Способ получения окисного железа
Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для интенсификации процессов кучного, подземного и чанового микробиологического выщелачивания. Целью изобретения является ускорение процесса получения окисного железа. Способ заключается в окислении сернокислых растворов закисного железа с помощью консорциума бактерий LEPTOSPIRILLIUM FERROOXIDANS ВКМВ-1339 и THIOBACILLUS FERROOXIDANS ВКМВ-458, иммобилизованного на носителе из ткани и/или нетканых материалов, в условиях постоянного протока 0,5-5,0 R<SP POS="POST">-1</SP> с аэрацией при 5-40°С и PH 1,2-3,0. Процесс происходит со скоростью 20-150 г/ч<SP POS="POST">.</SP>м<SP POS="POST">2</SP> поверхности ткани в сернокислых растворах, содержащих 0,4-10,5 г/л H<SB POS="POST">2</SB>SO<SB POS="POST">4</SB> и 0,5-20 г/л сернокислого закисного железа. В качестве тканей и/или нетканых материалов для иммобилизации клеток консорциума используют нитрон, лавсан, полипропилен, бельтинг, дорнит, искусственные волокна. 3 табл.
СОЮЗ СОВЕТСНИх
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУЬЛИН
А1
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПЮ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯ 4
ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4379320/31 — 13 . (22) 30. 12.87 (46) 15.04.90, Бюл. Р 14 (72) Г.И. Каравайко, E.O. Мельникова, В.П. Пискунов, Е.П. Бучихин и H.Ñ. Кузнецова (53) 663.15 (088,8) (56) Грудев С., Кузманов Л., Генчев Ф., Атаналов А., Петров P.
Биологический способ получения сернокислых растворов ферросульфата для выщелачивания металлов из минерального сырья. — "Минно дело", 1986, 41, В 9„ с. 16-17, 20.
2. Livesey-Goldblatt Е., Тап1еу T.М., Nagg I.F., 1977. — In:
Raund Table Conf Bacterial Ьеасй п8, Braundschveig — Stockhelm, Ed. W.
Schvart, 1?5. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКИСНОГО Н(ЕЛЕЗА (57) Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для интенсификации процессов кучноИзобретение относится к биотехно,логии, в частности к получению окисного железа из растворов сернокислого железа, и может быть использовано для интенсификации процессов кучного, подземного и чанового микробиологического выщелачивания;.
Цель изобретения — ускорение процесса получения окисного железа.
Способ заключается в том, что кон.сорциум бактерий Leptospirillum ferroozidans ВКМВ-1339 и Thiobacillus
ferrooxidans ВКМВ-458 иммобилизуют
„„ЯО„„И57164 (51)5 С 12 N 1/20, С 22 В 3/00, С 12 Р 1:07
ro, подземного и чанового микробиологического выщелачивания. Цель изобретения — ускорение процесса по- лучения окисного железа. Способ заключается в окислении сернокислых растворов эакисного железа с помощью консорциума бактерий Leptospirillium ferrooxidans ВКМВ-1339 и
Thiobacillus Еerrooxidans ВКМВ-458, иммобилизованного на носителе из ткани и/или нетканых материалов, в условиях постоянного протока 0 5й при 5-40СС и рН
1,2-3,0. Процесс происходит со скоростью 20-150 r/÷ м поверхности ткани в сернокислых растворах, содержащих 0,4-10,5 г/л Н $0 и 0,5-20 г/л сернокислого эакисного железа. В качестве тканей и/или нетканых материалов для иммобилизации клеток.консорциума используют нитрон, лавсан, полипропилен, бельтинг, дорнит, искусственные волокна. 3 табл. на носителе из тканей и/или нетканых материалов (лавсан, полипропилен, нитрон, дорнит, бельтинг, искусственное волокно). Для этого в цилиндрический реактор объемом 5 дм помещают ткань в виде мешка и/или на рамах с интервалом 10 см. Суммарная поверхность помещенной ткани 4,0+0,5м2 .
Реактор — термостатирован, поддерживают температуру 5-40 С, рН 1,2-3,0.
Аэрацию обеспечивают подачей воздуха на дно во внутреннюю и внешнюю полости реактора со.скоростью 1,5
1557164,0 1 дм /мин, Растворы подаются на дно реактора во внутреннюю полость мешка. Инокуляцию бактериями проводят в начале процесса при отсутствии смены железосодержащего раствора.
При этом вносят 10 1Х посевного материала с содержанием бактерий
10 -10 кл/мл, соотношение Th. ferrooxidans u L. ferrooxidans в консорциуме составляет 1:5 — 5:1 в зависимости от концентрации Fe . При низких концентрациях Fe+" (1-3 г/л) предпочтительней использовать кбнсорциум, обогащенный L. ferrooxi-
dans, при более высоких (5-20 г/л) обогащенный Th. ferrooxidans После полного окисления железа начинают вести процесс окисления на протоке при Д = 0,5-5, 0 ч с подачей раствора со скоростью 18-120 л/мин на 100 м поверхности ткани, в результате получают (в виде пленок) иммобилизованный на носителе консорциум бактерий L. ferrooxidans 25 и Th. ferrooxidans.
Процесс бактериального окисления проводят в сернокислых растворах, содержащих 0,4-10,5 г/л H Скорость окисления Fe достигает 20-150 г/ч.м поверхности ткани. Пример 1. В термостатированный при 30 С реактор объемом 5 дм помещают ткань (лавсан, прошитый полипропиленом), на которую предва- @> рительно нанесены иммобилизованные клетки-консорциума, суммарная поверхность которой 40 М, в виде мешка иэ ткани, подвешенной на каркасе, погруженной в сернокислый раствор, содержащий 2 г/л Fe2+ . Раствор подают внутрь на дно мешка, слив окисленного раствора проводят сверху с наружной стороны мешка. Скорость подачи раствора 3,0 м на объем аппарата в час (Д=2). Поддерживают рН 1,3, 50 исходный ЕЬ = 320 мв, Биомасса клеток, закрепленных на поверхности ткани, составляет по белку 16,4 мг/см2, 0 5 ° 10 кл/см поверхности ткани. Степень окисления Fe+ - в растворе на 55 выходе из реактора составляет 987., растворов — 820 мв. Процесс окислео ния проводят при 30 С. Аэрацию раствора проводят во внутренней и наружной полости мешка. Скорость подачи воздуха 1,5 дм /мин. Инокуляцию осуществляют консорциумом бактерий L.f. и Th.f. Растворы, поступающие в реактор, содержат, г/л: Fe2+ 2, Реэ+ О, 1, (NHg) SOo 1,5, КН РО 0,25, 11880 7Н О 0,25. Выходящие растворы содержат 1,93 г/л Fe и 0,07 г/л Fe2+. Скорость окисления Fe2+ 150 r/÷ м поверхности. Пример 2. Осуществляют согласно примеру 1. В качестве тканей и нетканых материалов используют нитрон, а также применяют дорнит, лавсан, бельтинг, искусственное волокно. В табл.1 показано влияние используемого для иммобилизации материала на процесс окисления закисного железа в сернокислых растворах. Как вицно из табл.1, все предлагаемые ткани и нетканые материалы пригодны для иммобилизации клеток бактерий и окисления Ге + при заданных скоростях протока. Пример 3. Осуществляют согласно примеру 1. В качестве ткани используют нитрон, а окисление Ре2+ проводят при рН 1,8 и различных температурах. В табл.2 показано окисление Fe + при различной температуре бактериями ferrooxidans, Th.f., адсорбированными на нитроне. Пример 4. Осуществляют согласно примеру 1. В качестве ткани используют для иммобилизации консорциума бактерий лавсан при различных скоростях протока. В табл..3 показано окисление Fe консорциумом бактерий L. ferrooxidans Th. ferrooxidans, иммобилизованных на лавсане при различных скоростях протока. Как видно из опытов при скоростях протока выше Д 7 5,0 Fe2 окисляется не полностью. Пример 5. Осуществляют в условиях, аналогичных примеру 1. В качестве ткани для иммобилизации консорциума бактерий используют лавсан, процесс проводят на растворах Таблица 1 Степень окисления,7. Скорость протока, Д ч Материал Опыт 98 70 770 5 2 Нитрон Дорнит Лавсан Бельтинг Стекловолокно 2 4 5 1557 маточниках сорбции, содержащих, г/л: Fe + 3,4, Ге 0,2; Са + 0,49, Hp + 0 75 К 0 071; РаО 0 02, рН 1,7, Д=2. В результате получают раст -..:ры,; содержащие, г/л: Fe + 3,2 ° Fe + 0,4, рН 1,85, Eh = 730, Степень окисления 89%. Пример 6. Осуществляют в условиях, аналогичных примеру 1. Процесс проводят при рН 1,3 и температуре 40 С. Растворы, входящие в реактор, содержат 2 г/л Fe2+ и О, 1 r/ë Fe3, а растворы, выходящие из реактора, содержат 1,80 г/л Fe + и 0,21 г/л Fe2 . Скорость окисления 92,0 r/ч м поверхности. Пример 7. Осуществляют в условиях, аналогичных примеру 1.Процесс проводят при рН 3,0 и температуре 40 С. Растворы, входящие в реактор, содержат 2 г/л Fe2+ и О, 1 г/л Ре, а растворы, выходящие из реактора, содержат 1,87 г/л Fe3 и О, 14 г/л Fe2+ . Скорость окисления 105 r/÷ ° м поверхности. Преимуществом данного способа являются: возможность проведения процесса окисления железа в 4-20 раз быстрее по сравнению с известными штаммами железоокисляющих бактерий (скорость окисления железа 20150 r/÷ м, а известные штаммы окисляют железо со скоростью 7,5 r/÷.ì ), возможность использования реальных растворов кучного и подземного выщелачивания, содержащих 0,5-8 г/л Ре + без дополнительных введений солей, при рН 1,2-3,0, использование для процесса окисления всех закрепленных клеток консорциума бактерий Ь. ferro40 охЫапз и Fh. ferrooxidans эа счет фильтрации регенерируемого раствора через волокна ткани (в процессе окисления участвуют не только клетки поверхностной пленки, но и закрепленные 164 б во внутренней структуре и прикрепленные к волокнам ткани, что также при-. водит к увеличению скорости оки ленив, в то время как при использовании пластиков, стекла и т.д. в окислении 1 участвуют лишь клетки бактерий, находящиеся на поверхности яроэитйой пленки (ИН,,К) Fe>(S0<) (ОН)-, большая концентрация клеток на поверхности ткани (0,5 .10 кл/см ). и низкая в растворе (l0 — 10 кл/мл) препятствует вымыванию клеток и ведет к увеличению биомассы микроорганизмов, возможность окисления больших объемов растворов со степенью окисления железа, удовлетворяющей требованиям технологии (70 — 1007 окисного железа). Применение микробиологического способа получения окисного железа позволяет получить необходимый для процессов подземного и кучного выщелачивания дешевый окислитель. Предлагаемый способ по сравнению с известными не требует сложного аппаратурного оформления процесса и дополнительных реагентов. Формула и э обретения Способ получения окисного железа из сернскислых растворов закисного железа, предусматривающий использование желеэоокисляющих бактерий, иммобилизованных на органическом носителе, в условиях постоянного протока с аэрацией и кислой реакции среды, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса, окисление двухвалентного железа осуществляют с помощью консорциума бактерий Thiobacillus ferrooxidans u Leptospirillium ferrooxidans при температуре 5-40 С со скоростью протока О Оэ5 5э0 ч Eh,ìâ Скорость окисления Ре +,г/ч м 1557164 Таблица 2 Температура, С Опыт Степень окисления, % Таблица 3 Скорость протока, Д ч о,s (j J (j Показатели 1,0, 2,0 2,5 3,0 5,0 7,5 0,15 100 100 . 98 92 83 71 53 ,4 2 2 6 6 2 2 850 805 750 770 730 690 650 105 126 150 156 165 173 180 100 820 Составитель О. Скородумова ТекРед Л. Олийнык . Корректор Т. Малец Заказ М. Петрова Тираж 496 Подписное Заказ 698 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул ° Гагарина,101 Степень окисления, раствор, Ж Начальная концентрация,г/л Eh мв Скорость окислег/ч и 2 4 Скорость окисления, г/ч м 5. 1,1 15 2,3 25 55,0 30 76 35 90 :40 67 98 92 86 
