粉粒径铀矿石中不同矿浆浓度下对微生物生长的影响

论文导读：微生物在铀矿浸出方面应用得比较广泛，主要有堆浸，原地破碎浸出等。粉粒径（<0.5mm）矿石中短时间的微生物浸出相关文献介绍比较少。把微生物的技术引用到粉粒径铀矿石搅拌浸出工艺中去，充分利用铀矿石中伴生的黄铁矿，则大大提高了资源的综合利用，减少酸耗和能耗。为此，就要解决微生物对矿浆浓度的适应性。
关键词：粉粒径，铀矿，矿浆浓度，微生物
 

微生物在铀矿浸出方面应用得比较广泛，主要有堆浸，原地破碎浸出等。矿石颗粒一般在1-10mm之间。浸出时间一般在3-5个月。粉粒径（<0.5mm）矿石中短时间的微生物浸出相关文献介绍比较少。此粒径铀矿石主要通过常规水冶（搅拌）的方式进行浸出。把微生物的技术引用到粉粒径铀矿石搅拌浸出工艺中去，充分利用铀矿石中伴生的黄铁矿，则大大提高了资源的综合利用，减少酸耗和能耗。为此，就要解决微生物对矿浆浓度的适应性。本文通过摇瓶试验，研究粉粒径铀矿石中不同矿浆浓度对微生物生长的影响。

在大多数铀矿石当中，或多或少存在一些金属硫化矿，比较常见的有黄铁矿。论文参考网。这些矿物质通过微生物的作用生成对浸铀有用的H2SO4和强氧化作用的Fe3+。论文参考网。在适合的条件下，通过微生物的作用充分利用矿石中伴生的矿物质作为浸铀的浸出剂，则在一定程度上减少了试剂和各种能源的消耗。

1.试验

1.1 试验矿样及菌种

试验选用的矿石取自南方某硬岩型铀矿，将矿石其粉碎至0.1mm以下，矿石的化学成分全分析结果见表1所示。

表1试验矿样化学成分全分析结果( %)

从表1可以看出矿石中含有细菌生长所需要的Fe,S,K,P等元素。为细菌生长提供天然的营养物质。

1.2 菌种

菌种是从南方某硬岩型铀矿细菌堆浸的尾液中分离、筛选、并经过驯化的以氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌为主的混合菌种。

1.3试验方法

摇瓶试验是在30℃、130r/min的气浴恒温震荡箱中进行,在250ml三角瓶中按液固比(m/v)分别为10:1、5:1、4:1、3:1、2:1、1:1，即先在90ml酸化液中

加入10、20、25、33.3、50、100g矿样，进行搅拌，中间补加H2SO4调节pH值,最终使pH稳定在1.8。待三角瓶中的矿样酸化结束后再加培养好的菌液各10ml。并监测三角瓶中溶液的Fe2+、Fe3+、pH、Eh、等项目,用培养基补充浸出液因采样而减少的体积,用蒸馏水补充浸出液因蒸发所减少的体积,以保证浸出液的总体积100mL不变。

1.4分析方法

溶液中铁离子浓度EDTA滴定法测定， pH、Eh值用酸度计测定。

2. 结果与分析

2.1 Fe2+氧化率

矿石中Fe2+是细菌生长的能量物质，其变化情况能直接的反应出细菌的生长情况。从图1可以看出除了液固比为10:1之外，矿浆浓度越小，Fe2+氧化率达100%所需时间越短。这是由于液固比为10:1的摇瓶中矿石量少，酸化时从矿石中浸出对细菌生长所需的P、K、Mg、Ca等微量元素比较少，对细菌生长起限制作用。搅拌时溶液中矿浆浓度越大，产生的摩擦力越大，并且溶液中所含的溶解氧越少，在试验中这两个因素对细菌的生长起到关键作用。因此液固比从1:1到5:1，Fe2+氧化率达100%所需时间越短。

图1不同矿浆浓度下Fe2+氧化率达100%所需时间对比

2.2 Eh变化

细菌的氧化活性直接影响微生物的浸矿效果，而细菌的氧化活性可以通过氧化还原电位Eh 值的变化来反映[1]。从图2可以看出，在10小时内电位基本不变，这是由于细菌移至一个新的环境中需要有一个适应过程。这个过程称为诱导期，由于细菌经过几代的循环培养，活性比较强，因此诱导期比较短。经过诱导期之后，细菌开始进入活跃期，在这期间细菌对Fe2+的氧化速率比较快。论文参考网。当Eh大于500mv时对浸铀非常有利。

图2不同矿浆浓度下Eh变化曲线

3.结论

（1）细菌在矿浆浓度为1:1－10:1都能生长，最佳的生长浓度为5:1，Fe2+氧化率达100%所需时间24h。

（2）细菌生长末期Eh能达500mv以上，对铀矿浸出是一个有利的因素。粉粒径铀矿石中用微生物技术对铀进行浸出，从生物生长方面考虑认为是可行的。

参考文献
[1] 谷士飞,张卫民,于荣.矿石粒度和矿浆浓度对原生硫化铜矿细菌浸出的影响[J]. 有色金属(冶炼部分)，2006（4）：22-25.