RU2467081C1 - Колонна для регенерации железоокисляющими микроорганизмами растворов выщелачивания минерального сырья - Google Patents
Колонна для регенерации железоокисляющими микроорганизмами растворов выщелачивания минерального сырья Download PDFInfo
- Publication number
- RU2467081C1 RU2467081C1 RU2011127057/02A RU2011127057A RU2467081C1 RU 2467081 C1 RU2467081 C1 RU 2467081C1 RU 2011127057/02 A RU2011127057/02 A RU 2011127057/02A RU 2011127057 A RU2011127057 A RU 2011127057A RU 2467081 C1 RU2467081 C1 RU 2467081C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- solution
- column
- tower
- regeneration
- Prior art date
Links
- 244000005700 microbiome Species 0.000 title claims abstract description 13
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 6
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title claims abstract description 6
- 238000002386 leaching Methods 0.000 title claims description 9
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title abstract 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 21
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 21
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 8
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- -1 iron ions Chemical class 0.000 abstract description 4
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 5
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 241000266272 Acidithiobacillus Species 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000605118 Thiobacillus Species 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано при регенерации растворов, полученных после выщелачивания минерального сырья, в частности для окисления ионов железа. Колонна включает цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками для подвода и отвода регенерируемого раствора, систему автоматического регулирования технологических параметров. Корпус колонны заполнен носителем, на котором сорбированы железоокисляющие микроорганизмы и в качестве которого используют твердый пористый материал с развитой поверхностью. При этом колонна в нижней части снабжена резервуаром, в котором установлены датчики измерения системы автоматического регулирования технологических параметров раствора и устройством для регулирования подачи раствора в колонну из резервуара. Задачей изобретения является повышение скорости регенерации раствора. Использование изобретения позволяет повысить скорость окисления железа (II) до железа (III) с 3 г/л·час до 15 г/л·час и таким образом сократить время регенерации в 5 раз. 1 ил., 1 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано при регенерации растворов, полученных после выщелачивания минерального сырья, в частности для окисления ионов железа.
Известна колонна для регенерации железоокисляющими микроорганизмами растворов выщелачивания минерального сырья, выполненная в виде ферментера, в которой регенерация проводится с помощью микроорганизмов, выращенных в жидкой питательной среде. Колонна снабжена системой автоматического поддержания температуры, содержания кислорода, контроля и регистрации окислительно-восстановительного потенциала и рН среды и числа оборотов перемешивающего устройства. Подача регенерируемого раствора в колонну производится с помощью насоса (патент РФ №2011691, кл. С22В 3/02, опубл. 30.04.1994 г.).
Недостатком предлагаемого устройства является то, что в ферментере использованы культуры микроорганизмов, находящиеся в жидкой питательной среде. Концентрация клеток микроорганизмов, выращенных на жидкой среде, находится на уровне 107-108 кл./мл, при этой концентрации скорость окисления железа не превышает 1-5 г/л двухвалентного железа в час.
Подача регенерируемого раствора с помощью насоса приводит к вымыванию микроорганизмов из зоны окисления, т.к. при такой подаче затруднена скорость ее регулирования.
Задачей изобретения является повышение скорости регенерации раствора.
Поставленная задача достигается тем, что в известной колонне для регенерации железоокисляющими микроорганизмами растворов выщелачивания минерального сырья, включающей цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками для подвода и отвода регенерируемого раствора, систему автоматического регулирования технологических параметров, согласно изобретению, корпус колонны заполнен носителем, на котором сорбированы железоокисляющие микроорганизмы и в качестве которого используют твердый пористый материал с развитой поверхностью, при этом колонна в нижней части снабжена резервуаром, в котором установлены датчики измерения системы автоматического регулирования технологических параметров раствора и устройством для регулирования подачи раствора в колонну из резервуара.
Использование в колонне железоокисляющих микроорганизмов, сорбированных на пористом носителе с развитой поверхностью, увеличивает их концентрацию на 2-4 порядка, в результате чего скорость окисления двухвалентного железа в растворе увеличивается в несколько раз, и тем самым повышается скорость регенерации раствора.
Использование резервуара в нижней части колонны, в котором установлены датчики измерения системы автоматического регулирования технологических параметров раствора, и устройства между резервуаром и колонной, которое позволяет регулировать скорость подачи раствора в колонну и исключить вымывание микроорганизмов из зоны окисления, приводит к повышению скорости регенерации раствора.
Регенерационная колонна представлена на чертеже, где 1 - входной патрубок для подачи регенерируемого раствора, 2 - резервуар, из которого регенерируемый раствор поступает в колонну, 3 - датчики измерения параметров регенерируемого раствора, 4 - полость прокачки воды для обогрева, 5 - патрубки для подачи и вывода воды для обогрева, 6 - датчики измерения параметров регенерированного раствора, 7 - выходной патрубок для регенерированного раствора, 8 - комплекс автоматизации процесса измерения, подачи раствора и реагентов, 9 - твердый пористый носитель с сорбированными на нем железоокисляющими микроорганизмами, 10 - устройство для регулирования подачи раствора в колонну.
Колонна работает следующим образом.
Раствор, содержащий до 25-30 г/л двухвалентного железа, подается вниз колоны через входной патрубок 1 перистальтическим или другим, кислотостойким насосом. Раствор изначально попадает в резервуар 2, где датчики 3 определяют основные параметры: температуру, рН, Eh, концентрацию ионов Fe (II) и Fe (III). При необходимости в раствор подается серная кислота для снижения рН (кислотность среды должна поддерживаться на уровне 1,3-1,4 для исключения выпадения железосодержащих осадков).
Далее раствор под напором насоса подается в колонну с твердым пористым носителем, регулирование подачи раствора в колонну осуществляется с помощью устройства 10. В качестве носителя может быть использован уголь, керамзит или любая твердая среда с развитой поверхностью 9, на котором выращены железоокисляющие бактерии рода Thiobacillus. Раствор при прохождении через толщу среды бактерий окисляется, в результате двухвалентное железо переходит в трехвалентное. На выходе также анализируются основные параметры раствора с помощью датчиков 6, раствор выводится через верхний выходной патрубок 7 и подается на выщелачивание или по месту требования.
Для поддержания температуры в колонне 35-40°С колонна имеет полую стенку для подачи термостатирующей воды 4 (подогрев может осуществляться и другими методами). Вода подается через верхний правый патрубок и выводится через левый нижний 5.
Датчики передают информацию на комплекс автоматизации процесса измерения, подачи раствора и реагентов 8, с которого автоматически или вручную можно управлять процессом (скорость подачи раствора, подачи серной кислоты, температурой и т.д.).
Вся конструкция может быть выполнена как из нержавеющей стали, так и из кислотостойких пластмасс.
Изобретение иллюстрируется примерами работы колонны.
Пример 1 (по прототипу)
Растворы, полученные после выщелачивания шлаков медного производства с содержанием 25-30 г/л Fe (II), подавались шланговым насосом в ферментер на окисление. Электродвигатель с помощью вала и крыльчатки осуществлял перемешивание суспензии в ферментере, его обороты могли регулироваться в пределах 0-500 в минуту. В качестве железоокисляющих бактерий использовались бактерии рода Acidithiobacillus, выращенные и находящиеся в жидкой питательной среде Сильвермана и Люндгрена(9К). Ферментер выполнен с системой автоматического поддержания температуры, содержания кислорода и контроля и регистрации окислительно-восстановительного потенциала и рН среды и числа оборотов перемешивающего устройства. Основные показатели регенерации раствора приведены в таблице.
Пример 2 (по изобретению).
Регенерация растворов проводилась в регенерационной колонне в соответствии с заявленным изобретением. При этом колонна в нижней части снабжена резервуаром, в котором установлены датчики измерения системы автоматического регулирования технологических параметров раствора, и устройством для регулирования подачи раствора из резервуара в колонну, а в качестве среды использовали активированный уголь крупность 5 мм с выращенными на нем железоокисляющими бактериями рода Acidithiobacillus. Уголь располагался в колоне (объемом 100 м3), в нижнюю часть, которой подавался регенерируемый раствор с содержанием 25-30 г/л двухвалентного железа после выщелачивания. Регулирование подачи раствора в колонну осуществлялось с помощью задвижки. Далее раствор под напором насоса проходил через слой угля. Скорость потока составляла 50 м3/час. При необходимости в резервуар подавалась серная кислота, для поддержания рН в рамках 1,4-1,5. Основные физико-химические параметры (рН, Eh, концентрация Fe (II), Fe (III)) постоянно определялись в резервуарах до и после прохождения через слой угля. Основные показатели регенерации раствора также приведены в таблице.
| Таблица | |||||
| Основные технологические параметры регенерации раствора | |||||
| Стадия | рН | Еh, мВ | Fe (II), г/л | Fe (III), г/л | Скорость регенерации раствора |
| Пример 1 До регенерации |
1,6 | 550 | 25 | 2 | 3 г/л·час |
| После регенерации | 1,6 | 720 | 17 | 10 | |
| Пример 2 До регенерации |
1,6 | 550 | 25 | 2 | 15 г/л·час |
| После регенерации | 1,6 | 820 | 0 | 27 | |
Из таблицы видно, что настоящее изобретение позволяет повысить скорость регенерации с 3 г/л·час до 15 г/л·час и таким образом сократить время регенерации в 5 раз.
Claims (1)
- Колонна для регенерации железоокисляющими микроорганизмами растворов выщелачивания минерального сырья, включающая цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками для подвода и отвода регенерируемого раствора, систему автоматического регулирования технологических параметров, отличающаяся тем, что корпус колонны заполнен носителем, на котором сорбированы железоокисляющие микроорганизмы и в качестве которого используют твердый пористый материал с развитой поверхностью, при этом колонна в нижней части снабжена резервуаром, в котором установлены датчики измерения системы автоматического регулирования технологических параметров раствора и устройством для регулирования подачи раствора в колонну из резервуара.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011127057/02A RU2467081C1 (ru) | 2011-07-01 | 2011-07-01 | Колонна для регенерации железоокисляющими микроорганизмами растворов выщелачивания минерального сырья |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011127057/02A RU2467081C1 (ru) | 2011-07-01 | 2011-07-01 | Колонна для регенерации железоокисляющими микроорганизмами растворов выщелачивания минерального сырья |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2467081C1 true RU2467081C1 (ru) | 2012-11-20 |
Family
ID=47323235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011127057/02A RU2467081C1 (ru) | 2011-07-01 | 2011-07-01 | Колонна для регенерации железоокисляющими микроорганизмами растворов выщелачивания минерального сырья |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2467081C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2011691C1 (ru) * | 1991-05-05 | 1994-04-30 | Уральский научно-исследовательский и проектный институт медной промышленности "УНИПРОМЕДЬ" | Установка для биохимического выщелачивания руд |
| WO2001031072A1 (en) * | 1999-10-28 | 2001-05-03 | Mintek | A method of operating a bioleach process with control of redox potential |
| WO2006010170A1 (en) * | 2004-07-20 | 2006-01-26 | Bhp Billiton Sa Limited | Tank bioleaching process |
| EP1785497A2 (en) * | 2005-11-09 | 2007-05-16 | Boliden Mineral AB | Method for bioleaching metal containing sulphidic materials |
| WO2008032288A2 (en) * | 2006-09-15 | 2008-03-20 | Geobiotics Llc | Pre-treatment of feed to non-stirred surface bioreactor |
| AU2010212469A1 (en) * | 2009-08-20 | 2011-03-10 | Biosigma S.A | Bioreactor for continuous production of bioleaching solutions for inoculation and irrigation of sulfide-ore bioleaching heaps and dumps |
-
2011
- 2011-07-01 RU RU2011127057/02A patent/RU2467081C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2011691C1 (ru) * | 1991-05-05 | 1994-04-30 | Уральский научно-исследовательский и проектный институт медной промышленности "УНИПРОМЕДЬ" | Установка для биохимического выщелачивания руд |
| WO2001031072A1 (en) * | 1999-10-28 | 2001-05-03 | Mintek | A method of operating a bioleach process with control of redox potential |
| WO2006010170A1 (en) * | 2004-07-20 | 2006-01-26 | Bhp Billiton Sa Limited | Tank bioleaching process |
| EP1785497A2 (en) * | 2005-11-09 | 2007-05-16 | Boliden Mineral AB | Method for bioleaching metal containing sulphidic materials |
| WO2008032288A2 (en) * | 2006-09-15 | 2008-03-20 | Geobiotics Llc | Pre-treatment of feed to non-stirred surface bioreactor |
| AU2010212469A1 (en) * | 2009-08-20 | 2011-03-10 | Biosigma S.A | Bioreactor for continuous production of bioleaching solutions for inoculation and irrigation of sulfide-ore bioleaching heaps and dumps |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20110045581A1 (en) | Bioreactor for continuous production of bioleaching solutions for inoculation and irrigation of sulfide-ore bioleaching heaps and dumps | |
| CN101168718A (zh) | 用于大规模连续培养和/或繁殖可用于矿石生物浸滤的分离的和/或天然的微生物的反应器 | |
| Cancho et al. | Bioleaching of a chalcopyrite concentrate with moderate thermophilic microorganisms in a continuous reactor system | |
| CN201305463Y (zh) | 自动化扩散渗析工业废酸或废碱回收设备 | |
| EP2272804A2 (en) | Biofilm reactor containing spiral structure and water treatment device using the same | |
| JP2002543978A (ja) | イオン化した状態で水中に存在する金属元素の生物学的除去の方法、装置および前記方法の使用 | |
| CN202047110U (zh) | 一种多功能自动控制柱浸试验装置 | |
| CN107840529A (zh) | 一种含盐废水的高效反硝化脱氮工艺 | |
| Mazuelos et al. | Ferrous iron biooxidation in a flooded packed-bed bioreactor at extreme conditions of iron concentration and acidity | |
| RU2467081C1 (ru) | Колонна для регенерации железоокисляющими микроорганизмами растворов выщелачивания минерального сырья | |
| CN103102012A (zh) | 纤维乙醇废水的厌氧生化处理方法 | |
| CN101746847B (zh) | 自动化扩散渗析工业废酸或废碱回收设备 | |
| CN206089163U (zh) | 固定化微生物曝气生物滤池净化系统 | |
| CN202755034U (zh) | 氧化还原浸出反应电位控制装置 | |
| CN108913890A (zh) | 耐冷嗜酸菌低温快速氧化酸法地浸采铀溶液中Fe2+的方法 | |
| AU2015298397B2 (en) | Sequencing batch facility and method for reducing the nitrogen content in waste water | |
| CN101298640A (zh) | 一种生物-化学两极反应器浸矿工艺 | |
| Mazuelos et al. | Operational pH in packed-bed reactors for ferrous ion bio-oxidation | |
| KR20160149700A (ko) | 혐기성 분리막 수처리장치 및 방법 | |
| CN101003757B (zh) | 电化学调控煤炭生物脱硫方法及装置 | |
| CN204939485U (zh) | 一种微生物絮凝体的培养箱 | |
| CN112777876A (zh) | 一种基于sbr反应器的水处理系统及其处理方法 | |
| CN210127120U (zh) | 一种dn曝气生物滤池进水控量装置 | |
| CN203613131U (zh) | 一种肝素钠的生产装置 | |
| CN208234954U (zh) | 一种矿浆搅拌槽 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160702 |