[发明专利]一种黄钾铁矾渣的处理与资源化方法

说明书

本发明提供一种处理与资源化黄钾铁矾渣的方法，其包括：(1)将破碎、磨细的黄钾铁矾渣与培养基加入浸出体系，处理至厌氧环境；(2)向步骤(1)的浸出体系中加入氧化亚铁硫杆菌，通过控制浸出体系的转速、pH值、温度等条件，进行微生物厌氧浸出；(3)当浸出液亚铁离子浓度升至临界浓度时，先按序批式模式向浸出体系加入黄钾铁矾渣及培养基，之后按连续流模式向浸出体系加入黄钾铁矾渣及培养基；(4)将步骤(3)所得浸出液先固液分离，然后回收过滤液中的硫酸亚铁及有价金属，回收有价金属后的残余液及固液分离残渣处理至厌氧环境后，送至步骤(3)重复利用。本发明实现了黄钾铁矾渣的高效处理与资源化，具有低能耗、环保等优势。

技术领域

本发明涉及微生物浸出技术领域，具体涉及一种黄钾铁矾渣的处理与资源化方法。

背景技术

实现固体废弃物处理与资源化，是解决资源枯竭、环境污染等全球性问题的重要途径之一，也是当前关注和研究的热点。生物浸出技术由于具有成本低、操作简单、作用对象广泛、环境污染小等特点，引起了人们广泛的兴趣，产业运用范围得到不断拓展。所以，利用生物浸出技术处理固体废弃物是解决当前资源与环境问题的潜在路径之一。

黄钾铁矾渣除含黄钾铁矾本身外，通常因共沉淀效应还含有各种有价金属如铝、铜等(有价金属成分视生产工艺不同而存在差异)。因此，黄钾铁矾渣的处理与资源化需要兼顾黄钾铁矾的处置与有价金属的回收。现有处理技术包括高温煅烧或强酸浸出，其中通过高温煅烧或掺杂其它物质混合煅烧，能够实现黄钾铁矾渣的处理。但是高温煅烧的能耗较高，且煅烧后的产物难以纯化，仅适用于含有稀贵金属的黄钾铁矾渣的处理；而采用强酸浸出，在浸出黄钾铁矾渣的同时，将产生大量强酸废液，增加后期处理成本并存在潜在的环境风险。因此，实现黄钾铁矾渣的高效率、低成本。低污染的处理与资源化，具有广阔的应用前景。

通过厌氧生物浸出技术可以实现上述目的——处理黄钾铁矾渣的同时完成有价金属的回收。不过目前浸出菌株仅为异养型微生物，其需要有机底物作为电子供体及中性pH环境，存在浸出生成物复杂、难于分离及剩余有机物影响浸出液重复利用等缺点，并不适合规模化运用。虽然自养型微生物具备不需要有机底物的优势，但是要同时满足：(1)具备浸出能力；(2)能够在强酸、厌氧环境下生长；(3)耐受高的铁离子浓度等条件的自养微生物多年来鲜有报道。而作为生物浸出技术中的常用细菌-氧化亚铁硫杆菌，多年来其关注热点都集中于好氧环境，少量关于其厌氧环境的研究也仅作为生物学认识的补充，故利用自养微生物厌氧浸出黄钾铁矾渣的技术一直未有突破。

发明内容

为了解决异养微生物浸出处理黄钾铁矾渣存在的不足，本发明目的在于提供一种通过自养微生物利用氢气作为电子供体厌氧还原浸出处理黄钾铁矾渣的方法。

本发明提供一种黄钾铁矾渣的处理与资源化方法，所述方法包括下述步骤：

(1)浸出初始处理步骤，将破碎、磨细至粒度150微米(过100目筛)以下的黄钾铁矾渣与培养基(优选地，固液比(即，黄钾铁矾渣质量与浸出液体积比)控制在5～20g/L)加入到反应器中构成浸出体系，向浸出体系中鼓入纯氮气或氮气与二氧化碳的混合气以排除浸出体系中的氧气，然后抽出浸出体系顶空气体，使浸出体系为厌氧环境；

(2)浸出初期处理步骤，将氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)加入到浸出体系中，然后连续通入氢气与二氧化碳混合气(优选地，氢气与二氧化碳气体体积比为4∶1)，使浸出体系顶空维持在1～1.5 个大气压之间，控制浸出体系的转速为150-200转/分钟，pH值为1.8～2.5，浸出体系的温度为25-35℃，该过程时间为10～30天；