[发明专利]一个适应钛铀矿石浸出体系的复合菌群及其应用

说明书

一种适应钛铀矿石浸出体系的复合菌群，包括Leptospirrilium sp.、Athidithiobacillus ferrooxidans、Acidiphilium sp.、Sulfobacillus sp.与Athidithiobacillus thiooxidans一种或几种菌株。利用上述长期选育的嗜酸性微生物菌群，可有效浸出常规化学浸出难以浸出的钛铀矿。本发明的方法与化学法相比，能耗少并极大地降低了生产成本，而且尾液酸度和尾渣中铀含量等均比传统酸法低，且无额外氧化剂加入。因此，与常规化学酸法浸出相比环境友好，且可以最大限度地将低品位金属矿中有用金属资源加以回收和利用。

技术领域

本发明属于生物冶金领域，具体涉及一种适应钛铀矿石浸出体系的复合菌群及其应用。

背景技术

生物浸矿(Bioleaching)是微生物冶金(Microbial metallurgy)的一种，是指由细菌或细菌氧化产物将矿物中不溶性有价金属转变为可溶形态而进入溶液，自溶液中将其富集回收的过程。浸矿微生物常分布在硫化矿环境、含硫热泉以及酸性废水等环境中。以这些环境中的硫化物(如FeS₂)为能源，产生H₂SO₄和强氧化剂Fe³⁺，从而在酸性环境中将不溶性金属氧化并使其进入溶液。反应式E.1-E.6所示为生物浸铀的主要反应过程，其中虚线箭头所示为化学反应。

铀生物浸出过程中，主要浸矿细菌的能源物质为铁或硫，所以铀矿石中需要有一定量的硫铁矿物(主要为黄铁矿(FeS₂))。浸矿过程中，除了以铁/硫氧化为主的化能自养型或兼性自养细菌(如Acidithiobacillus ferrooxidans简称A.f，A.thiobacillus，A.Caldus，Leptospirillum ferriphilum简称L.f，Lferrooxidans，Sulfobacillus sp.等)外，还有一些异养型细菌(如Acidiphilium sp.和Acidimicrobium sp.等)或真菌(如部分酵母菌、霉菌)在体系中以自养菌产生的有机物及细胞死亡后的有机物为能源生长，以减少有机物对主要浸矿菌的毒性，同时Acidimicrobium sp.，Acidiphilium sp.亦可还原Fe³⁺，与自养菌互惠互利。因此，高效率的生物浸矿体系中微生物应是由自养型铁/硫氧化菌和少量异养型微生物共同构成的共生生态系。

故生物浸铀技术中，由于微生物可直接利用矿石中的硫化物为能源产氧化剂和硫酸，与传统化学酸法浸出相比可明显节省酸和氧化剂，具有生产成本低和环境污染少等优点。在低品位铀矿石中铀资源回收利用中具有广阔应用前景。钛铀矿是铀和钛的复杂混合矿物，其中尚含有钍、稀土、铁、铅等。钛铀矿不溶于酸，与焦硫酸钾熔融后溶于酸，其中的铀在传统化学法浸出中很难浸出。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于一种适应钛铀矿石浸出体系的复合菌群，即本发明的发明人经过长期选育工作自某铀矿分离驯化并组合获得嗜酸性微生物菌群，经过与化学法对比试验，结果发现原矿样中沥青铀矿在微生物浸出和化学浸出中均可被浸出，而钛铀矿可被微生物浸出，却难以被常规的化学浸出方法浸出。试验结果表明，选育的嗜酸性微生物菌群可有效浸出常规化学浸出难以浸出的钛铀矿。

基于上述发现，本发明的第一目的在于提供一种适应钛铀矿石浸出体系的复合菌群，包括以下菌种：

Leptospirillum sp.、Acidithiobacillus ferrooxidans、Acidiphilium sp.、Sulfobacillus sp.与Acidithiobacillus thiooxidans一种或几种。