学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

气升式反应器中难浸金精矿的细菌氧化预处理研究

作　者: 王铧泰
导　师: 柳建设
学　校: 中南大学
专　业: 生物工程
关键词: 气升式反应器难浸金精矿细菌氧化预处理中度嗜热菌 PCR-RFLP
分类号: TD953
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 179次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着大型金矿的相继发现,2008年中国黄金产量将超过南非,成为世界第一大黄金生产国,但随着富矿不断减少,难处理、低品位金矿将成为我国黄金生产的主要原料。细菌氧化预处理难浸金矿由于其环境友好成本较低,受到越来越多的重视。但是在目前生物冶金研究领域中从菌种改良等菌种角度提高单菌氧化能力难有明显效果,需从提升细菌生物量,优化细菌生长条件等角度提高整体细菌氧化能力,而细菌槽浸中应用的生物反应器又普遍存在剪切力大、细胞磨损严重、矿浆浓度较低造成设备单位处理能力较低等缺点,因此,生物浸出技术迫切需要解决过程工程问题,开发具有良好的氧传质系数和柔和的搅拌条件的高效生物浸出反应器。然而国外发表的生物浸矿的论文中,有关反应器的论文只占极少一部分,国内更是鲜有有这方面的研究报告。气升式反应器由于其传质传热速率高,剪切力较小,能量耗散均匀,操作投资成本低等优点,可较好的弥补现行反应器的不足。本文从这个角度出发,依据三相内循环流化床结构模型,设计了适用于高品位硫化矿细菌浸出的实验室规模气升式生物反应器,用于高砷难处理金精矿的细菌氧化预处理。从酸性矿坑水中筛选出中度嗜热混合菌,驯化后可在45℃,pH值1.2,As(As³⁺和As⁵⁺)浓度15g/L条件下良好生长,并且对难浸金精矿具有较好的氧化浸出能力。在气升式反应器中采用驯化后的混合菌氧化浸出高砷难浸金精矿,设计正交实验研究矿物粒度、矿浆浓度、反应器充气量和初始pH值对浸出的影响,结果得出矿物粒度-37μm,矿浆浓度5%,充气量4L/min,初始pH值1.2为该反应器最佳浸出参数组合,矿物颗粒粒度对脱砷率的影响最显著,在此条件下高砷金精矿砷脱除率可达到93.5%。参考现行细菌氧化预处理金矿的槽浸工艺,设计了细菌连续浸出硫化矿反应装置,进行了中度嗜热混合菌对高砷难浸金精矿的连续氧化处理实验,在矿浆停留时间60个小时,脱砷率95.25%条件下,处理8%浓度的新鲜矿浆能力达到3.2 L/d,即对金精矿处理能力达到0.256 kg/d。最后分析了细菌连续氧化浸出金精矿稳定阶段细菌群落组成,通过总DNA提取,PCR-RFLP分析及16S测序比对后得出该群落的优势菌种为Leptospirillum ferriphilum和Acidithiobacillus caldus,此两种菌株皆为嗜酸的中度嗜热菌,对As都有较高的耐受性,Acidithiobacillus cadus氧化S⁰,而Leptospirillumferriphilum氧化Fe²⁺,这两种菌的组合可以较好的对含砷难浸金精矿氧化浸出。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第一章绪论  10-27
  1.1 生物冶金概述  10-13
    1.1.1 生物冶金历史  10-11
    1.1.2 生物冶金产业化现状  11-13
  1.2 中度嗜热细菌浸矿  13-15
  1.3 难浸金矿预处理现状  15-22
    1.3.1 难处理金矿分类  15
    1.3.2 难处理金矿预处理方法  15-18
    1.3.3 难处理金矿预处理主要方法比较  18-19
    1.3.4 难处理金矿细菌氧化预处理工艺  19-22
  1.4 浸矿用反应器  22-25
  1.5 课题的研究目的与研究内容  25-27
    1.5.1 依据和目的  25
    1.5.2 论文的主要研究内容  25-26
    1.5.3 论文课题受资助情况  26-27
第二章气升式反应器的设计及其性能测定  27-37
  2.1 实验材料  27-31
    2.1.1 菌种  27-28
    2.1.2 培养基  28
    2.1.3 矿样  28
    2.1.4 仪器  28-29
    2.1.5 气升式反应器设计  29-31
  2.2 实验方法  31-32
    2.2.1 气升式反应器气相含率的测定  31
    2.2.2 气升式反应器中浸矿细菌的培养  31-32
    2.2.3 气升式反应器和摇瓶浸矿的初步比较  32
  2.3 结果与讨论  32-36
    2.3.1 气升式反应器气含率  32-33
    2.3.2 气升式反应器中浸矿细菌的培养  33-35
    2.3.3 气升式反应器和摇瓶浸矿的初步比较  35-36
  2.4 本章小结  36-37
第三章气升式反应器中难浸金精矿细菌氧化预处理的浸出参数优化  37-44
  3.1 实验材料  37-38
    3.1.1 矿样  37-38
    3.1.2 菌种来源  38
    3.1.3 培养基  38
  3.2 实验方法  38-39
    3.2.1 菌种驯化方法  38
    3.2.2 金精矿细菌氧化预处理实验条件  38-39
    3.2.3 气升式反应器中金精矿细菌氧化预处理正交优化实验设计  39
  3.3 结果与讨论  39-43
    3.3.1 菌种驯化  39-40
    3.3.2 气升式反应器中金精矿氧化预处理正交优化  40-41
    3.3.3 最优化结果验证  41-42
    3.3.4 摇瓶浸出比照  42-43
  3.4 本章小结  43-44
第四章细菌连续氧化预处理难浸金精矿  44-51
  4.1 细菌连续浸出硫化矿装置的设计  44-45
  4.2 细菌连续氧化预处理难浸金精矿  45-50
    4.2.1 实验方法  45-48
    4.2.2 结果与讨论  48-50
  4.3 本章小结  50-51
第五章连续浸出装置中细菌群落组成分析  51-58
  5.1 实验方法  51-54
    5.1.1 取样  51
    5.1.2 细菌总DNA的提取方法  51-52
    5.1.3 混合菌群落组成分析方法  52-54
  5.2 结果讨论  54-57
    5.2.1 中度嗜热混合菌的形态观察  55
    5.2.2 中度嗜热混合菌组成分析  55-57
  5.3 本章小结  57-58
第六章结论  58-60
参考文献  60-68
致谢  68-69
研究成果  69

气升式反应器中难浸金精矿的细菌氧化预处理研究

内容摘要

全文目录

相似论文