Способ извлечения марганца из руд Советский патент 1985 года по МПК C22B47/00 

СО 4i О Изобретение относится к перерабо ке отходов горнорудной промышленнос ти и может быть применено для выделения марганца из марганцевых руд, их отвалов и пшймов. Извлечение остаточного марганца из бедных, руд, отвалов и шламов является важнейшей задачей настоящего времен в связи с быстрым истощением запасо марганцевых руд. Обогащение бедных руд традиционными методами бельно. Известны способы извлечения металлов из руд с помощью микроорганизмов. Так для выщелачивания мед цинка, урана, мьшьяка, марганца широко используются автотрофные тионо вые бактерии р. Thiobacillus l. Это высокоснециализированная 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 собы извлечения металлов из руд с помощью тионовых бактерий используются для переработки сульфидных руд. Микроорганизмы предварительно инкубируют на средах, содержащих icepy. Процесс вьш1елачивания металло из руд осуществляют при накоплении в среде в результате жизнедеятельности тионовых бактерий значительны количеств серной кислоты (1,3 г/100 Для нормального развития тионовых бактерий через реакционную смесь продувают сероводород или сернистый газ. Недостатками известного способа являются дополнительные затраты, необходимые длявведения в среду се на которой предварительно инкубируют бактерии, а также затраты Hg 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 : природу. Гетеротрофные бактерии в энерге тических и конструктивных целях использу1{)т различные органические соединения, при окислении которых образуются метаболиты, способные разрушать различные минералы и образовывать с металлами соли или X ел а ты. 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 zj . Способ извлечения марганца из марганцевых руд вьш;елачиванием 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 - глюкозы дорогостоящего пищевого сырья, длительностью введения процесса вьш1;елачивания (30-60 дней) и переработкой руды с содержанием марганца 12-25%, Целью изобретения является сокращение времени процесса, его удешевление и переработка руд с содержанием марганца 25-40%. Цель достигается тем, что согг, ласно способу извлечения марганца из руд, включающему вьш;елачивание в питательной среде, содержащей источники азота и углерода, бактериями рода achromobacter вида delicatulus, вьш1елачивание ведут с использованием в качестве источника углерода гидрола путем его дробного введения, процесс ведут в чановьщ .установках конусного типа с периодической сменой культуральной жидкости до содержания марганца 2-4 г/л. Интенсифицировать процесс бактериального вьш1елачивания удалось благодаря введению в питательную сре ду гидрола вместо глюкозы. Использование чановой установки конической формы позволяет за счет подачи воз3духа 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 заключается в следующем.. Измельченн 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 пенообразование. Рудную пульпу засевают гетеротрофным штаммом Achr.delicatu lus обладающим высокой активностью . растворения марганцевой руды за сче накопления в культуралъной жидкости свободных органических кислот и перекиси водорода. Осуществляют пос тоянное перемешивание пульпы, дробн вносят гидрол до концентрации 2%. Каждые 3-4 дня производят смену питательной среды. Процесс ведут пр 20-25 С. Высокая биохимическая активность штамма обеспечивает поддержание рН на уровне 3,8-5. Вьш1елачивание осуществляют в нестерильных условиях. Пример 1.В качестве образ ца использовали окисную руду Нико польского месторождения с содержани ем мйрганца 40%. Руду с размером . рудного-зерна 0,16-0,2 мм в количес ве 7,5 г помещали в чановую установ ку конической формы объемом 1 л, аливали 300 мл питательной среды (Т:Ж 1:40),содержащей, г: гидрол (МРТУ 18/193-67) 6, сульфат аммония 0,15, Засев пульпы производили штаммом Achr delicatulus в количестве 10 кл/мл. Чаны постоянно продували воздухом. По мере потребления микроорганизмами гидрола последний периодически вносили в пульп до концентрации 2%, При накоплении в культуральной жидкости 4 г/л раст воримых 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 дальне шем культивировании бак;терий КОЛИЧЕ- 55 ство. растворенного металла снижается до 3 г/л, что свидетельствует о его связывании с твердой фазой. Смена 18 среды при накоплении в ней 1 г/л марганца также нерентабельна, так как приводит к .потере неполностью утилизированных источником питания. Вслёдствие этЬго 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 рудного образца за 15-20 дней извлекалось 84% марганца. Пример , Условия ведения процесса выщелачивания те же, что и в примере 1. Использовали другую партию гидрола (МРТУ 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 из таблицы, при использовании различных партий гидрола в качестве источника углеродного питания из марганцевой руды за 1.5-20 дней выщелачивается 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 (40% против 25%), сократить сроки ведения процесса вьщ1елачивания до 15-20 дней против 30-60 дней,благодаря использованию вместо перколятора чановой установки, обеспечившей лучший контакт рудного i зерна с культурой и ее метаболитами, Дербная подача источника углерода и поддержание его концентрации в пульпе на уровне 2% обеспечивает лучшую продукцию метаболитов, участвующих в вьш1елачивании. Накопление растворимых форм марганца в реакционной смеси более 4 г/л приводит к снижениюактивности процесса, поэтому смена среды каждые 3-4 сут также ускоряет процесс выноса марганца из руд. Предлагаемый способ устраняет недостатки, присущие прототипу - использование глюкозы в качестве источника углеродного питания и энергии. длительность ведения процесса и пе- i реработка руды с содержанием марган-i ца 12-25%. Эффективность предлагаемого способа обеспечивается вьщелачиванием марганца из руд на 84-85,5% за 1520 дней по сравнению с прототипом, обеспечивающим вьщелачивание на 4851% за 30-60 дней: исключает исполь - . . зование глюкозы - вещества пищевого достоинства; позволяет перерабатывать руды с большим содержанием марганца (25-40%) по сравнению с прототипом (12-25%), что значительно удешевляет процесс,

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.

.. Jb.-

40

Jxl 40

К - содержание марганца в исходном рудном образце.

84,0

Too

85,5 100