细菌还原处理低浓度重金属硫酸盐溶液的基础研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 曹俊雅 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2009-05-27 |
| 授予单位 | 中国科学院过程工程研究所 |
| 授予地点 | 过程工程研究所 |
| 导师 | 毛在砂 |
| 关键词 | 硫酸盐还原菌 硫化物沉淀 固定化 生物冶金 镁离子 |
| 其他题名 | Biotreatment of Bioleaching Solutions Containing Heavy Metals of Low Concentration using Sulfate-Reducing Bacteria |
| 学位专业 | 化学工程 |
| 中文摘要 | 近年来随着低品位硫化铜矿生物堆浸和难处理金矿的生物氧化预处理技术的成功应用，细菌浸出处理硫化矿的应用和基础研究在国内外得到广泛关注，发展非常迅速，研究的目标矿物范围也大大扩展，几乎涉及了所有的有色金属硫化矿。但是除了硫化铜矿外，大多数硫化矿物的生物冶金浸出液缺乏经济有效的处理方法，阻碍了生物浸出技术的发展。本论文针对低浓度生物冶金浸出液难于处理的现状，提出利用硫酸盐还原菌(Sulfate reducing bacteria，SRB)沉淀分离有价金属离子的方法。 本论文对硫酸盐还原菌微生物法处理生物冶金浸出液进行了较为系统的研究，构建了细菌还原产硫化氢——金属硫化物沉淀两段法新工艺和设备，旨在建立一种较经济、高效且具有普适性的新工艺。 首先，采用间歇实验考察了初始pH值、初始COD/SO42-（Chemical oxygen demand，化学需氧量）比值对SRB活性的影响。结果表明，体系的COD/SO42-比值和初始pH值等因素对硫酸盐还原菌的生长还原性能有强烈的影响。COD/SO42-比值在3左右，初始pH值在7左右时SRB的处理效果较好。在此基础上，采用吸附固定化方法，考察了惰性玻璃珠、多孔瓷环、活性炭、木屑和聚氨酯泡沫材料五种固定化载体的物理性能，并比较了它们作为固定化载体时对SRB还原性能的影响。从工艺的操作性和SO42-的去除效果考虑聚氨酯泡沫是较优的固定化载体，SO42-的去除率可达95%。 探讨了Fe3+和Mg2+离子对SRB还原活性的影响。研究表明，适量添加Fe3+([Fe3+]=1 g•L-1)对SRB的还原活性是有利的，硫酸根去除率较高。考察添加MgCl2•6H2O对SRB还原活性的影响发现，硫酸盐的去除率随着Mg2+浓度的增加而升高；高浓度的Mg2+对SRB的生长活性起促进激活作用，Mg2+浓度为100 g•L-1的体系硫酸盐的去除率最高。添加MgSO4•7H2O后可为SRB提供更好的生长条件，大约80%的硫酸盐和高于65%的COD在2 d内被有效去除。 通过SRB对不同碳源利用的实验研究，得知SRB对碳源的利用有较强的选择性，不同碳源的体系达到稳定状态所需要的时间不同，小分子量的甲酸和含有羟基的酸类很容易被SRB利用进行硫酸盐还原反应；利用不同碳源SRB的硫酸盐还原率依次为：低分子有机酸、挥发性脂肪酸盐、醇类、糖类。 对硫化物沉淀过程影响因素进行探讨，结果表明pH值和总的硫化物浓度对沉淀质量起决定作用。pH值对Ni2+的沉淀过程影响最大，随着pH值的升高，Ni2+的沉淀率显著提高。总的硫化物浓度高于0.6 g•L-1时可在2 min内实现Fe3+、Ni2+、Cu2+完全形成硫化物沉淀，而Mg2+不沉淀，实现Mg2+的分离。 最后进行了两段工艺连接实验，结果表明，利用硫酸盐还原菌还原硫酸盐的方法来产生硫化氢及金属硫化物沉淀的两段处理方法，可实现将生物冶金浸出液中的有价金属离子Ni2+和Cu2+富集的同时，有效地与高浓度杂质Mg2+分离。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-09-13 |
| 页码 | 155 |
| 源URL | [http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/1243]  |
| 专题 | 过程工程研究所_研究所（批量导入） |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 曹俊雅. 细菌还原处理低浓度重金属硫酸盐溶液的基础研究[D]. 过程工程研究所. 中国科学院过程工程研究所. 2009. |
入库方式： OAI收割
来源：过程工程研究所
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