[发明专利]一种黄钾铁矾强化光催化半导体硫化矿物生物浸出的方法

说明书

本发明公布了一种黄钾铁矾强化光催化半导体硫化矿物生物浸出的方法，属于生物冶金技术领域。在外加0.1‑6g/L生物合成黄钾铁矾以及光强为4000Lux‑12000Lux的可见光条件下利用嗜酸铁硫氧化细菌浸出半导体硫化矿物。显著提高半导体硫化矿物生物浸出效率。在可见光与黄钾铁矾联合作用下半导体硫化矿物浸出率比黑暗条件下不添加黄钾铁矾的对照组浸出率提高了33.5‑35.7％。本发明的方法能够显著提高半导体硫化矿物的浸出率，使得生物浸出技术在资源加工领域上的应用具有重大意义。

技术领域

本发明属于生物冶金技术领域，具体涉及一种黄钾铁矾强化光催化半导体硫化矿物生物浸出的方法。

背景技术

目前铜的提取主要采用火法冶炼，这种方法会产生大量污染，且成本高昂。生物浸出技术由于其具有操作简单，反应条件温和，对环境友好，成本低等优势，且能够处理一些低品位，复杂难处理的矿物，受到了广泛关注。目前全世界20-25％的铜是通过生物浸出加工获得，因此生物浸出在矿产资源加工领域具有很好的应用前景。然而硫化矿物生物浸出具有浸出周期长，浸出率低等缺点，限制了其进一步广泛应用。因此亟需探寻可行的方法来提高硫化矿物生物浸出效率。近年来大量的研究者通过调整体系pH值和氧化还原电位，添加催化剂，使用中高温混合菌群等手段来提高硫化矿物细菌浸出。他们这些方法都取得一定的成功，但是他们都忽略了硫化矿物生物浸出过程中的半导体性质。

可见光照射半导体硫化矿物时激发出的光生电子能够转化为嗜酸铁硫氧化细菌利用的化学能，促进细菌生长，从而能够利用硫化矿物这一光催化性能来促进其生物浸出。但是光照条件下硫化矿物生物浸出过程中也会导致更多的黄钾铁矾产生，黄钾铁矾会使硫化矿物表面钝化，会抑制光生电子的传递速率，增加光生电子与光生空穴复合，降低了光催化硫化矿物生物浸出的效率。因此抑制硫化矿物表面黄钾铁矾形成对于提高光催化硫化矿物细菌浸出的效率有着重要意义。外加黄钾铁矾能够作为晶种促进浸出体系中黄钾铁矾在晶种表面形成，这样就能减少钝化物黄钾铁矾在硫化矿物表面形成，从而显著提升硫化矿物生物浸出效率。本发明通过外加生物合成黄钾铁矾显著增加了光催化半导体硫化矿物生物浸出的效率。

发明内容

本发明的目的是为了提高光催化半导体硫化矿物生物浸出的效率，发明了一种黄钾铁矾强化光催化半导体硫化矿物生物浸出的方法，此方法能够显著促进光催化半导体硫化矿物生物浸出。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

一种黄钾铁矾强化光催化半导体硫化矿物生物浸出的方法，是在光催化半导体硫化矿物生物浸出过程中添加黄钾铁矾。

所述的黄钾铁矾强化光催化半导体硫化矿物生物浸出的方法，所述的黄钾铁矾在光催化半导体硫化矿物生物浸出体系中的浓度为0.1-6g/L；进一步优选浓度为0.5-2g/L。

所述的黄钾铁矾强化光催化半导体硫化矿物生物浸出的方法，所述的黄钾铁矾为生物合成。

所述的黄钾铁矾强化光催化半导体硫化矿物生物浸出的方法，所述黄钾铁矾的生物合成方法如下：按照10⁸-10⁹cells/ml的接种量将嗜酸铁氧化细菌接种至250mL含有0.08-0.32M FeSO₄·7H₂O和13.33-53.30mM K₂SO₄的pH 2.0-3.0水溶液中，且FeSO₄·7H₂O与K₂SO₄的摩尔比为6:1，在摇床转速为100-200rpm，温度为20-50℃条件下进行培养，3-7天后收集黄色沉淀物，真空干燥获得黄钾铁矾。收集黄色沉淀物优选用0.1M的H₂SO₄和去离子水反复清洗3-5次，而后在50℃真空干燥12小时。