一种耐氟浸矿菌及其应用于高氟铀矿的高效浸出工艺的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生物浸出技术领域，具体涉及一种耐氟浸矿菌及其用于含氟较高的铀 矿石的生物浸出工艺。
【背景技术】
[0002] 我国是一个贫铀国家，至今已探明大小铀矿200多个，已查明铀矿资源量为6. 8万tU，待查明铀矿资源量为0. 6万tU，合计铀矿资源量为7. 4万tU。我国铀资源量虽分布广、 矿化类型多，但成矿年代新、规模小、埋藏浅、品位低。从目前对铀的消耗量来看，国内天然 铀的生产基本满足需求，但无法满足核电中长期发展规划中长远需要，预计缺口 20万tU以 上。到2020年，全国核电运行装机容量将由目前的700万千瓦提高到4000万千瓦，届时天 然铀需求量为6000~7200tU/a，其对外依存度将超过60%，2010年到2030年铀矿累计需 求量最低预测在28. 4万tU，铀缺口量巨大。因此，提高现有铀矿山铀资源的回收率具有重 要的意义。而生物提取铀技术作为新兴技术，近年来得到研究与应用：利用浸矿微生物（细 菌、真菌、古菌）氧化铀矿围岩中的硫化矿而产生溶解铀矿的氧化剂（Fe3+、H+等），或者再 生浸出液中的Fe3+，从而达到加速溶解铀矿石的目的，此技术可以有效地处理低品位铀矿石 和难处理铀矿石。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，可为细菌的生长提高能源物质。硫化矿含量较低的铀矿，可在细菌培养过程中加入少量 亚铁作为细菌生长的能源物质。细菌浸出铀矿的机理主要为生物冶金中的间接作用，即铀 矿主要是在氧化剂Fe3+的氧化作用下和H+的作用下溶解，细菌的作用是再生氧化剂Fe3+或 从围岩中的硫化矿溶解产生的单质硫和其它还原性硫化合物氧化为硫酸，维持铀矿溶解所 需的酸性氧化环境等。
[0003]生物浸出技术具有工艺简单、成本低、环境友好等优点，然而对于高氟铀矿石的浸 出过程中却无法得到工业应用。高氟铀矿石中的含氟矿物如萤石、氟磷灰石等，在酸性条件 下易溶解出氟离子，氟对浸矿细菌有毒害作用。生物浸出时的酸性环境能促使HF形成，从 而增强氟化物的毒性，对细菌活性影响极大。毒性反应的基础研究，说明pH值为2. 3时氟 主要存在于HF形态，氟的跨膜是以氟化氢形式被动扩散，HF能够穿透微生物的细胞壁解离 为H+和r离子，H+增加细胞内部的酸度，从而导致细胞死亡。但是r与三价离子Fe3+、A13+ 容易结合成络合物。这种络合物在一定条件下具有一定的稳定性。络合态的氟对细菌生长 的影响较小些。
[0004] 在水处理工艺中除去溶液中氟的方法常见的有活性氧化铝吸附法(但不适用于强 酸、强碱溶液中)石灰中和法(也不适用于强酸条件下且处理过程中会产生沉淀，Fe2+、Fe3+等 金属离子损失严重)，这两种方法都不适合生物堆浸的酸性环境条件。因此可从两方面降低 或消除氟的影响，一是提高生物浸出的浸矿菌种的耐氟性，二是改进浸出工艺，尽可能降低 氟对浸矿细菌的抑制。
[0005]-般铀矿石的生物浸出工艺主要有生物堆浸工艺、生物地浸工艺、生物搅拌浸出 工艺和生物槽浸工艺。不同的工艺对应不同的铀矿性质。对于浅层易开采的铀矿采用生物 堆浸，主要工艺分为筑堆、酸化、菌液生产和喷淋等几部分，具有成本低、环境友好等特点， 也是目前应用最好的工艺；对于渗透性好的低品位的铀矿石采用生物地浸工艺，配制的溶 浸液通过钻孔工程(注液钻孔、抽液钻孔）在天然埋藏条件下浸出铀，成本较低，但环境污染 难以控制；生物搅拌工艺和槽浸浸出工艺适用于较高品位的铀矿石浸出，生物槽浸已设计 出多槽串联浸出的工艺，具有铀回收率高的优点，但这两种工艺存在设备损耗严重、成本高 的特点。对于高氟铀矿石的生物浸出工艺，不能沿用一般铀矿石的生物浸出工艺。因此有 必要设计出适合高氟铀矿石高效生物浸出的工艺，尽可能提高铀金属回收率。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种耐氟浸矿菌及其应用于高氟铀矿高效生物浸出的工艺。 该工艺具有成本低、流程简单、易操作和环境友好的优点，可实现含氟较高、含铀较低的矿 石_效浸出提取袖。
[0007] 为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0008] -种耐氟浸矿菌，其特征在于：该菌的分类命名为Acidithiobacillus ferrooxidans，保藏编号为CGMCCNO. 7836,保藏日为2013年7月1日，保藏单位为中国微 生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（CGMCC)，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3 号中国科学院微生物研究所。
[0009] -种驯化和/或培养如上所述耐氟浸矿菌的培养基，其特征在于，所述培养基组 成为：Ca(N03)20. 01g/L~0? 10g/L，MgS04. 7H200. 50g/L~20.Og/L，K2HP04. 3H200. 10g/L~ 1. 0g/L，A12(S04)3. 18H2010.Og/L~50. 0g/L，Fe2(S04) 30.Og/L~1. 90g/L，NH4F1. 60g/L~ 10.Og/L和FeS04 ? 7H2014. 70g/L~44. 20g/L。
[0010] 如上所述的培养基，优选地，所述培养基组成为：Ca(N03)20. 01g/L， MgS04. 7H2012. 50g/L,K2HP04. 3H200. 50g/L,A12(S04)3. 18H2040.Og/L,Fe2(S04)3l. 90g/L, NH4F5. 85g/L和FeS04 ? 7H2044. 20g/L。
[0011] 如上所述耐氟浸矿菌应用于含氟铀矿的生物浸出工艺，该工艺包括：
[0012] (1)矿石筑堆：高氟铀矿破碎到<40mm粒度后进行筑堆，堆高3m~6m;
[0013] (2)矿石酸化预处理：用pH=l. 0~2. 0的稀硫酸先对高氟铀矿石进行喷淋，溶解矿 石中易耗酸矿物，溶解出矿石中的氟；喷淋量为〇. 〇5mV(t矿?次）~0. 20mV(t矿?次）， 每天一次喷淋12h，停歇12h，浸出液用树脂吸附铀后调节pH返回喷淋步骤；共进行5~25 天，酸化预处理终点是连续5天喷淋前后浸出液pH值变化均小于0. 1;
[0014] (3)酸化液提铀：步骤（2)获得的浸出液用树脂吸附铀；
[0015] (4)经步骤（3)提铀后获得的酸化液作氟无害化处理：用硫酸调节pH值为1. 8~ 2. 5,加入易水解成三价铝的铝盐使得溶液中Al3+浓度达到0. 0g/L~12. 0g/L，溶液中Al3+ 质量浓度应为r质量浓度的0. 25倍以上，三价铝与氟离子进行络合，率先占据氟，以减少 氟与随后工艺中三价铁的络合及降低氟对浸矿细菌的抑制作用；
[0016] (5)耐氟浸矿菌的培养：利用步骤（4)获得的溶液调节pH值为1. 8~2. 5,加入 硫酸亚铁至Fe2+为4. 5g/L~9. 0g/L，制成培养基；在该培养基中接种耐氟浸矿菌种CGMCC N0. 7836进行培养，接种量为10%~30%，培养温度控制在25°C~35°C，充气量为0. 3m3Am3 溶液?min)~0. 6mV(m3溶液?min)，至溶液中Fe2+全部氧化成Fe3+，结束培养；
[0017] (6)间歇喷淋矿堆浸出：采用步骤（4)获得的耐氟浸矿菌培养液与步骤（7)获得的 提铀尾液隔天轮流喷淋，喷淋量为〇. 〇5mV(t矿?次）~0. 20mV(t矿?次），喷淋制度为 每天一次喷淋12小时，停歇12小时，以减少矿石板结；检查矿堆中U品位低于0. 02wt%为 喷淋浸矿的终点；
[0018] (7)浸出液处理：矿石生物浸出液用树脂吸附铀后获得的提铀尾液返回步骤（3) 中处理后作为菌种的培养基，或为步骤（6)的喷淋液。
[0019] 如上所述的生物浸出工艺，优选地，所述步骤（5)的喷淋过程中，控制筑堆中的温 度为20°C~40°C，pH为1. 8~2. 5,喷淋液中细菌浓度为106个/mL~109个/mL，喷淋液 氧化还原电位为480mV~600mV(Vs.SCE)，喷淋液中r含量为0. 2g/L~6.Og/L，Al3+浓度 0?Og/L~12.Og/L。
[0020] 如上所述的生物浸出工艺，优选地，所述含氟铀矿中氟含量为0. 10wt%~5.Owt%， 铀含量为〇?lwt%~0? 5wt%。
[0021] 本发明的有益效果在于：本发明采用的耐氟浸矿菌CGMCCNO. 7836具有很强的耐 氟能力，其耐受氟浓度在3. 0g/L以上，并能快速生长将Fe2+氧化成Fe3+，且该菌对环境、人 均无毒无害；设计的高氟铀矿生物浸出工艺流程简单，浸出时间较短，采用的抑制氟对浸矿 菌危害的方法，能有效降低或消除氟对细菌生长的影响，提铀尾液循环利用有效实现对环 境的保护。采用的耐氟浸矿菌CGMCCN0. 7836及应用高氟铀矿生物浸出工艺，浸出铀矿55 天，获得的铀浸出率比酸浸方法提高3. 70%，能明显促进铀矿的浸出，提高铀资源的回收率。
【附图说明】
[0022] 图1为本发明的耐氟浸矿菌应用于高氟铀矿生物浸出工艺流程框图。
[0023] 图2为本发明的实施例中耐氟浸矿菌培养过程中Fe2+浓度随时间的变化。
[0024] 图3为本发明的实施例中耐氟浸矿菌培养过程中Eh随时间的变化。
[0025] 图4为本发明的实施例中55天生物浸出对应的铀浸出率。
【具体实施方式】
[0026] 本发明提供的耐氟浸矿菌，应用于适合高氟铀矿的高效浸出工艺。【具体实施方式】 如下：
[0027] (1)耐氟浸矿菌
[0028] 本发明所采用的耐氟浸矿菌种Acidithiobacillusferrooxidans，分离自高氟铀 矿区新鲜采取的矿石中，并保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称 CGMCC)，保藏日期：2013年7月1日，保藏号为CGMCCN0. 7836。
[0029] (2)矿山开米出来的矿石经破碎到<40mm的粒度后进行筑堆、堆浸堆高3m~6m, 用pH=l. 0~2. 0的稀硫酸先对高氟铀矿石进行酸化预处理；
[0030] (3)矿石酸化预处理得到的酸化溶液含有