[发明专利]耐氟浸矿混合菌及其用于铀矿石中铀的两段浸出工艺

说明书

本发明公开了一种耐氟浸矿混合菌及其用于铀矿石中铀的两段浸出工艺。该菌为嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)和钩端螺旋菌(Leptospirillum ferriphilum)组成的混合菌种，命名为Retech KF‑Ⅲ，保藏号：CGMCC NO.9998。浸出工艺包括以下步骤：1)将矿石破碎；2)第一段酸浸出；3)第二段生物化学氧化浸出；4)产品处理；5)尾液循环。本工艺通过两段浸出能提高铀的溶出速度并增加铀的浸出率，且投资少，生产成本低，环境友好，采用的菌种适用于铀矿石浸出，可以获得更大的经济效益、社会效益和环境效益。

技术领域

本发明属于湿法冶金领域，涉及一种浸矿混合菌及其用于铀矿石中铀的两段浸出工艺。

背景技术

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。对于含硫化矿较低的铀矿石，需要加入能源物质如黄铁矿或工业硫酸亚铁进行细菌培养。

细菌浸出铀矿的作用机理属于细菌间接作用的过程，在酸性浸出介质中，4价铀的氧化物是不溶的，铀的浸出是基于6价铀的溶解。细菌氧化Fe²⁺或氧化铀矿石中伴生的黄铁矿得到Fe³⁺，提供硫酸高铁氧化剂。硫酸高铁在酸性条件下具有强氧化性，能将4价铀氧化成6价铀，从而使铀溶解出来，其主要反应为：

FeS₂+14Fe³⁺+8H₂O→15Fe²⁺+2SO₄^2-+16H⁺ (1-1)

UO₂+2Fe³⁺→UO₂²⁺+2Fe²⁺ (1-3)

从以上几个反应式可以看出，针对含有4价铀和6价铀的铀矿石，采用细菌参与的方法，只需要添加少量的能源物质——工业硫酸亚铁，即能得到较好的浸出效果，能够缩短铀矿石浸出周期、提高浸铀效率。氧化剂使用的是含有细菌和Fe³⁺的溶液，在Fe³⁺氧化U⁴⁺后还原生成Fe²⁺(1-3)，再次为细菌生长提供能源物质。

此外，萤石、氟磷灰石等多与铀矿石共生，而浸矿过程中的酸性环境又会使氟化物中的氟离子溶出，抑制细菌活性。因此，普通浸矿细菌无法适应含氟环境的铀矿石浸出，需要寻找或驯化对氟具有耐受力的浸矿菌。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐氟浸矿混合菌，该菌可以对氟具有较高的耐受性，可以适用于含氟铀矿石中铀的浸出。

本发明的另一目的是提供一种铀矿石中铀的两段浸出工艺，通过先浸出易溶的6价铀，再浸出不易溶解的4价铀，使得铀矿石中的铀得以充分提取；该工艺具有浸出时间短、成本低、流程简单、易操作和环境友好的优点，极大地提高了铀的资源回收率。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种耐氟浸矿混合菌，该菌为嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)和钩端螺旋菌(Leptospirillum ferriphilum)组成的混合菌种，命名为Retech KF-Ⅲ，该微生物已保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址为：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，保藏日期：2014年11月14日，保藏号：CGMCC NO.9998。