[发明专利]一种复合氮源生物浸出含钒页岩中钒的方法

说明书

本发明涉及一种复合氮源生物浸出含钒页岩中钒的方法。其技术方案是：对含钒页岩进行脱碳预处理，以10～100Kg·m^‑3的矿浆浓度投入到以(NH₄)₂SO₄和NH₄NO₃组成的复合氮源微生物基础培养基中，经20～30天的生物浸出，浸出后的含钒页岩矿浆经固液分离得到含钒浸出液，经测定钒浸出率达到66～78％。发明针对硅酸盐细菌浸出含钒页岩体系，在复合氮源条件下细菌生长和代谢能力强，细菌对矿物晶格的破坏程度得到提高，含钒页岩中钒的浸出效率高。

技术领域

本发明属于生物浸出含钒页岩中钒技术领域。具体涉及一种复合氮源生物浸出含钒页岩中钒的方法。

背景技术

钒是重要的战略资源，广泛应用于钢铁冶金、化工、新能源等领域。含钒页岩是重要的提钒原料，但含钒页岩中的钒品位普遍较低且矿相组成复杂，而且其中的钒大多赋存在(铝)硅酸盐矿物的晶格中，结构较稳定，不易浸出。现有的含钒页岩直接化学浸出的提钒方法，虽然高效快速，但仍存在能耗大、成本高等缺点。

生物冶金在目前的冶金领域研究中是最为清洁且能处理低品位矿石的一种新型浸出方法，目前该技术已成功应用于铜、金、铀等金属的工业化生产中。硅酸盐细菌作为一种浸矿细菌，可以通过破坏硅酸盐矿物晶格结构，实现元素的溶出，因此被广泛应用于各类冶金领域。用硅酸盐细菌浸矿时，由于细菌自身固氮能力有限，一般需要添加氮源以保证细菌的生长活性，加强细菌对矿物的分解作用，而针对不同的浸矿体系，氮源的选择也有差异。

王鑫等(王鑫,林海,董颖博,李甘雨.空白焙烧石煤物相及钒形态变化对细菌浸钒的影响[J].金属矿山,2018(03):85-89.)在以2.0g/L(NH₄)₂SO₄为氮源的培养基中研究石煤焙烧对细菌浸钒效率的影响，发现在700℃焙烧预处理2h的石煤试样在细菌浸出37d作用下，钒的浸出率为54.92％。该方法虽避免了酸碱的消耗，矿物的硅酸盐晶格结构在细菌作用下遭到破坏，钒得到溶出，但以(NH₄)₂SO₄为氮源条件下细菌生长代谢能力受限，细菌对矿物晶格的破坏程度小，细菌浸矿效率低。

“一种细菌浸出剂及从磷灰石浮选尾矿中磷的方法”(CN105347320A)专利技术，在以1.0g/L(NH₄)₂SO₄为氮源的培养基中，培养硅酸盐细菌作为细菌浸出剂来浸出磷灰石浮选尾矿中的磷，浸出30d后，磷浸出率为55.4％，铅和铬等重金属浸出率极低，该方法虽利用硅酸盐细菌可进行磷灰石浮选尾矿中的磷的选择性浸出，特别是可以实现磷与铅和铬等重金属分离，但磷的浸出率较低，因为在浸出过程中以1.0g/L(NH₄)₂SO₄为氮源，细菌生长代谢能力不足，活性较低，矿物在细菌作用下晶格的破坏程度小，导致元素的溶出效果不佳。

吕睿等(吕睿,李博,宋凤敏,贾凤安,刘晨,胡婷,上官亦卿,甄丽莎,吴富强.解钾菌的分离、鉴定及解钾能力[J].江苏农业科学,2016,44(11):471-475.)研究了不同氮源对胶质芽孢杆菌JK3的解钾能力的影响，发现以麸皮为氮源时，菌液钾含量最高，达6.1mg/L，其解钾能力最强；而以硫酸铵为氮源时，解钾能力最弱，钾含量为4.3mg/L，与其他氮源相比，均有显著性差异。结果表明，在同样的浸矿体系下，不同氮源的添加会影响矿物的元素释放效率，氮源的不同导致细菌的活性不同，在不同活性的细菌作用下矿物的晶格结构的破坏程度也会产生差异。

综上所述，现有硅酸盐细菌在含钒页岩提钒体系下浸钒效率低，针对不同的浸矿体系，最适宜氮源的类型不同，单一氮源条件下细菌的生长和代谢能力不能同时得到提高，导致矿石的晶格结构破坏程度不够，细菌浸矿效果不佳。

发明内容