Способ извлечения марганца из руд

 

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МАРГАНЦА ИЗ руд, включающий выщелачивание в питательной среде, содержащей источники азота и углерода, бактерия ми рода acfiromobacter вида delicatulus , отличаю1цийся тем что, с целью сокращения времени процесса, его удешевления и переработки руд с содержанием марганца 25-40%, выщелачивание ведут с использованием в качестве источиика углерода гидрола путем его дробного введения , процесс ведут в чановых установках конусного типа с периодической сменой культуральной жидкости до содержания марганца 2-4 г/л.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

%9 ЛФ

РЕСПУБЛИК

4(51) С 22 В 47 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Т" ° гй }

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 01НРЫТИЙ (21) 3615256/22-02 (22) 04.07.83 (46) 15.01.85. Бюл. Р 2 (72) 10.С. Бабенко, Г.И. Тырыгина, Л.М. Долгих и В.В. Якименко (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им.300-летия воссоединения Украины с Россией (53) 669.74.3(088.8) (56) 1 ° Голомзик А.И. и др. Микробиология. Т. 43, вып. 3, 1974, с. 524-529.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 499338, кл. С 22 В 47/00, 1976.,SU„„1134618 А (54) (57) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МАРГАНЦА

ИЗ РУД, включающий выщелачивание в питательной среде, содержащей источники азота и углерода, бактерия ми рода achromobacter вида delica- .

tulus, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени процесса, его удешевления и пере.работки руд с содерканием марганца

25-40Х, выщелачивание ведут с исполь. зованием в качестве источника углеро да гидрола путем его дробного введения, процесс ведут в чановых установках конусногс типа с периодической сменой культуральной жидкости до содержания марганца 2-4 г/л. . I

1 113461

Изобретение относится к переработке отходов горнорудной промышленности и может быть применено для вьщеления марганца из марганцевых. руд> их отвалов и шламов. Извлече5 ние остаточного марганца из бедных,руд, отвалов и шламов является важнейшей задачей настоящего времени в связи с быстрым истощением запасов марганцевых руд. Обогащение бедных руд традиционными методами нерента» бельно.

Известны способы извлечения яеталлов из руд с помощью микроорганизмов. Так для выщелачивания меди, 15 цинка, урана, мьппьяка, марганца широко используются автотрофные тионовые бактерии р. Thiobacillus (i) .

Это высокоспециализированная группа бактерий, способная получать энергию для своего метаболизма за счет окисления элементарной серы или ее восстановленных соединений с образованием значительных количеств серной кислоты. Известные спо 25 собы извлечения металлов из руд с помощью тионовых бактерий используются для переработки сульфидных руд. Микроорганизмы предварительно ийкубируют на средах, содержащих ! ° 30

;серу. Процесс вьпцелачивания металлов иэ руд осуществляют при накоплении в среде в результате жизнедеятельности тионовых бактерий значительных количеств серной кислоты (1,3 г/10омл, Для нормального развития тионовых З5 бактерий через реакционную смесь продувают сероводород или сернистый газ.

Недостатками известного способа являются дополнительные затраты, 40 необходимые для введения в среду серы< на которой предварительно инкубируют бактерии, а также затраты на продувание через реакционную смесь с рудой сероводорода или сернистого газа для поддержания жизнедеятельности бактерий. Кроме того, серная кислота, продуцируемая тионовыми бактериями в больших количествах, отрицательно влияет на окружающую: 50 природу.

Гетеротрофные бактерии в энергетических и конструктивных целях используют различные органические соединения, при окислении которых образуются метаболиты, способные разрушать различные минералы и об8 2 разовывать с металлами соли или хелаты.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ извлечения .марганца из руд, включающий выщелачивание в питательной среде, содержащей источник азота и углерода бактериями рода achromobacter вида delicatulus (2j .

Способ извлечения марганца из марганцевых руд вьпцелачиванием с использованием гетеротрофных бактерий Achr.delicatulus позволяет перерабатывать руды с содержанием марганца 12-25%. и исключает вредное воздействие продуктов метаболизма на окружающую среду. Процесс ведут к перколяторах в среде, содержащей в качестве источника углеродного питания и энергии глюкозу, .азотного — сульфат аммония, марганцевую руду с крупностью рудного зерна

0,16-0,2 мм с периодической подачей воздуха и поддержанием рН среды на уровне 4,5-5,5 в результате жизнедеятельности бактерий.

Однако указанный способ обладает существенными недостатками заключающимися в использовании микроорганизмами в качестве источника углеродного питания и энергии — глюкозь1 дорогостоящего пищевого сырья, длительностью введения процесса вьпцелачивания (30-60 дней) и переработкой руды с содержанием марганца 12-25%, Целью изобретения является сокраI щение времени процесса, его удешевление и переработка руд с содержанием марганца 25-40%.

Цель достигается тем, что сог+, ласно способу извлечения марганца из руд, включающему вьпцелачивание в питательной среде, содержащей источники азота и углерода, бактериями рода achromobacter вида delicatulus вьпцелачивание ведут с использованием в качестве источника углерода гидрола путем его дробного введения, процесс ведут в чановыХ ,установках конусного типа с периодической сменой культуральной жидкости до содержания марганца

2-4 г/л.

Интенсифицировать процесс бактериального вьпцелачивания удалось благодаря введению в питательную среду гидрола вместо глюкозы. Использование чановой установки конической формы позволяет за счет подачи воз40

3 11346 духа снизу обеспечить активное пере- мешивание пульпы с целью увеличения контакта рудного зерна с культураль. ной жидкостью и препятствует слеживанию руды и пенообразованию.

Сущность предлагаемого способа

5 заключается в следующем. Измельченную руду с крупностью зерна 0,16-0,2 мм вносят в среду, содержащую в качестве источника углеродного питания гидрол, азотного — сульфат аммония в соотношениях Т:Ж = 1:(4-40). Процесс ведут в чанах конической формы, позволяющей активно перемешивать пульпу и предупреждающей пено t5 образование. Рудную пульпу засевают гетеротрофным штаммом Achr.delicatulus обладающим высокой активностью

I . растворения марганцевой руды за счет накопления в культуральной жидкости

20 свободных органических кислот и перекиси водорода. Осуществляют постоянное перемешивание пульпы, дробно вносят гидрол до концентрации 2 .

Каждые 3-4 дня производят смену

25 питательной среды. Процесс ведут при

20-25 С. Высокая биохимическая

Э активность штамма обеспечивает поддержание рН на уровне 3,8-5.

Выщелачивание осуществляют в нестерильных условиях.

Пример 1 ° В качестве образца использовали окисную руду Никопольского месторождения с содержанием марганца 40Х. Руду с размером рудного зерна 0 16-0,2 мм в количест 35 ве 7,5 r помещали в чановую установку конической формы объемом 1 л, заливали 300 мл питательной среды (T .Æ = 1:40), содержащей, г: гидрол (МРТУ 18/193-67) 6, сульфат аммония 0 15. Засев пульпы производили штаммом Achr delicatulusв количестве 10 — 10 кл/мл. Чаны постоянно продували воздухом. По мере потребления микроорганизмами гидрола пос45 ледний периодически вносили в пульпу до концентрации 2Х. При накоплении в культуральной жидкости 4 г/л растворимых форм марганца производили смену среды. Исследование динамики накопления растворенного марганца в культуральной жидкости показало, что максимальное накопление его в растворе 4-5 г/л. Однако при дальнейшем культивировании бактерий количество растворенного металла снижается до 3 г/л, что свидетельствует о его связывании с твердой фазой. Смена

18 4 среды при накоплении в ней 1 г/л марганца также нерентабельна, так как приводит к потере неполностью утилизированных источником питания. Вследствие этого производить смену среды следует при накоплении в среде растворимых форм марганца в количестве, близком к стабильным значениям (2—

4 г/л). Это позволяет избежать непроизводительного расхода сырья и удлинения сроков процесса. Процесс выщелачивания марганца осуществляли при рН 3,8-5. Температурный режим .

22-25 С. В этих условиях из рудногс образца за 15-20 дней извлекалось

84Х марганца.

Пример 2. Условия ведения процесса выщелачивания те же, что и в примере 1. Использовали другую партию гидрола (ИРТУ 19/201-82). В этих условиях из рудного образца за

15-20 дней перешло в раствор 85,5 марганца. Данные о влиянии гидрола на бактериальное извлечение марганца из руд приведены в таблице.

Как видно иэ таблицы, при использовании различных партий гидрола в качестве источника углеродного питания из марганцевой руды за 15-20 дней вьпцелачивается 84-85,5 марганца.

Предлагаемый способ по сравнению с базовым позволяет заменить дорогостоящую глюкозу гидролом, отходом крахмалопаточного производства, перерабатывать руды с более высоким содержанием марганца (40Х против 25 ), сократить сроки ведения процесса выщелачивания до 15-20 дней против

„ /

30-60 дней, благодаря использованию вместо перколятора чановой установки, обеспечившей лучший контакт рудного зерна с культурой и ее метаболитами, Дробная подача источника углерода и поддержание его концентрации в пульпе на уровне 2Х обеспечивает лучшую продукцию метаболитов, участвующих в вьпцелачивании. Накопление раствори-. мых форм марганца в реакционной смеси более 4 г/л приводит к снижению активности процесса, поэтому смена среды каждые 3-4 сут также ускоряет процесс выноса марганца из руд.

Предлагаемый способ устраняет недостатки, присущие прототипу — ис,пользование глюкозы в качестве источника углеродного питания и энергия, длительность ведения процесса и пе-, реработка руды с содержанием марган«, ца 12-25Х.

1134618

Источники углеродного питайия

Количество маргфнца в образце

Выщелачивание марганца из руды, Ж

100 r рудного образца

Гидрол, партия

МРТУ 18/193-67

6 7

40

16 0 т

100

84,0

5 8 т

14 5 л.

100

Гидрол, партия

МРТУ 19/201-82

85,5

К+, 1

К - содержание марганца в исходном рудном образце.

Составитель Г. Мельникова

Редактор М. Бандура Техред Т.Фанта Корректор И. Муска

Заказ 10034/25 Тираж 582

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Эффективность предлагаемого способа обеспечивается выщелачиванием марганца из руд на 84-85,57 за 1520 дней по сравнению с прототипом, обеспечивающим выщелачивание на 4851Х за 30-60.дней„ исключает использование глюкозы — вещества пищевого достоинства; позволяет перерабатывать руды с большим содержанием марганца (25-40X) по сравнению с прототипом (12-25X), что значительно удешевляет процесс.