一种真菌A-Fu03菌体从低浓度稀土浸出液中吸附富集稀土离子的方法技术

本发明专利技术涉及一种能够去除稀土矿山冶金废水或回收低浓度稀土浸出液中稀土元素的真菌菌株A‑FuO3，本发明专利技术的真菌菌株A‑FuO3分类学命名为Aspergillus oryzae。本发明专利技术的真菌菌株A‑FuO3吸附低浓度稀土离子效果好，且操作简单，成本低廉，易于培养。作为吸附剂的微生物可再生可降解，绿色环保无污染。其应用可以减轻废水治理成本，降低氨氮排放，避免稀土资源的浪费，有利于浸矿区的水体净化和土壤修复，也适应于低浓度稀土浸出液中富集稀土。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及稀土湿法冶金
，具体涉及利用微生物吸附富集稀土离子的绿色提取技术及稀土矿山冶金废水处理新方法，尤其涉及一种真菌菌株A-Fu03吸附低浓度稀土矿浸出液中稀土离子的方法。
技术介绍
根据风化壳淋积型稀土矿其离子吸附型特点，我国离子型稀土矿基本采用离子交换法浸取稀土的硫酸铵浸取工艺。随着富矿被优先开采利用而日趋贫杂化，带来的突显问题是稀土浸取效率低，浸出液稀土浓度越来越低，杂质离子浓度增高，后续浸出液中稀土提取和分离难度也随之增大。目前生产中采用碳酸氢铵沉淀法从浸出液提取稀土，由于稀土浸出液稀土浓度很低，稀土沉淀率低，稀土沉淀不完全，沉淀母液残存稀土，沉淀剂碳酸氢铵用量过大，大量的碳铵沉淀母液的排放造成矿区水系氨氮超标，通过地表径流和地下迁移、渗透进入土壤和水体，污染地下水源。国家颁布的《稀土工业污染物排放标准》，对氨氮排放提出了高要求，其中氨氮排放浓度限值一般地区为50mg/L，环境敏感地区为30mg/L。因此，低氨氮提取稀土技术是稀土湿法冶金发展面临的新问题。沉淀法因建立在氨氮基础上，采用“无沉淀工艺”，如萃取法、生物吸附法等新技术，是稀土提取技术发展的必然方向。从风化壳淋积型稀土矿浸取液提取稀土技术有“沉淀法”和“非沉淀法”，沉淀法提取稀土有草酸沉淀稀土工艺、碳酸氢铵沉淀稀土工艺和沉淀-浮选法等，草酸沉淀法因草酸成本高、有毒性、污染环境、不符合绿色化学提取等缺点已逐渐被其他方法所代替。碳酸氢铵沉淀法具有沉淀滤液无毒，稀土沉淀率高，经济效益好等优点，但仍存在高氨氮排放等缺点，面临环境保护新挑战。沉淀沉淀-浮选法也存在沉淀剂及有机浮选剂的环境污染问题。非沉淀法从风化壳淋积型稀土矿浸取液提取稀土方法有浸取液直接萃取稀土法、浸取液离子交换富集法、浸取液液膜富集稀土工艺及本申请所涉及的微生物吸附法等。许多微生物可以从溶液中吸附和富集金属离子，是优良吸附剂。1949年Ruchhoft，C.C.提出生物吸附法去除废水中的Pu239。MullenM.D等于1989年最早研究了Pseudomonasaerations对La3+的吸附，研究表明，微生物对稀土有良好的吸附性能和富集能力。微生物作为吸附剂，容易生产，原料来源广泛，吸附容量大，吸附效率高，吸附速率快，离子选择性高，环境友好，不产生二次污染，而且操作的pH及温度范围宽(一般pH为3～9，温度为4℃～90℃)；对稀溶液(1～100mg/L)的处理效果好；资金投入少，操作成本低，采用微生物吸附技术的“非沉淀法”从浸出液中提取稀土更加高效、廉价、环保。
技术实现思路
本专利技术提供一种原料来源广泛，环境友好，不产生二次污染，对稀溶液的处理效果好，资金投入少，成本低的微生物吸附剂的制备及其吸附低浓度稀土溶液中稀土离子的方法，工艺如图1所示。这种微生物吸附剂的制备过程为：先将一种真菌菌种A-Fu03在特制液体培养基中连续培养若干天，在离心机中固液分离或在滤布中沉降过滤，将滤出菌体洗涤至纯净，储藏在4℃以下冰箱中，得到微生物吸附剂。再利用这种微生物吸附剂吸附低浓度稀土浸出液中稀土离子。具体包括下述步骤：(1)料液检测：对低浓度混合稀土料液进行稀土离子浓度检测，用EDTA容量法滴定分析稀土浓度；吸附后的余液中残存稀土用分光光度法测定。(2)培养基配制：取去皮马铃薯，切成小块，加水煮沸半小时，稍冷后用双层纱布过滤，然后补足失水至所需体积，121℃灭菌20min，即成20％马铃薯浸汁。配制时，按每100ml马铃薯浸汁加入2g葡萄糖，继续加热融化并补足失水。用锥形瓶分装、加塞、包扎。高压蒸汽灭菌后，恒温箱中干燥，再用紫外线照射20分钟进一步灭菌。(3)接种：在无菌超净工作台中将菌株米曲霉Aspergillusoryzaesp.A-Fu03接种到步骤(2)中所得的马铃薯液体培养基中。(4)培养：将步骤(3)中得到的接种了菌株米曲霉Aspergillusoryzaesp.A-Fu03的马铃薯培养基的锥形瓶，在恒温振荡培养箱中培养一定时间后，离心过滤收集菌体，并妥善保存。(5)吸附：采用步骤(2)制备得到的微生物菌体作为吸附剂，对步骤(1)配制的低浓度稀土溶液中的稀土离子进行吸附。具体为向低浓度稀土溶液中投加一定比例的微生物吸附剂，在一定温度范围内，震荡吸附一定时间，用分光光度计分别测定吸附前后稀土离子浓度，计算吸附量q——单位重量菌体吸附量(mg/g)及吸附率R(％)。(6)采用解吸剂对吸附稀土后的微生物吸附剂进行解吸。所述步骤(1)中，低浓度混合稀土浸出液稀土浓度范围0.1～0.5g/L，酸度为pH为5-7。所述步骤(2)中培养基成分为：马铃薯20g；葡萄糖2g；水100mL；自然pH值。上述步骤(4)的吸附用菌体的制备：将菌株米曲霉Aspergillusoryzaesp.A-Fu03接种到马铃薯培养基(PDA)液体培养基中扩大培养，摇床温度设置为30℃，转速设置为150rpm，连续培养2-3天后，8000rpm离心5min(或者滤纸过滤)收集菌体，用去离子水洗涤3次，称湿重，并于4℃冰箱中保存备用。图2为菌体显微图像。上述步骤(5)中，最佳菌体加入比为(以干重计，mg)为0.5～1g/L，30℃，150rpm摇床振荡吸附2h，吸附后4000rpm离心10min(或直接用滤纸过滤)，用分光光度法测定上清中残留的稀土离子浓度。将上述步骤(5)所收集的吸附了一定量稀土离子的菌体，分别用0.5-1MHCl于200rpm振荡解吸2h后，过滤，用EDTA测定滤液中富集的稀土离子浓度，得到稀土离子富集产品，计算解吸率。附图说明图1为从低浓度稀土浸出液吸附富集稀土工艺流程图。图2为经扩大培养的米曲霉Aspergillusoryzaesp.A-Fu03菌丝体显微图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步描述，但不限制本专利技术的保护范围和应用。实施例1一种真菌A-Fu03菌体从低浓度稀土料液中吸附富集稀土离子的方法，包括以下步骤：(1)稀土料液：取自江西赣南某稀土矿贫矿经硫酸铵浸取所得浸出液，采用EDTA容量法滴定稀土离子浓度。将滴定过的料液配制成含稀土离子40mg/L左右具有最佳吸附效果浓度值。pH值为6。(2)培养基配制：用20％马铃薯浸汁按每100ml马铃薯加入2g葡萄糖的比例，继续加热融化并补足失水。用锥形瓶分装、加塞、包扎。高压蒸汽灭菌半...

【技术保护点】
一种利用米曲霉菌经培养后菌体吸附低浓度稀土液中稀土离子的方法，其特征在于所述的菌体培养方法为：将米曲霉菌接种于特制的液体培养基中，30℃，150rpm，摇床中培养3～4天，8000rpm离心5min(或者滤纸过滤，静置沉淀10‑30min)收集菌体，用去离子水洗涤3次，为真菌A‑FuO3菌体。

【技术特征摘要】
1.一种利用米曲霉菌经培养后菌体吸附低浓度稀土液中稀土离子的方
法，其特征在于所述的菌体培养方法为：将米曲霉菌接种于特制的液体培养
基中，30℃，150rpm，摇床中培养3～4天，8000rpm离心5min(或者滤纸过
滤，静置沉淀10-30min)收集菌体，用去离子水洗涤3次，为真菌A-FuO3菌体。
2.根据权利要求1所述利用米曲霉菌经培养后菌体吸附低浓度稀土液
中稀土离子的方法，其特征在于：所述的特制液体培养基成分为：每1L液体培
养基中含葡萄糖20g，去皮马铃薯200g，水1000ml，自然pH值。
3.根据权利要求1所述利用米曲霉菌经培养后菌体吸附低浓度稀土液
中稀土...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹敬群，
申请(专利权)人：江西省科学院应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：江西;36