[发明专利]微生物法处理低浓度重金属硫酸盐溶液的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及利用硫酸盐还原菌(SRB，sulfate reducing bacteria)的微生物法来处理低浓度重金属硫酸盐溶液的工艺，特别适用于有效回收生物冶金浸出液中的低浓度有价金属，还可应用于酸性矿山废水、电镀废水、制革等化工环境领域产生的废水处理工艺。

背景技术

近年来，国内外对生物冶金的基础和应用研究取得了较大的进展。目前生物冶金的研究主要是在如何实现有价金属矿物的细菌淋浸和如何提高矿物溶浸速率，但对于如何处理淋浸得到的含低浓度的有价金属浸出液的问题则较少关注。对于大多数有色金属矿(尤其是多金属复杂矿)的细菌浸出液，由于其成分复杂，有价金属离子(例如镍、钴)浓度低，杂质离子浓度高，采用现有的萃取或离子交换树脂工艺尚存在较大的工程和经济效益问题，还没有开发出经济有效的后处理技术。研究中发现在镍铜钴复杂硫化矿的细菌堆浸浸出液中含有高浓度镁等杂质，镁离子浓度可达25g/L以上，而主要有价金属镍的含量通常只能达到1～2g/L左右，采用传统的分离技术很难有经济效益。因此，如何从生物堆浸获得的高杂质浓度浸出液中经济有效地分离出低浓度有价金属已成为制约低品位复杂矿生物提取工艺的一个瓶颈问题。

此外，现代工业每年都会产生大量的含重金属废水，这些废水中含有大量的As、Ca、Cr、Cu、Hg、Mo、Ni、Pb、Sb、Se、V、Zn等金属离子。重金属离子不同于有机物，在环境中无法被生物降解，因而一旦进入环境后就会在环境中不断地积累而难以去除，造成环境的长期污染。目前国内外采用的方法主要有使用石灰石或石灰作中和剂的中和法，但是中和法不但价格昂贵而且还产生巨量的固体废弃物硫酸钙难以处置，引起严重的二次污染。

硫化物沉淀是从低浓度溶液中富集和提取有价金属的一种重要手段，但硫化氢为剧毒气体，生产成本高，且生产、储运和使用中存在严重的环保问题，势必会增加生产成本，不适于生物堆浸液中有价金属的分离。而通过微生物法利用硫酸盐还原菌产生硫化氢则具有高效、低成本的特点。SRB是一种在自然界广泛存在的细菌，严格厌氧并利用硫酸盐还原进行异养生活，以硫酸盐为最终电子受体来分解有机物、获得合成细胞物质和维持生命活动所需的能量。SRB利用有机物作为电子供体还原硫酸盐产生硫化氢，可与生物冶金浸出液中的低浓度有价金属离子反应生成难溶的固体硫化物而得以实现富集分离的目的，再将这些金属硫化物利用传统的工艺进行进一步的处理以提取金属。利用该工艺可以有效地从低浓度重金属硫酸盐溶液中分离富集有价金属，提出了细菌氧化浸出-细菌还原沉淀硫化物-金属提取的绿色工艺过程的新方法，并且也为处理其它低浓度含硫酸盐废水的回收处理提出了新的方法。综上，利用硫酸盐还原菌的微生物法处理低浓度重金属硫酸盐溶液，具有处理费用低、适用性强、处理效率高、可处理的重金属种类多、无二次污染、易于操作等优点。

我国在利用硫酸盐还原菌处理含重金属工业废水方面也开展了一些工作，天津大学利用此方法处理电镀废水(CN1458083)。但硫酸盐还原菌应用于低浓度高杂质有色金属的分离，还未见报导。硫酸盐生物还原法处理废水方面的专利比较多，但是处理的目标基本都是重金属离子浓度不太高的矿山废水，处理的主要目标也只是将废水中的重金属离子除去，不涉及重金属的分离回收问题(KR2001055997，ZA9904586，US6203700)，目前国内外均没有直接应用于低品位复杂矿生物浸出液处理的专利技术。

发明内容

本发明的目的，是提供一种利用硫酸盐还原菌高效回收生物冶金浸出液中的低浓度有价金属离子的工艺，该工艺具有易于操控、处理成本低、有价金属离子回收率高等优点。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：采用微生物法，利用硫酸盐还原菌还原硫酸盐的方法来产出硫化氢，并利用它作为重金属离子的沉淀剂，通过调节pH值等手段来选择性沉淀出细菌浸出液中的有价金属离子，得到高纯度的硫化矿精矿，再利用传统的冶金技术处理硫化矿精矿，从而达到有效处理低品位复杂矿的目的。