本发明专利技术属于矿石提炼领域，涉及一种钒钛磁铁矿的生物脱硅以富集铁、钛有价元素的方法，具体涉及硅酸盐细菌的培养和矿物的处理工艺。本发明专利技术的发明专利技术人为了实现钒钛磁铁矿的生物脱硅作用，从商业机构获得硅酸盐细菌，利用钒钛磁铁矿粉掺入亚历山大罗夫培养基对其进行培养，培养后的硅酸盐细菌更有利于脱除钒钛磁铁矿中的硅。步骤如下：A、培养硅酸盐细菌：B、粉碎钒钛磁铁矿至过40-400目筛；C、生物脱硅。硅酸盐细菌对钒钛磁铁矿中硅的浸出作用还是较为明显。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于矿石提炼领域，涉及一种钒钛磁铁矿的生物脱硅以富集铁、钛有价元素的方法，具体涉及硅酸盐细菌的培养和矿物的处理工艺。
技术介绍
我国攀西地区蕴藏有储量丰富的钒钛磁铁矿。其矿石中金属矿物主要有钛铁矿、钛磁铁矿、镁铝尖晶石及少量硫化物，而脉石矿物则主要是硅酸盐类矿物，还含有少量的磷酸盐和碳酸盐矿物。就其成分而言，其总铁含量为23.65~34.88%，为矿石中含量最多的成分，其次为SiO2 (18.18~29.47%)，其它含量较少的主要成分包括CaO (5.15~8.19%)、TiO2 (9.12 ~12.03%)，Al2O3 (8.04 ~9.62%)、MgO (5.61 ~6.77%)。由此可见，在钒钛磁铁矿中，硅矿物是构成钒钛磁铁矿矿石基体的一种主要成分，它的含量对矿石中铁、钛品位存在较大影响。如果能够使矿石中硅矿物被破坏，无论是对矿石中铁、钛品位的提高(富积)还是后续可能的选矿流程而言，都会体现出有利的作用。在土壤中，大量存在着一类特殊的革兰氏阴性芽孢杆菌，它能分解由硅酸盐和铝硅酸盐组成的岩石矿物并能释放其中的硅、钾、铁等元素，这一类细菌就称之为硅酸盐细菌。由于它对矿石中硅酸盐类矿物的作用，这类细菌已经广泛应用于菌肥的生产，在处理矿物资源方面的研究也蓬勃开展，而这方面则主要集中于闻娃招土矿的脱娃处理。目前，国外这方面的研究工作报道的较多，国内鲜见报道。前苏联哈萨克斯坦进行过高岭石与三水铝石生物浸矿分离实验，采用杆菌胶质类细菌对细泥和磁性产品进行浸出，浸出温度28~30°C， 液固比为5，浸出9天得到了约62%的脱硅率和99%的铝回收率。Groudeva等人的研究表明,利用野生和实验室驯化的环状芽孢杆菌和粘液杆邋遢的突变体菌种，从不同铝土矿中浸出硅，5天内浸出了其中73.6%的硅。在利用不同种类硅酸盐细菌浸滤水铝矿类型的铝土矿中，浸出硅最佳的是B.circulans，它在pH=5.5-6.0, 30-35°C时，固溶物中硅的含量为10-15%，摇瓶转动速率保持在300-400r/min，铝含量可以从43.4%上升到63.9%，二氧化硅从25%下降到9.1%。不宜用磁选和浮选的水铝矿类型的铝土矿用B.circulans处理，可选择性地溶解Al2O3.SiO2.2H20,并使溶液中的铝浓度升到6.7% ;在浓缩液中铝的萃取率达到93.6%。Andreev等也有类似的报道，将含有Al20338.5%、Si023 5~38%、FeOl.35%、Fe2032.3%、P2O50.3%、CaO0.6%等的铝硅酸盐矿经过硅酸盐细菌处理，浸渣中铝提高到46.9%，SiO2降为19.0%。用硅酸盐细菌B.mucilaginosus处理铝土矿，再加上20%HC1处理，铝土矿(含Fe2O3L 5%_7.0%)中的Fe2O3残留量降为1.2%。该铝土矿已被用于耐火材料工业。孙德四等人曾分离得到了 3株不同来源的胶质芽孢杆菌，经驯化培养后对几种铝土矿样进行了脱硅研究。结果表明，它们均能较好地浸出铝硅酸盐矿物中的铝，浸出率在25.7-65.7%。不同类型硅酸盐矿物出于其晶格结构不同，细菌浸出其中硅的程度不同。细菌对石英、长石等架状结构的硅酸盐矿物的浸出效果不如对绿泥石、高岭石等层状结构的硅酸盐矿物的浸出效果明显。利用在预先含被浸矿样的蔗糖中驯化培养的细菌，并在有糖介质培养基中进行硅的浸出。其浸出硅的能力明显较未驯化的菌种或驯化菌种但在无糖介质中进行硅的浸出能力强。采用连续浸出工艺，细菌浸出硅的效果要明显强于单独摇瓶浸出效果。同时，连续浸出工艺可以大大缩短矿样的细菌浸出时间(缩短2-5天)，铝土矿原矿的A/S从3.73提高到11.73。当铝土矿中主要脉石矿物为高岭石或绿泥石时，其铝硅比可从3.73提闻到18左右，脱娃率最闻可达到82%。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人为了实现钒钛磁铁矿的生物脱硅作用，从商业机构获得硅酸盐细菌，利用钒钛磁铁矿粉掺入亚历山大罗夫培养基对其进行培养，培养后的硅酸盐细菌更有利于脱除钒钛磁铁矿中的硅。本专利技术钒钛磁铁矿的生物脱硅富集方法，包括下述步骤:A、培养硅酸盐细菌:I)取硅酸盐细菌，硅酸盐细菌优选胶质芽胞杆菌粉；其中，菌种来源为保定瑞谷生物科技有限公司的浓缩微生物功能菌(农用型)胶质芽胞杆菌粉。2)制备培养基:含有下述重量配比的组分:每1000ml蒸馏水加入4-6g糖类物质，0.25-0.78g (以P计)水溶性含磷物质，30-70mg (以 Mg 计) 镁盐，1-2.8mg (以 Fe 计)铁盐，32_65mg (以 Ca 计)钙盐，0.5_10g 钒钛磁铁矿，10-20g胶凝剂；控制pH值7-8 ；3)硅酸盐细菌加水制成浓度为0.1%~0.0001%的菌悬液置于步骤2)所得培养基中培养，得到培养后的硅酸盐细菌；其中，按下述比例加入菌悬液:培养基50g加入0.l-2ml菌悬液进行培养；菌悬液的加入量以铺满培养基不流动为宜。最终培养基上生成的菌落密集，形态、颜色、光泽完全一致，没有其它非硅酸盐细菌菌落存在。B、粉碎钒钛磁铁矿至过40-400目筛；不同粒度的矿浆获得了不同的硅浸出效果。粒度越细，其硅浸出效果越好。C、生物脱硅:I)配制生物浸硅矿浆:含有下述重量配比的组分:每1000mL水中加入3-5.2g糖类物质，0.43-1.03g (以P计)水溶性含磷物质，l-50mg (以 Mg 计)镁盐,0.34-3.44mg (以 Fe 计)铁盐，4_60mg (以 Ca 计)?丐盐,8-100g ?凡钛磁铁矿；控制pH值7-8 ；2)培养脱硅:步骤A所得培养后的硅酸盐细菌加入生物浸硅矿浆中，温度控制在20-40°C，培养5-15天，钒钛磁铁矿向溶液析出溶解态硅，固液分离即可脱硅；或I)配制硅酸盐细菌预发酵液，接种步骤A培养后的硅酸盐细菌，温度控制在25-350C，培养7-14天，得发酵液；预发酵液含有下述重量配比的组分:每1000ml蒸馏水加入4_6g糖类物质，0.52-1.29g (以P计)水溶性含磷物质，9.8-69mg (以Mg计)镁盐，1-2.8mg (以Fe计)铁盐，12_64mg (以Ca计)钙盐；控制pH值7-8 ；2)向步骤I)所得发酵液中加入钒钛磁铁矿，控制矿浆浓度2%_12%，温度控制在10-40°C，培养2-10天，钒钛磁铁矿向溶液析出溶解态硅，固液分离即可脱硅。其中，步骤A胶凝剂为琼脂、明胶、硅胶、水溶液性聚丙烯酸类或水溶性纤维素类。其中，步骤C所述糖类物质为蔗糖、葡萄糖、果糖或淀粉。其中，步骤C所述水溶性含磷物质中不含氮、钾、镁、钙或铁。其中，步骤C所述水溶性含磷物质为NaH2P04、Na2HPO4或酸式磷酸锌。本专利技术生物脱硅富集方法中，培养后的硅酸盐细菌一般采用低温冷藏保存。使用时，可将低 温冷藏的硅酸盐细菌菌种在含钒钛磁铁矿的富营养培养基中接种后培养以激活菌种，培养时间至少24h。然后可在琼脂富营养矿浆中进行扩大培养,提高细菌体活力和数量。将钒钛磁铁矿破碎研磨，粒度可过40目筛即可达到浸出脱硅的目的，但是为了提高浸出效率，专利技术人通常选择粒度较小的钒钛磁铁矿进行操作，通常控制在可过40-400筛。生物脱硅的方法可采用下述两种方式:其一,配制成1%_15%本文档来自技高网...
【技术保护点】
钒钛磁铁矿的生物脱硅方法，其特征在于：包括如下步骤：A、培养硅酸盐细菌：1）取硅酸盐细菌；2）制备培养基：含有下述重量配比的组分：每1000ml蒸馏水加入4?6g糖类物质，0.25?0.78g（以P计）水溶性含磷物质，30?70mg（以Mg计）镁盐，1?2.8mg（以Fe计）铁盐，32?65mg（以Ca计）钙盐，0.5?10g钒钛磁铁矿，10?20g胶凝剂；控制pH值7?8；3）硅酸盐细菌加水制成浓度为0.1%～0.0001%的菌悬液置于步骤2）所得培养基中培养，得到培养后的硅酸盐细菌；其中，按下述比例加入菌悬液：培养基50g加入0.1?2ml菌悬液进行培养；B、粉碎钒钛磁铁矿至过40?400目筛；C、生物脱硅：1）配制生物浸硅矿浆：含有下述重量配比的组分：每1000mL水中加入3?5.2g糖类物质，0.43?1.03g（以P计）水溶性含磷物质，1?50mg（以Mg计）镁盐，0.34?3.44mg（以Fe计）铁盐，4?60mg（以Ca计）钙盐，8?100g钒钛磁铁矿；控制pH值7?8；2）培养脱硅：步骤A培养后的硅酸盐细菌加入生物浸硅矿浆中，温度控制在20?40℃，培养5?15天，钒钛磁铁矿向溶液析出溶解态硅，固液分离即可脱硅；或1）配制硅酸盐细菌预发酵液，接种步骤A培养后的硅酸盐细菌，温度控制在25?35℃，培养7?14天，得发酵液；预发酵液含有下述重量配比的组分：每1000ml蒸馏水加入4?6g糖类物质，0.52?1.29g（以P计）水溶性含磷物质，9.8?69mg（以Mg计）镁盐，1?2.8mg（以Fe计）铁盐，12?64mg（以Ca计）钙盐；控制pH值7?8；2）向步骤1）所得发酵液中加入钒钛磁铁矿，控制矿浆浓度2%?12%，温度控制在10?40℃，培养2?10天，钒钛磁铁矿向溶液析出溶解态硅，固液分离即可脱硅。...
【技术特征摘要】
1.钒钛磁铁矿的生物脱硅方法，其特征在于:包括如下步骤: A、培养硅酸盐细菌: 1)取硅酸盐细菌； 2)制备培养基:含有下述重量配比的组分: 每1000ml蒸馏水加入4-6g糖类物质，0.25-0.78g (以P计)水溶性含磷物质，30_70mg(以Mg计)镁盐，1-2.8mg (以Fe计)铁盐，32_65mg (以Ca计)钙盐，0.5-10g钒钛磁铁矿，10-20g胶凝剂；控制pH值7-8 ； 3)硅酸盐细菌加水制成浓度为0.1%~0.0001%的菌悬液置于步骤2)所得培养基中培养，得到培养后的硅酸盐细菌； 其中，按下述比例加入菌悬液:培养基50g加入0.l-2ml菌悬液进行培养； B、粉碎钒钛磁铁矿至过40-400目筛； C、生物脱硅: 1)配制生物浸硅矿浆:含有下述重量配比的组分: 每1000mL水中加入3-5.2g糖类物质，0.43-1.03g (以P计)水溶性含磷物质，l_50mg(以Mg计)镁盐,0.34-3.44mg (以Fe计)铁盐,4_60mg (以Ca计)|丐盐,8-100g I凡钛磁铁矿；控制PH值7-8 ； 2)培养脱硅:步骤A培养后的硅酸盐细菌加入生物浸硅矿浆中，温度控制在20-40°C，培养5-15天，钒钛磁铁矿向溶液析出溶解态硅，固液分离即可脱...
【专利技术属性】
技术研发人员：蓝德均，邓建梅，崔旭梅，万书权，高庭蓉，
申请(专利权)人：攀枝花学院，
类型：发明
国别省市：
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