Реагент для декарбонизации бокситов Советский патент 1981 года по МПК B03B1/00 

Изобретение относится к рудной микробиологии и может быть использовано для декарбонизации высококарбонатногО сырья. . При переработке отдельных видов минерального сйрья карбонаты являются вредной технологической примесью. Двуокись углерода в виде карбонатов двухвалентных металлов в процессе переработки боксита по способу Байера приводит к декаустификации едкого натра. В резу.пьтате в растворахнакапливается сода, которая вьщеляется в выпаренных аппаратах и трубах, что нарушает их равномерную работу, снижает производительность и требует дополнительных затрат ид ее каустифи кацию. При переработке высококарбонатных бйкситов также имеют место потери глинозема в виде алюмосиликатов кальция. Максимально допустимое содержание двуокиси углерода в бокситах, предназначенных для производства глинозема по способу Байер не должно превышать 2,0%. Бокситы, содержащие 2% двуокиси углерод должны быть подвергнуты предваритель ному обогащению для выделения карбонатов.. известны методы выделения из бокситов карбонатов, из которых наиболее распространены термические методы в окислителной, нейтральной или восстановительной среде при 650 - 900°С, которые обеспечивают практически полное.удаление двуокиси углерода из -бокситов Til Однако этот процесс является дорогим и требует высоких расходов топлива, кроме этого, происходит загрязнение окружаквдей среды отходящими газами. Для снижения содержание двуокиси углерода, связанной с кальцитом, применяется флотация жирнокислотными собирателями в присутствии различных модификаторов .(жидкого стекла, соды, едкого натра и да.). Необходимость применения флотационных реагентов при флотации кальцита требует очистки сточн№С вод, что приводит к дополнй.тельным расходам и усложнению схем обогащения. чисто для выделения сидерита и окисленных минералов из бокситов приМеняется магнитная сепарация в магнитном поле высокой напряженности. Как и флотация магнитная сепаргщия обеспечивает снижение содержания двуокиси углерода в бокситах на 60-70%, что вполне удовлетворительно. Однако потери глинозема с отвальн ми (карбонатными) продуктами высоки и достигают 25% и более. Наиболее близким к предлагаемому является достаточно эффективный микр биологический способ декарбонизации руд диатомовыми водорослями 2. Недостаткомэтого метода является невысокая степень декарбонизации (выделение углекислоты в раствор составляет 57,8%). Кроме того, процесс выщелачивания является длительным (до 30 сут.), что обуславливает повышенные капитальные и эксплуатацион ные расходы. Используются диатомовые водоросли морского происхождения и для их культивирования требуется морская вода или вода, искусственно приготовленная в соответствии с составом природной морской воды. Это обстоятельство ограничивает применение метода областями,- прилежащими к морям. Известно применение гетеротрофных бактерий для выщелачивания силикатов из бокситов. Упомянутые бактерии помимо силикатов выщелачивают и другие примеси З . . Однако степень, очистки бокситов от карбонатов недостаточная. Цель изобретения - разработка нового эффективного метода обогащения карбонатосодержащих руд, обеспечиваклдегб повышение степени декарбонизации руд. Указанная цель достигается применением для декарбонизации бокситов мтамма почвенных микроорганизмов вида Bacillus muci1 адinosus , культивиройанного на безуглеводной высококар бонатной среде, выделенных и& высокркарбонатных почв (пород), или использованием стандартного штамма мик роорганизмов, выращенного и сщаптиро ванного на безгулеводных питательных средах, содержащих.повышение количест ва карбонатов. Данный реагент проверен в лабораторных и лабораторно укрупненных условиях на двух разновидностях бокситов, содержащих 2,5 и 4,3% двуокиси углерода. .. Пример. Бокситы ВосточноАятскогр месторождения содержат 41,5 окиси.алюминия, 8,9% двуокиси кремния, 21,8% окиси железа и 2,52% двуокиси углерода. Основным алюмииийсодержоцдим миниралом является гиббси и частично каолинит. Двуокись кремния связана с каолинитом, железо пре ставлено сидеритом и гематитом,а углекислота - сидеритом и кальцитом Бокситы Краснооктябрьского месторождения содержат 43,2% окиси алюминия, 14.,8% двуокиси кремния, 15,5% окиси железа и 4,3% двуокиси углерода. Минералогический состав бокситов аналогичен бокситам Восточно-Аятского месторождения. Для лабораторных опытов берут навески боксита по 100 г, измельченные в шаровой мельнице до крупности 0,2 мм при Т:Ж 1:5. Выщелачивание осуществляется в конических колбах емкостью 1,0 л на качалках в термостатических условиях при 23-30°С, в течение заданного времени. Бактериальные растворы для выщелачивания готовят отдельно и заливают в емкости до плотности, соответствующей 20% твердого. Число оборотов качалки - 200 об/мин. Укрупненно лабораторный опыт выполнен на бокситах Краснооктябрьского месторождения на навесе 10 кг. Применяют перколяционный метод выщелачивания. Измельченный до 2,0 мм боксит загружают в перколяционную колонку выйотой 500 мм и сечением 100x100 мм, и через слой руды в течение 10 сут пропускают бактериальный раствор с концентрацией микроорганизмов (1-5) 10®кл/мл по 5 л в сутки, всего 50 л. По окончании процесса выщелачивания твердый остаток промывают горячей водой, высушивают и анализируют на содержание двуокиси углерода и другие компоненты.,. , . : , Подготовка бактеригшьной суспензии заключается либо в выделении штампа микроорганизмов из породы с высоким содержанием силикатов и карбонатов, либо в использовании стендартного штамма бактерий, адаптированного на высоких концентрациях крбонатов. , Споры стандартного штамма микроорганизмов активизируются на минеральной среде Т 2 (обычно принятый прием активации спор данного штамма бактерий) и высеваются на ждикую питательную среду А 54, состоящую из следующих компонентов на 1,0 л среды: апатитовая мука с 10% прокаленного мела - 4,2 г, кварцевый песок с 10% прокаленного мела - 4,2 г. С целью повышения потребности бактерий в углероде в эту питательную среду добавляются карбонаты в количестве 5 р/л в пересчете на углекислоту. Лучше добавлять карбонаты в виде минералов, подлежащих переработке. После трехкратного пересева культуры на карбонатных средах бактерии используются для приготовления бактериальной суспензии в необходимых объемах для постановки опытов. Полученная бактериальная суспензия перемешивается с рудной пульпой до отношения Ж:Т 5:1 и осуществляется выщелачивание карбонатов, по- . скольку введенные в пульпу вместе с суспензией бактерии продолжают .интенсивно размножаться и их потребность в углероде восполняется за

счет присутствующих в руде карбона- тов.

Полученные данные показывают, что карбонаты эффективно выщелачиваются при условии, если микроорганизмы либо выращивают на питательной среде с высокими концентрациями карбонатов, либо микроорганизмами, выделенными из карбонатосодержащих-силикатных пород, в том числе из выоококарбонатных бокситов.

По-видимомуi в присутствии карбонатов микроорганизмы перестраивают процессы метаболизма в сторону усвоения минеральных форм двуокиси углерода, адаптируются к их высоким концентрациям и вырабатывают органическую потребность в них, и при внесении таких микроорганизмов-в бокситовую суспензию проиходит интенсивное . поглощение карбонатов из рудной пульпы. В этих случаях содержание двуокиси кремния.снижается с 2,5-4,3% до 1,8-0,93%, что значительно ниже предусмотренных нормаг-ш, при этом свыше 75% минерального углерода выделяется из боксита. Близкие показатели получены и при выщелачивании карбонатов бактериями, вьеделенньими из высококарбонатных пород, в этом случае микроорганизмы уже адаптированы к высоким концентрациям минерального 5 глерола -непосредственно в почве, , - :. . , , .:

Наряду с выщелачиванием карбонатов в предлагаемом методе обогащения происходит значительное выщелачивание алюмосиликатов и общее повышение качества концентратов.

Таким образом, предлагаегуий метод обеспечивает существенное повышение качества концентратов как по содержанию двуокиси углерода, так и по содержанию кремнезема и окиси алюминия и обеспечивает возможность приoменения к высококарбонатным рудам наиболее экономичного способа для получения глинозема процесса Байера.

IS

Формула изобретения

, Применение штамма Вас i 1 1 iis muc.i 1aginosus, культивированного на безуглеводной высококарбонатной среде, В;качестве реагента для декарбонизации бокситов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Обогащение бокситов. М., Недра ,г 1978, с. 223.

2.Авторское свидетельство СССР

2647871/03, кл. В 03 D 1/02, 1979.

3.-Андреев П.И. и др. К вопросу обогащения бокситов с помощью интеротрОфных бактерий. Цветная металлур гй я, 1975, 3, с. 8-11 (прототип).