[实用新型]一种高温生物柱浸实验装置

说明书

技术领域

一种高温生物柱浸实验装置，涉及于一种用于在高电位条件下研究矿物浸出动力 学的生物浸矿装置。

背景技术

微生物浸矿是指用含微生物的溶剂从矿石中溶解有价金属的方法。在矿石的生物 堆浸过程中微生物将硫化矿物氧化过程产生的及其它存在于浸出体系的亚铁离子氧化成 三价铁离子，产生的高铁离子具有强氧化作用，其对硫化矿进一步氧化，硫化矿物氧化析出 有价金属及铁离子，铁离子被催化氧化，如此反复。

现有的大部分的生物浸矿装置微生物的生长与矿物的浸出在同一反应器中进行， 从而导致矿物浸出条件与微生物的生长条件不能兼顾。微生物浸矿的一个重要的限制性为 浸出速度慢，矿物的溶解往往需要高温高电位条件，而根据铁氧化的生长特性，浸矿菌种对 环境温度、酸度的适应性较差，高温抑制导致矿堆中微生物的浓度和活性，降低了体系的氧 化还原电位，从而导致浸出效率低。本发明将传统的生物浸出过程分为细菌生长与氧化Fe²⁺的生物反应过程和Fe³⁺氧化产物浸出矿物的化学反应过程，分别控制其适宜条件，以提高细 菌的氧化和矿物浸出的效率。

实用新型内容

本实用新型为解决上述问题，提出了一种矿物浸出与微生物生长在不同反应器中 进行的实验装置，实现矿物浸出与亚铁氧化分离-耦合的目的，在不改变矿物高温浸出条件 的同时，通过提供微生物合适的温度和pH，并利用固定床的吸附作用，有效提高微生物浓 度，实现快速氧化亚铁为矿物浸出提供高电位溶液，从而达到使矿物在有利的动力学条件 下高效浸出的目的。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种高温生物柱浸实验装置，其特征在于，所述装置包括浸矿柱、溶液循环装置和 生物固定床；

所述浸矿柱由里到外依次为浸矿柱体1，夹套层3和真空保温层4；所述浸矿柱体1 的底部为圆锥形，带有一多孔滤板作为承重板，所述浸矿柱体1的最下端设有一排液口2，上 端带设有一喷淋头17；所述夹套层的上端和下端分别设置循环水进水管和循环水出水管， 分别与恒温水浴槽5相连。

所述生物固定床由里到外依次为固定床8和夹套层10，所述固定床8的底部为圆锥 形，带有一承重的多孔滤板，所述固定床8的最下端设有一进液口9，上端侧面设有一溢流口 13。所述夹套层10的上端和下端分别设置循环水进水管和循环水出水管，分别与恒温水浴 槽11相连。

所述溶液循环系统包括两集液箱6、14和两循环泵7、16，所述集液箱6与浸矿柱的 排液口2相连，所述集液箱6通过软管与循环泵7连接，循环泵7出液口与固定床8的进液口9 相关。集液箱15的进液口与固定床8的溢流口13相连，集液箱15的出液口与循环泵16进液口 相连，循环泵16的出液口与浸矿柱1顶端的喷淋头17相连。

所述所述集液箱14置于一集热式磁力搅拌器15中，用于对集液箱中的溶液加热， 生物固定床中溢流出的溶液升温后再进入浸矿柱中。

所述浸矿柱中的多孔滤板上下各垫一层耐酸滤布，其作为承重板的同时能保证精 矿矿粒不泄漏而溶液能够渗透。

所述生物固定床中的多孔滤板上下各垫一层耐酸滤布，其作为承重板的同时能保 证载体不泄漏而溶液能够渗透。

所述生物固定床中用活性炭、木屑等作为载体，微生物吸附于载体上形成生物固 定床，从而显著提高微生物的浓度，达到高效氧化亚铁实现溶液高电位的目的。

所述生物固定床中气泵通过硅胶管将气体从底部鼓入，从而保证微生物生长所需 要的空气。

本实用新型矿物浸出与生物氧化两个过程在不同的反应器中进行，维持各自的最 佳动力学条件。浸矿柱温度控制在60-80℃，生物固定床温度约为30-60℃。浸出液在进入固 定床之前，在集液箱1中间歇加入石灰水调节溶液pH至1.5-2.5，使浸矿微生物优势生长，并 高效再生Fe³⁺，获得高电位溶液。高电位溶液泵入浸出柱中，在高温高电位条件下实现矿物 的高效浸出。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

附图标识：1、浸矿柱；2、排液口；3、夹套；4、真空保温层；5、恒温水浴槽；6、集液箱； 7、循环泵；8、生物固定床；9、进液口；10、夹套；11、恒温水浴槽；12、气泵；13、溢流口；14、集 液箱；15、恒温水浴锅；16、循环泵；17、喷淋口；