[发明专利]一种利用黑曲霉菌株发酵液进行高磷铁矿石脱磷的方法

说明书

本发明涉及一种利用黑曲霉菌株发酵液进行高磷铁矿石脱磷的方法，该方法是：先将黑曲霉菌株在生物反应器中培养、发酵，再进行分离，分离后所得的黑曲霉菌株发酵液在浸矿反应器中于常温下对破碎后的高磷铁矿石进行浸矿、脱磷；然后固液分离即得脱磷后铁矿石。本发明公开的黑曲霉菌株发酵液在处理高磷铁矿石中具有显著的脱磷作用，在高磷铁矿石脱磷技术中脱磷效果好，能缩短微生物浸矿周期、提高矿浆浓度，黑曲霉菌菌丝可重复多次使用，浸矿后的液体也可重新加入能源物质后循环利用多次，从而为我国储量丰富的高磷铁矿石的开发利用提供了可靠的科学技术依据。

技术领域

本发明涉及微生物湿法冶金领域，特别是涉及一种利用黑曲霉菌株发酵液进行高磷铁矿石脱磷的方法。

背景技术

世界范围内存在大量高磷铁矿石。我国高磷铁矿石储量占总储量的14.86％，达74.5亿吨。随着冶金工业的发展，我国有限的富矿及易选的铁矿资源已逐渐枯竭，可利用的铁矿资源日益趋向于贫、细、杂。我国的湘、鄂地区及长江流域蕴藏大量含磷铁矿石，梅山铁矿含磷达0.38％，“宁乡式”赤铁矿、乌石山矿区铁矿含磷均高于0.5％，国内对铁精矿含磷的要求不一，大致为0.05％～0.30％。

高磷铁矿石中主要矿物——赤铁矿的嵌布粒度一般极细，且常与其它矿物共生、胶结或互相包裹，目前被国内公认为最难选的铁矿石类型。因此，研究铁矿石脱磷技术具有非常重要的意义。

一直以来，国内外针对不同的矿石性质，进行了较为深入的铁矿石脱磷工艺研究，主要工艺有：反浮选、选择性絮凝、高梯度磁选、酸浸、氯化焙烧—酸浸等，在处理这些低品位复杂矿产资源时，表现为效率低、流程长、成本高、环境污染严重。

近年来，利用微生物处理矿产资源的研究非常活跃，仅就溶磷方面而言，已经发现很多种细菌、真菌、放线菌都具有溶磷作用。它们主要通过代谢产酸降低体系的pH值，使含磷矿物溶解。同时，代谢产酸还会与Ca²⁺、Mg²⁺、Al³⁺等离子形成络合物，从而促进含磷矿物的溶解。研究表明，有的菌株具有过量摄磷的特性，这也是微生物脱磷的机理之一。

与传统的工艺相比较，生物冶金技术具有工艺简单、易操作、能耗小、成本低等特点，而最为重要的是它可循环，对空气、水体、土壤污染小。目前，生物冶金技术已由实验室研究阶段逐步应用于工业生产，主要用于对金属铜、铀和金的浸出，称为微生物湿法冶金，已经产生了很大的经济效益。

然而，国内外利用真菌针对高磷铁矿石脱磷的研究却并不多见，且多存在周期长、矿浆浓度低、脱磷效果不佳、浸出后过滤成本较高等问题。为了克服真菌在铁矿脱磷方面的技术难题，弥补黑曲霉菌浸出铁矿石中磷的技术空白，特提出本发明专利。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，提供一种利用黑曲霉菌株发酵液进行高磷铁矿石脱磷的方法。该方法脱磷效果好、脱磷后铁矿石中磷含量低于0.20％，周期短、矿浆浓度较高、浸出液可作循环使用。

本发明为解决上述技术问题，采用的技术方案如下：

本发明提供了利用黑曲霉菌株发酵液进行高磷铁矿石脱磷的方法，该方法是：先将黑曲霉菌株在生物反应器中培养、发酵，再进行分离，分离后所得的黑曲霉菌株发酵液在浸矿反应器中于常温下对破碎后的高磷铁矿石进行浸矿、脱磷；然后固液分离即得脱磷后铁矿石。

按上述方案，所述黑曲霉菌株培养时间48～96h，培养温度为25～35℃，待发酵液pH值达到1.0～1.7后进行黑曲霉菌丝与发酵液的分离，黑曲霉菌菌丝留在生物反应器中，分离后的黑曲霉菌发酵液作为浸矿脱磷浸出液。

按上述方案，留在生物反应器中的黑曲霉菌菌丝作为重复使用的生物体，在加入培养基物质后可继续进行发酵产酸。