專利名稱：一種生物浸礦方法——真菌浸鈾的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種綠色環(huán)保的生物浸礦方法，是利用能產(chǎn)檸檬酸、草酸、蘋果酸、乳 酸等有機酸的真菌將鈾尾砂、尾礦渣、鈾廢石或鈾礦石中的鈾浸出的方法。
背景技術(shù)：
鈾是核電和核武器的原料，對國民經(jīng)濟發(fā)展和國防建設(shè)具有重要作用。當(dāng)前，我國 正積極發(fā)展核電事業(yè)，對天然鈾的需求日益增加。然而，隨著多年的開采，高品位鈾礦資源 已日益貧乏，目前的開采品位僅為0. 左右；天然鈾生產(chǎn)的兩大主體工藝，地表堆浸提鈾 和原地浸出采鈾的浸出率分別不到85%和60%。同時，目前采用的酸法浸出工藝，不僅對 設(shè)備設(shè)施防腐要求高，而且產(chǎn)生了大量的酸性廢水，對環(huán)境造成了嚴(yán)重威脅。因此，研發(fā)環(huán) 境友好的新型高效浸鈾方法已迫在眉睫。微生物浸礦是一種利用微生物作用與濕法冶金相結(jié)合的新工藝，是近代微生物學(xué) 與采礦技術(shù)學(xué)科交叉形成的新技術(shù)。它具有生產(chǎn)成本低、投資少、工藝流程短、設(shè)備簡單、環(huán) 境友好的特點，尤其適合于低品位礦產(chǎn)資源加工利用。微生物浸出雖然是一種有效的方法， 但目前的工藝存在如下突出問題細(xì)菌生長緩慢，代謝時間長；只適于硫化礦的浸出，而我 國鈾礦資源以低品位非硫化礦為主；不能減少產(chǎn)生的酸性廢水。本課題組發(fā)明的一種新的生物浸鈾方法_真菌浸鈾能很好的解決以上問題。研究發(fā)現(xiàn)許多真菌能在培養(yǎng)過程中產(chǎn)生大量的有機酸，這些有機酸可以與鈾形成 穩(wěn)定的絡(luò)合物，從而達(dá)到將鈾從礦石中浸出的目的。本課題組經(jīng)過不斷的篩選，選出一些能 大量產(chǎn)有機酸的真菌，再應(yīng)用這些真菌進行浸鈾實驗，選出了浸鈾效果較好的真菌，使真菌 浸鈾成為可能。由于真菌能應(yīng)用秸稈等價格低廉的物質(zhì)進行大規(guī)模發(fā)酵培養(yǎng)，所以能大大 降低成本，不僅高品位礦石，低品位礦石和鈾尾渣、鈾廢石等也均有了開采價值，擴寬了鈾 資源的利用范圍。并且真菌產(chǎn)生的是較溫和的有機酸，所以會大大減輕對環(huán)境的污染。

發(fā)明內(nèi)容
針對以上情況，本專利以鈾礦為研究對象，發(fā)明了一種利用真菌將鈾礦石中的鈾 浸出的方法。該發(fā)明具有材料方便、成本低廉、處理步驟簡便、環(huán)境友好、能源節(jié)約等多重優(yōu)
點ο該方法利用化學(xué)試劑或者秸稈低廉碳源發(fā)酵產(chǎn)生檸檬酸、草酸、蘋果酸、乳酸有機 酸的真菌，應(yīng)用①真菌、或②其發(fā)酵液、或③真菌混合發(fā)酵液、或在①或②或③的基礎(chǔ)上添 加化學(xué)試劑如硫酸、鹽酸，將鈾尾砂、尾礦渣、鈾廢石或鈾礦石中的鈾浸出。有六種獲得鈾浸 出液的方式，具體為1)直接將鈾礦石加入到接種了產(chǎn)酸真菌的培養(yǎng)基中，真菌在礦漿中不斷富集、產(chǎn) 酸并浸出鈾，培養(yǎng)結(jié)束后過濾獲得鈾浸出液；2)大規(guī)模發(fā)酵培養(yǎng)真菌，過濾去除菌絲體，用濾液滴淋礦堆，收集鈾浸出液；3)運用液體培養(yǎng)基滴淋礦堆，收集鈾浸出液；
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4)大規(guī)模發(fā)酵培養(yǎng)真菌，過濾去除菌絲體，用濾液滴淋礦堆，浸出末期用稀硫酸進 行滴淋，收集鈾浸出液；5)運用液體培養(yǎng)基滴淋礦堆，浸出末期用稀硫酸或者其他化學(xué)試劑進行滴淋助 浸，收集濾液；6)大規(guī)模發(fā)酵培養(yǎng)真菌，過濾去除菌絲體，加入稀硫酸或者其他化學(xué)試劑進行滴 淋礦堆，收集鈾浸出液。收集到濾液后的措施為收集到的濾液經(jīng)過鈾濃度、pH值、電位檢測后，選擇樹脂交換方法對鈾浸出液進行 鈾的回收。本發(fā)明以真菌、秸稈等低廉物質(zhì)和鈾礦石為原料，解決了目前鈾礦開采存在的開 采難度大、經(jīng)濟效益低下、環(huán)境污染大的問題。本專利發(fā)明的真菌浸鈾方法，相比現(xiàn)有的技術(shù)方法，具有以下技術(shù)優(yōu)勢；(1)真菌浸鈾給用傳統(tǒng)方法無法開發(fā)利用的鈾礦石提供了一種可行的開采方法。(2)真菌浸鈾對環(huán)境的污染較小。(3)真菌浸鈾的原料來源方便，真菌可不斷的連續(xù)培養(yǎng)，節(jié)約了成本和時間。(4)真菌生長速度快，對生長條件要求簡單，易于培養(yǎng)。(5)真菌適應(yīng)能力強，可用于各種鈾礦石的浸出。(6)這種方法不僅適用于高品位鈾礦的浸出，而且也適用于鈾尾砂、尾礦渣、鈾廢 石及低品位鈾礦等含鈾基質(zhì)的開發(fā)利用，擴大了資源利用范圍，提高了資源回收率。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的說明。I材料組成真菌、化學(xué)試劑或秸稈等低廉碳源、鈾礦石。II 原理真菌浸鈾主要是應(yīng)用真菌在培養(yǎng)過程中產(chǎn)生的大量的酸將鈾礦石中的鈾進行浸 出，真菌本身在浸出過程中亦發(fā)揮了較大作用。直接作用真菌附著在礦石上，有助于破壞礦石的晶格，并能擴大礦石裂隙，有助 于有機酸和鈾的絡(luò)合作用的進行。間接作用浸鈾真菌能產(chǎn)生檸檬酸、草酸、蘋果酸、乳酸等有機酸，這些有機酸有羧 基等配位鍵，可以與鈾有絡(luò)合，從而將鈾從礦石中提取出來。III
具體實施例方式一種利用真菌浸出鈾礦的方法。其具體步驟為(1)對鈾礦水中的真菌進行富集培養(yǎng)，篩選出產(chǎn)酸能力強的真菌，對其進行富集及 保種。(2)對篩選出的真菌進行浸鈾研究，篩選出浸鈾效果好的菌株。(3)用秸稈等價格低廉的碳源大規(guī)模發(fā)酵真菌。(4)取培養(yǎng)物或過濾后的培養(yǎng)液進行浸礦，收集鈾浸出液。(5)測定濾液體積、鈾離子濃度、pH值和Eh值。
(6)回收合格濾液的鈾。IV實施例實施例1，取745礦501工區(qū)5g已磨至-200目的礦粉置150mL三角燒瓶中，牛皮 紙封口，121°C高壓滅菌30min，加入IOOmL滅菌的PDA培養(yǎng)基和0. 5mL黑曲霉母液，置30°C 恒溫空氣浴搖床振蕩培養(yǎng)。培養(yǎng)7天后取出，過濾，取渣樣干燥，碾磨至-200目，分析鈾含 量，計算浸出率。結(jié)果顯示，浸出率達(dá)73. 81%。實施例2，取745礦501工區(qū)5g已磨至-200目的礦粉置150mL三角燒瓶中，牛皮 紙封口，121°C高壓滅菌30min，加入IOOmL滅菌的PDA培養(yǎng)基和0. 5mL青霉母液，置30°C恒 溫空氣浴搖床振蕩培養(yǎng)。培養(yǎng)7天后取出，過濾，取渣樣干燥，碾磨至-200目，分析鈾含量， 計算浸出率。結(jié)果顯示，浸出率達(dá)73. 42%。實施例3，取745礦501工區(qū)5g已磨至-200目的礦粉置150mL三角燒瓶中，牛皮 紙封口，121°C高壓滅菌30min，加入IOOmL滅菌的PDA培養(yǎng)基和0. 5mL紅色酵母，置30°C恒 溫空氣浴搖床振蕩培養(yǎng)。培養(yǎng)7天后取出，過濾，取渣樣干燥，碾磨至-200目，分析鈾含量， 計算浸出率。結(jié)果顯示，浸出率達(dá)69. 84%。實施例4，取718礦5g已磨至-200目的礦粉置150mL三角燒瓶中，牛皮紙封口， 121°C高壓滅菌30min，加入IOOmL滅菌的PDA培養(yǎng)基和0. 5mL黑曲霉母液，置30°C恒溫空 氣浴搖床振蕩培養(yǎng)。培養(yǎng)7天后取出，過濾，取渣樣干燥，碾磨至-200目，分析鈾含量，計算 浸出率。結(jié)果顯示，浸出率達(dá)72. 02%。實施例5，取718礦5g已磨至-200目的礦粉置150mL三角燒瓶中，牛皮紙封口， 121°C高壓滅菌30min，加入IOOmL滅菌的PDA培養(yǎng)基和0. 5mL青霉母液，置30°C恒溫空氣 浴搖床振蕩培養(yǎng)。培養(yǎng)7天后取出，過濾，取渣樣干燥，碾磨至-200目，分析鈾含量，計算浸 出率。結(jié)果顯示，浸出率達(dá)79. 57%。實施例6，取718礦5g已磨至-200目的礦粉置150mL三角燒瓶中，牛皮紙封口， 121°C高壓滅菌30min，加入IOOmL滅菌的PDA培養(yǎng)基和0. 5mL紅色酵母母液，置30°C恒溫 空氣浴搖床振蕩培養(yǎng)。培養(yǎng)7天后取出，過濾，取渣樣干燥，碾磨至-200目，分析鈾含量，計 算浸出率。結(jié)果顯示，浸出率達(dá)58.6%。以上僅僅是本發(fā)明的較佳實施方式，根據(jù)本發(fā)明的上述構(gòu)思，本領(lǐng)域的熟練人員 還可以對此作出各種修改和變換。例如，采用不同真菌進行浸鈾，利用真菌對鈾尾砂、尾礦 渣、鈾廢石或鈾礦石中的鈾進行開采利用、利用真菌進行其他金屬的開采，對真菌的培養(yǎng)基 進行改良，采用不同的培養(yǎng)條件和培養(yǎng)時間，運用真菌的吸附性能對含鈾廢水進行處理并 回收鈾等。類似的這種變換和修改均屬于本發(fā)明的實質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種生物浸礦方法一真菌浸鈾，其特征在于利用化學(xué)試劑或者秸稈低廉碳源發(fā) 酵產(chǎn)生檸檬酸、草酸、蘋果酸、乳酸有機酸的真菌，應(yīng)用①真菌、或②其發(fā)酵液、或③真菌混 合發(fā)酵液、或在①或②或③的基礎(chǔ)上添加化學(xué)試劑如硫酸、鹽酸，將鈾尾砂、尾礦渣、鈾廢石 或鈾礦石中的鈾浸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物浸礦方法——真菌浸鈾，其特征在于，真菌浸鈾的 具體步驟為(1)對鈾礦水中的真菌進行富集培養(yǎng)，篩選出產(chǎn)酸能力強的真菌，對其進行富集及保種；(2)對篩選出的真菌進行浸鈾研究，篩選出浸鈾效果好的菌株；(3)用化學(xué)試劑或秸稈等價格低廉的碳源大規(guī)模發(fā)酵真菌；(4)取培養(yǎng)物或過濾后的培養(yǎng)液、或上述物質(zhì)共同進行浸礦，浸礦可加硫酸或鹽酸等化 學(xué)試劑進行助浸，收集浸出液；(5)測定浸出液體積、鈾離子濃度、pH值和Eh值；(6)回收合格濾液的鈾。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物浸礦方法——真菌浸鈾，其特征在于，獲得鈾浸出 液的方式，具體有以下方式1)直接將鈾礦石加入到接種了產(chǎn)酸真菌的培養(yǎng)基中，真菌在礦漿中不斷富集、產(chǎn)酸并 浸出鈾，培養(yǎng)結(jié)束后過濾獲得鈾浸出液；2)大規(guī)模發(fā)酵培養(yǎng)真菌，過濾去除菌絲體，用濾液滴淋礦堆，收集鈾浸出液；3)運用液體培養(yǎng)基滴淋礦堆，收集鈾浸出液；4)大規(guī)模發(fā)酵培養(yǎng)真菌，過濾去除菌絲體，用濾液滴淋礦堆，浸出末期用稀硫酸進行滴 淋，收集鈾浸出液；5)運用液體培養(yǎng)基滴淋礦堆，浸出末期用稀硫酸或者其他化學(xué)試劑進行滴淋助浸，收 集濾液；6)大規(guī)模發(fā)酵培養(yǎng)真菌，過濾去除菌絲體，加入稀硫酸或者其他化學(xué)試劑進行滴淋礦 堆，收集鈾浸出液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物浸礦方法——真菌浸鈾，其特征在于，用樹脂交換 的方法對鈾浸出液進行鈾的回收。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物浸礦方法——真菌浸鈾。該方法利用化學(xué)試劑或者秸稈低廉碳源發(fā)酵產(chǎn)生檸檬酸、草酸、蘋果酸、乳酸有機酸的真菌，應(yīng)用①真菌、或②其發(fā)酵液、或③真菌混合發(fā)酵液、或在①或②或③的基礎(chǔ)上添加化學(xué)試劑如硫酸、鹽酸，將鈾尾砂、尾礦渣、鈾廢石或鈾礦石中的鈾浸出。本發(fā)明具有材料方便、成本低廉、處理步驟簡便、環(huán)境友好、能源節(jié)約等多重優(yōu)點。
文檔編號C22B60/02GK102002588SQ20101061475
公開日2011年4月6日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者丁德馨, 李廣悅, 潘文俊, 王永東, 胡南 申請人:丁德馨, 南華大學(xué)