 1 ГОСУДАРСТВЕННпО изОБРетенияПРИ ГКНТ СССР НОМИТЕТОтнРьпия 4 ЕТЕН ПИСАНИЕ ИЗ(56) Грудев С., Кузманов Л.,Генчев Ф., Атаналов А., Петров Р.Биологический способ получения сернокислых растворов ферросульфата длявыщелачивания металлов из минерального сырья. - "Минно дело", 1986, 41,В 9 с. 16-17, 20.2. 1.Ьеяеу-Со 1 ЙЬ 1 атт Е.,Тап 1 еу Т.М Иа 88 1,Р., 1977. - 1 п:Каппй ТаЬ 1 е СопХ. Вастет 1 а 1 ЬеасЬтп 8,ВгацпйясЬыетд - БтосЖе 1 ш, Ей. М.БсЬматт, 15,(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКИСНОГО Х(ЕЛЕЗА(57) Изобретение относится к биотехнологии и может быть использованодля интенсификации процессов кучноИзобретение относится к биотехно,логии, в частности к получению окисного железа из растворов сернокислого железа, и может быть использованодля интенсификации процессов кучного, подземного и чанового микробиологического выщелачивания;.Цель изобретения - ускорение процесса получения окисного железа.Способ заключается в том, что кон.сорциум бактерий 1.ерояргПцщ ХегтоохЫапя ВКМВи ТЬтоЬасПця ЕегтоохЫапя ВКМВиммобилизуют 803557164(51)5 С 12 Л 1/20, С 22 В 3/00, С 12 Р 1:07 го, подземного и чанового микробиологического выщЕлачивания Цельизобретения - ускорение процесса получения окисного железа, Способзаключается в окислении сернокислыхрастворов эакисного железа с помощьюконсорциума бактерий 1,ертояргх 11 хитп йеггоохЫапя ВКМВиТЬ 1 оЬасх 11 ця ЕеггоохЫапз ВКМВ,иммобилизованного на носителе изткани и/или нетканых материалов, вусловиях постоянного протока 0,55,0 чс аэрацией при 5-40 С и рН1,2-3,0. Процесс происходит со скоростью 20-150 г/ч м поверхности ткани в сернокислых растворах, содержащих 0,4-10,5 г/л Н ВОи 0,5-20 г/лсернокислого эакисного железа. Вкачестве тканей и/или нетканых материалов для иммобилизации клеток.консорциума используют нитрон, лавсан,полипропилен, бельтинг, дорнит,искусственные волокна. 3 табл. на носителе из тканей и/или нетканых материалов (лавсан, полипропилен, ннтрон, дорнит, бельтинг, искусствен ное волокно). Для этого в цилиндрический реактор объемом 5 дм помещают ткань в виде мешка и/или на рамах с интервалом 10 см. Суммарная поверхность помещенной ткани 4,0+0,5 м 2 Реактор - термостатирован, поддерживают температуру 5-40 С, рН 1,2-3,0. Аэрацию обеспечивают подачей воздуха на дно во внутреннюю и внешнюю полости реактора со.скоростью 1,50,1 дм /мин, Растворы подаются надно реактора во внутреннюю полостьмешка. Инокуляцию бактериями проводят в начале процесса при отсутствиисмены железосодержащего раствора.При этом вносят 1017. посевного материала с содержанием бактерий10 -10 кл/мл, соотношение ТЬ. Гег"тоохЫапз и Ь. ГеггоохЫапзв консорциуме составляет 1:5 - 5:1 в зависимости от концентрации Ре . Принизких концентрациях Ре+" (1-3 г/л)предпочтительней использовать кбнсорциум, обогащенный Ь. Геггоох 1- йапз, при более высоких (5-20 г/л)обогащенный ТЬ. ГеггоохЫапз.Послеполного окисления железа начинаютвести процесс окисления на протоке при Д = 0,5-5, 0 ч 1 с подачейраствора со скоростью 18-120 л/минна 100 м поверхности ткани, в результате получают (в виде пленок)иммобилизованный на носителе консорциум бактерий Ь. ЙеггоохЫапз 25и ТЬ. ЙеггоохЫапз.Процесс бактериального окисленияпроводят в сернокислых растворах,содержащих 0,4-10,5 г/л НБО прирН 1, 2 - 3,0 и 0,5 - 20 г/л сернокислого закисного железа. Используемые технологические растворы содержат достаточные количества фосфатов,калия, магния, аммония.Скорость окисления Реф достигает20-150 г/ч.м поверхности ткани.П р и м е р 1. В термостатированный при 30 С реактор объемом 5 дмпомещают ткань (лавсан, прошитыйполипропиленом), на которую предварительно нанесены иммобилизованныеклетки консорциума, суммарная поверхность которой 40 м, в виде мешка иэткани, подвешенной на каркасе, погруженной в сернокислый раствор, содержащий 2 г/л Ре 2+ . Раствор подаютвнутрь на дно мешка, слив окисленного раствора проводят сверху с наружной стороны мешка. Скорость подачираствора 3,0 м на объем аппаратав час (Д=2). Поддерживают рН 1,3,50исходный ЕЬ = 320 мв, Биомасса клеток,закрепленных на поверхности ткани,составляет по белку 16,4 мг/см 2,0,5 10 кл/см поверхности ткани.Степень окисления Ре+ в растворе на55выходе из реактора составляет 987.,растворов - 820 мв, Процесс окислеония проводят при 30 С. Аэрацию раствора проводят во внутренней и наружной полости мешка. Скорость подачи воздуха 1,5 дм /мин. Инокуляцию осуществляют консорциумом бактерий Ь.Е. и ТЬ.Г.Растворы, поступающие в реактор, содержат, г/л: Ре 2+ 2, Геэ+ 0 1 (ИН ) ЗОФ 1,5, КН РО, 0,25, 11880 7 Н О 0,25, Выходящие растворы содержат 1,93 гул Геи 0,07 г/л Ре 2+. Скорость окисления Ре+ 150 г/ч м поверхности.П р и м е р 2. Осуществляют согласно примеру 1. В качестве тканей и нетканых материалов используют нитрон, а также применяют дорнит, лавсан, бельтинг, искусственное волокно.В табл.1 показано влияние используемого для иммобилизации материала на процесс окисления закисного железа в сернокислых растворах.Как вццно из табл.1, все предлагаемые ткани и нетканые материалы пригодны для иммобилизации клеток бактерий и окисления Ре+ при заданных скоростях протока.П р и м е р 3. Осуществляют согласно примеру 1. В качестве ткани используют нитрон, а окисление Ре 2+ проводят при рН 1,8 и различных температурах.В табл.2 показано окисление Ре+ при различной температуре бактериями Ь. ГегтоохЫапз, ТЬ,Е адсорбированными на нитроне.П р и м е р 4. Осуществляют согласно примеру 1. В качестве ткани используют для иммобилизации консорциума бактерий лавсан при различных скоростях протока.В табл.3 показано окисление Ре 2 консорциумом бактерий Ь. Йеггоох 1- йапз ТЬ, ЕеггоохЫапз, иммобилизованных на лавсане при различных скоростях протока.Как видно из опытов при скоростях протока выше Д ) 5,0 Ге 2 окисляется не полностью,П р и м е р 5. Осуществляют вусловиях, аналогичных примеру 1, Вкачестве ткани для иммобилизацииконсорциума бактерий используют лав"сан, процесс проводят на растворахТаблица 1 Степеньокисления,7. Скоростьпротока,Д ч Материал Опыт 180 135 1059870 750 790 805 830 770 80 95 100 100 95 5 2 2 1 1 Нитрон Дорнит Лавсан Бельтинг Стекловолокно 1 2 3 5 51557маточниках сорбции, содержащих, г/л:Ре+ 3,4, Ре 0,2; Са+ 0,49, Мр0,75 К 0,071, Р О 0,02, рН 1,7,Д=2. В результате получают расть, ры,содержащие, г/л; Ре+ 3,2, Ре 2+0,4, рН 1,85, ЕЬ = 730, Степень окисления 89%.П р и м е р 6. Осуществляют вусловиях, аналогичных примеру 1. Процесс проводят при рН 1,3 и температуре 40 С. Растворы, входящие в реактор, содержат 2 г/л Ре 2+ и О, 1 г/лРез , а растворы, выходящие из реактора, содержат 1,80 г/л Ре+ и0,21 г/л Ре 2+, Скорость окисления92,0 г/ч м поверхности,П р и м е р 7. Осуществляют вусловиях, аналогичных примеру 1,Процесс проводят при рН 3,0 и температуре 40 С. Растворы, входящие в реактор, содержат 2 г/л Ре 2 ф и 0,1 г/лРе , а растворы, выходящие из реактора, содержат 1,87 г/л Рез+и О, 14 г/лРе 2+ . Скорость окисления 105 г/ч мповерхности.Преимуществом данного способа являются: возможность проведения процесса окисления железа в 4-20 разбыстрее по сравнению с известнымиштаммами железоокисляющих бактерий(скорость окисления железа 20150 г/ч м, а известные штаммы окисляют железо со скоростью 7,5 г/ч м),возможность использования реальныхрастворов кучного и подземного выщелачивания, содержащих 0,5-8 гл Ре+без дополнительных введений солей,при рН 1,2-3,0, использование дляпроцесса окисления всех закрепленныхклеток консорциума бактерий Ь. Йегго 40охЫапз и РЪ. ГеггоохЫапз эа счетфильтрации регенерируемого растворачерез волокна ткани (в процессе окисления участвуют не только клетки по-верхностной пленки, но и закрепленные 164 бво внутренней структуре и прикрепленные к волокнам ткани, что также приводит к увеличению скорости окиленив,в то время как при использованиипластиков, стекла и т.д. в окисленииучаствуют лишь клетки бактерий, находящиеся на поверхности яроэитвойпленки (ИНК) Ре(ЯО) (ОН),большая концентрация клеток наповерхности ткани (0,5 10 кл/см).и низкая в растворе (10 - 10 кл/мл)препятствует вымыванию клеток и ведетк увеличению биомассы микроорганизмов,,возможность окисления большихобъемов растворов со степенью окисления железа, удовлетворяющей требованиям технологии (70 - 100% окисногожелеза),Применение микробиологического способа получения окисного железа позволяет получить необходимый для процессов подземного и кучного выщелачивания дешевый окислитель. Предлагаемый способ по сравнению с известными не требует сложного аппаратурного оформления процесса и дополнительных реагентов. Формула и э обретения Способ получения окисного железа иэ сернскислых растворов закисного железа, предусматривающий использование желеэоокисляющих бактерий, иммобилизованных на органическом носителе, в условиях постоянного протока с аэрацией и кислой реакции среды, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью ускорения процесса, окисление двухвалентного железа осуществляют с помощью консорциума бактерий ТЬоЬас 11 цв йеггоохЫапз и Ьергозрг 111 шш ЙеггоохЫапз при температуре 5-40 С со скоростью протокаООэ 5 5 эО ч ЕЬ,мв Скорость окисления Ре+,г/ч м1557164 Таблица 2 Температура, С Опыт Степень окисления, % Таблица 3 Скорость протока, Д ч О,5 Показатели 1,0 , 2,0 2,5 3,0 5,0 7,5 100 100 . 98 92 83 71 53 ,4 2 2 6 6 2 2 850 805 750 770 730 690 650 105 126 150 156 165 173 180 100 2820 60 Составитель О. Скородумова Техред Л,Олийнык Корректор Т, Малец Заказ М, Петрова Тираж 496 Подписное Заказ 698 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5