[发明专利]一种生物分步浸提涉重危废和次生矿中有价金属的方法

摘要

本发明涉及一种利用生物分步浸提技术回收涉重危废和次生矿中有价金属的方法，属于危险固体废物资源化处理技术领域。本发明的有益效果是通过生物非接触浸提快速溶释涉重危废和次生矿中大部分目标金属，并通过失效非接触浸液再生‑循环浸提实现金属的积累富集；高固液比下借助生物接触沥浸进一步溶释非接触残渣中其余剩余有价金属，并通过失效接触浸液再生‑循环浸提实现金属的积累富集。通过非接触沥浸‑接触沥浸耦合工艺及两工段独立再生‑循环浸提实现涉重危废和次生矿中目标金属快速、高效和彻底地溶释和富集。

主权项

1.一种生物分步浸提涉重危废和次生矿中有价金属的方法，主要特征包括以下步骤：步骤一，涉重危废和次生矿的预处理，涉重危废和次生矿经破碎筛分后制成成粒度为50‑200μm的细小颗粒，再置于60‑120℃下烘干；破碎后的涉重危废用于生物分步浸提；步骤二，涉重危废和次生矿非接触浸提液制备，向培养液接种氧化硫硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌和嗜铁钩端螺旋菌等组成的混合嗜酸硫铁氧化菌群，溶剂为自来水或再生水或河湖水，自然pH值；接种后的培养基在恒温水浴摇床中培养6‑9天，摇床转速60‑180rpm，培养温度25‑40℃；检测体系pH，ORP，Fe2+，Fe3+和菌体浓度变化，待pH降至0.8‑1.2，Fe2+在100‑400mg/L,Fe3+在200‑800mg/L，菌体浓度升至108个/mL以上，离心分离菌体和固体能源底物制取活性沥浸液，分离的菌体和能源底物则暂存待用；步骤三，涉重危废和次生矿中有价金属的非接触浸提，将涉重危废和次生矿粉体按质量体积比2.5％‑10％加入活性沥浸液中，置于恒温水浴摇床中浸提3‑12h，摇床转速60‑180rpm，温度25‑35℃；待目标金属达到浸提终点后，离心分离非接触失效沥浸液和浸提残渣，非接触失效沥液经再生后用于再次浸提；浸提残渣则用于接触浸提；步骤四，失效非接触沥液再生和循环浸提，将步骤二分离的菌体及能源底物混合物加入失效非接触浸液之中，并置于恒温水浴摇床中培养以实现沥液再生；检测体系中的pH，ORP，Fe2+，Fe3+和菌体浓度变化，待pH降至0.8‑1.2，Fe2+在100‑400mg/L，Fe3+在200‑800mg/L，菌体浓度升至108个/mL以上，离心分离菌体和固体能源底物制取活性沥浸液，分离的菌体和能源底物暂存待用；重复步骤二和三10‑20次，实现涉重危废和次生矿的多次非接触沥液再生‑循环浸提以实现有价金属的积累富集；步骤五，涉重危废和次生矿接触浸提液制备，向培养液接种氧化硫硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌和嗜铁钩端螺旋菌等组成的混合嗜酸硫铁氧化菌群，溶剂为自来水或再生水或河湖水，自然pH值；接种后的培养基在恒温水浴摇床中培养7‑9天，摇床转速60‑180rpm，培养温度25‑40℃；检测体系pH，ORP，Fe2+，Fe3+和菌体浓度变化，待pH降至0.8‑1.2，Fe2+在100‑400mg/L,Fe3+在200‑800mg/L，菌体浓度升至108个/mL以上，该含菌培养液即为生物接触浸提液；步骤六，涉重危废和次生矿的生物接触浸提，将步骤三和四所得非接触浸提残渣按质量体积比5.0％‑20.0％加入到步骤五制取的生物接触浸提液之中，并置于恒温水浴摇床中培养以启动生物接触浸提，培养温度25‑40℃，摇床转速60‑180rpm；浸提过程检测体系pH，ORP，Fe2+，Fe3+和菌体浓度变化，经过8‑16天接触沥浸达到终点，离心分离失效接触浸提液和二次残渣，二次浸提残渣经水洗后或建材利用或安全处置；接触浸提液再生后用于再次接触浸提；步骤七，接触浸提液再生和循环浸提，向步骤六所得失效接触浸提液中加入能源底物并接种高活性新鲜菌体，按步骤五完成失效接触浸液再生，按步骤六完成生物接触浸提；重复步骤五和六5‑10次，实现涉重危废和次生矿的多次接触沥液再生‑循环浸提以实现有价金属的积累富集。