一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應(yīng)槽的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應(yīng)槽，包括頂部開口且中空的內(nèi)筒、保溫裝置、氣體分散器和擋板，所述的保溫裝置設(shè)置于內(nèi)筒外，所述的氣體分散器為通氣管，通氣管的一端連接到外部氣源，另一端由內(nèi)筒的頂部開口伸入并延伸至內(nèi)筒底部，所述的擋板設(shè)置于內(nèi)筒的內(nèi)側(cè)壁上。本發(fā)明的技術(shù)效果在于，攪拌槽自帶的保溫裝置能最大程度的實(shí)現(xiàn)均勻傳熱。攪拌槽內(nèi)部的擋板能消除漩渦，將液體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)改為垂直旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，增加了軸向和徑向速度分量，使攪拌器排出流具有更寬的流動(dòng)半徑，實(shí)現(xiàn)良好的混合和浸出效果。攪拌槽內(nèi)氣體分散器位于攪拌槽底部，能充分地補(bǔ)充氧氣和二氧化碳。
【專利說明】一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應(yīng)槽
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及微生物濕法冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應(yīng)槽。
【背景技術(shù)】[0002]微生物冶金是一項(xiàng)能顯著的提高低品位，復(fù)雜難處理礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用的高新技術(shù)，能夠大幅度提高礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用率和資源的保障程度。微生物利用礦物為營養(yǎng)物質(zhì)將礦物氧化分解，使金屬進(jìn)入溶液后再通過進(jìn)一步分離、富集、純化而提取金屬的高新技術(shù)，它有很多顯著地優(yōu)點(diǎn)如流程短，低成本，環(huán)境友好和低污染等等。[0003]目前浸礦微生物種子一直采用搖瓶培養(yǎng)，但由于搖瓶體積小，每次只能培養(yǎng)少量的菌種，而工業(yè)需求大量生長良好、浸礦效率高的微生物，此過程缺乏有效的過渡培養(yǎng)裝置。不僅如此，用于工業(yè)生產(chǎn)的菌種，需在低礦漿濃度下培養(yǎng)以適應(yīng)環(huán)境實(shí)現(xiàn)接種后快速生長。而現(xiàn)有的過渡培養(yǎng)裝置只有簡單的搖瓶和燒杯，通過外加空氣泵送入空氣實(shí)現(xiàn)對(duì)菌體的擴(kuò)大培養(yǎng)以及浸礦。傳統(tǒng)的過渡裝置存在傳質(zhì)傳熱不均勻，密封性不夠易感染雜菌的缺點(diǎn)。當(dāng)?shù)V漿濃度提高時(shí)，礦漿變稠，不利于氣體擴(kuò)散傳送，通過增加轉(zhuǎn)速使得溶氧量升高，同時(shí)也增大了剪切力。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為了解決采用搖瓶、燒杯進(jìn)行微生物培養(yǎng)存在傳質(zhì)傳熱不均勻，密封性不夠、易感染雜菌的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種為浸礦微生物的放大培養(yǎng)及生物浸出提供了結(jié)構(gòu)簡單，能耗少及柔和的攪拌環(huán)境的用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應(yīng)槽。[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應(yīng)槽，包括頂部開口且中空的內(nèi)筒、保溫裝置、氣體分散器和擋板，所述的保溫裝置設(shè)置于內(nèi)筒外，所述的氣體分散器為通氣管，通氣管的一端連接到外部氣源，另一端由內(nèi)筒的頂部開口伸入并延伸至內(nèi)筒底部，所述的擋板設(shè)置于內(nèi)筒的內(nèi)側(cè)壁上。[0006]所述的一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應(yīng)槽，所述的氣體分散器由內(nèi)筒頂部伸入并沿內(nèi)筒軸線方向緊貼內(nèi)筒內(nèi)壁向下延伸，在延伸到底部后再沿內(nèi)筒底部徑線方向水平延伸至內(nèi)筒底部中心。[0007]所述的一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應(yīng)槽，所述的氣體分散器在內(nèi)筒底部的水平延伸長度為內(nèi)筒直徑的1/2-3/4。[0008]所述的一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應(yīng)槽，所述的氣體分散器在內(nèi)筒底部的水平延伸管道上開有多個(gè)微孔，所述的微孔的半徑為0.05-0.5cm。[0009]所述的一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應(yīng)槽，所述的擋板的數(shù)量至少為一個(gè)，并豎直固定于內(nèi)筒的內(nèi)側(cè)壁上。[0010]所述的一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應(yīng)槽，擋板的寬度為內(nèi)筒內(nèi)徑的1/12，擋板的高度為內(nèi)筒高度的3/5_3/4。[0011]所述的一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應(yīng)槽，內(nèi)筒內(nèi)徑為內(nèi)筒高度的1/2-4/5 ο
[0012]所述的一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應(yīng)槽，所述的保溫裝置包括緊貼內(nèi)筒外壁設(shè)置的保溫層和套裝于內(nèi)筒外的加熱裝置。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)效果在于，攪拌槽自帶的保溫裝置能最大程度的實(shí)現(xiàn)均勻傳熱。攪拌槽內(nèi)部的擋板能消除漩渦，將液體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)改為垂直旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，增加了軸向和徑向速度分量，使攪拌器排出流具有更寬的流動(dòng)半徑，實(shí)現(xiàn)良好的混合和浸出效果。攪拌槽內(nèi)氣體分散器位于攪拌槽底部，能充分地補(bǔ)充氧氣和二氧化碳。本新型攪拌槽既可以用于純種微生物的擴(kuò)大培養(yǎng)，又可以用于混合微生物擴(kuò)大培養(yǎng)。與此同時(shí)還能用于濕法冶金工業(yè)，生物發(fā)酵及化工生產(chǎn)等。
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明擋板處剖視圖；
[0016]圖2為本發(fā)明氣體分散器處剖視圖；
[0017]圖3為本發(fā)明俯視圖；
[0018]圖4為本發(fā)明中不同溫度對(duì)鎳的化學(xué)浸出；
[0019]圖5為本發(fā)明中不同溫度對(duì)鈷的化學(xué)浸出；
[0020]圖6為S.t，A.f，L.f菌生長曲線；
[0021 ] 圖7為S.t，A.f，L.f菌6%礦漿濃度電位變化曲線；
[0022]圖8為S.t菌6%礦漿濃度擴(kuò)大培養(yǎng)與搖瓶培養(yǎng)pH變化；
[0023]圖9為S.t菌6%礦漿濃度擴(kuò)大培養(yǎng)與搖瓶培養(yǎng)電位變化；
[0024]其中I為內(nèi)筒、2為氣體分散器、3為擋板、4為保溫層、5為加熱裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0025]參見圖1、圖2、圖3，本發(fā)明包括頂部開口且中空的內(nèi)筒、保溫裝置、氣體分散器和擋板，保溫裝置設(shè)置于內(nèi)筒外，氣體分散器為通氣管，通氣管的一端連接到外部氣源，另一端由內(nèi)筒的頂部開口伸入并延伸至內(nèi)筒底部，擋板設(shè)置于內(nèi)筒的內(nèi)側(cè)壁上。氣體分散器由內(nèi)筒頂部伸入并沿內(nèi)筒軸線方向緊貼內(nèi)筒內(nèi)壁向下延伸，在延伸到底部后再沿內(nèi)筒底部徑線方向水平延伸至內(nèi)筒底部中心。氣體分散器在內(nèi)筒底部的水平延伸長度為內(nèi)筒直徑的1/2-3/4。氣體分散器在內(nèi)筒底部的水平延伸管道上開有多個(gè)微孔，微孔的半徑為
0.05-0.5cm。擋板的數(shù)量至少為一個(gè)，并豎直固定于內(nèi)筒的內(nèi)側(cè)壁上。擋板的寬度為內(nèi)筒內(nèi)徑的1/12，擋板的高度為內(nèi)筒高度的3/5-3/4。內(nèi)筒內(nèi)徑為內(nèi)筒高度的1/2-4/5。保溫裝置包括緊貼內(nèi)筒外壁設(shè)置的保溫層和套裝于內(nèi)筒外的加熱裝置。
[0026]實(shí)際使用時(shí)，首先將攪拌槳安裝在內(nèi)筒內(nèi)，且處于氣體分散器上方，然后開始通過氣體分散器向內(nèi)筒內(nèi)通入無菌空氣，再向加熱裝置內(nèi)注水并啟動(dòng)加熱。預(yù)啟動(dòng)攪拌槳，檢測各部件的運(yùn)行情況，檢查運(yùn)行正常后，再向內(nèi)筒加入試樣，調(diào)節(jié)pH，加入微生物，攪拌反應(yīng)即開始。根據(jù)實(shí)際情況要求，攪拌槳也可以類似部件替代以起到攪拌作用即可。
[0027]氧化亞鐵硫桿菌(Acidithiobacillus ferrooxidans簡稱A.f),氧化亞鐵鉤端螺旋菌(Leptospirillum ferrooxidans 簡稱 L.f),熱氧化硫化桿菌(Sulfobacillusthermosulfidooxidans簡稱S.t),純種菌株來自于中南大學(xué)生物冶金教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室菌種保藏中心。其中A.ferrooxidans可同時(shí)氧化亞鐵和硫；L.ferrooxidans可氧化亞鐵；S.thermosulfidooxidans亦可同時(shí)氧化亞鐵和硫,并且營養(yǎng)類型是自養(yǎng)或異養(yǎng)。
[0028]培養(yǎng)基采用經(jīng)改進(jìn)的9K培養(yǎng)基，其成分為(NH4) 2S043g/L，KC10.lg/L，K2HPO40.5g/L, MgSO4.7H200.5g/L, Ca(NO3)20.01g/L, pHl.6。
[0029]實(shí)施例1
[0030]試驗(yàn)用云南墨江某鎳礦，從XRD衍射圖知試樣的主要礦物依次為石英、黃鐵礦、云母。對(duì)試樣鎳的物相分析結(jié)果為氧化鎳0.12%，硫化鎳0.44%，硅酸鹽中鎳0.040%,TNi0.60%。試驗(yàn)對(duì)比了搖瓶和反應(yīng)器進(jìn)行化學(xué)浸出的實(shí)驗(yàn)效果，驗(yàn)證了反應(yīng)器能進(jìn)行不同溫度的化學(xué)浸出反應(yīng)。
[0031]鎳礦的試樣的成分分析如表1-1
[0032]表1-1試樣成分分析，%
[0033]
【權(quán)利要求】
1.一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應(yīng)槽，其特征在于，包括頂部開口且中空的內(nèi)筒、保溫裝置、氣體分散器和擋板，所述的保溫裝置設(shè)置于內(nèi)筒外，所述的氣體分散器為通氣管，通氣管的一端連接到外部氣源，另一端由內(nèi)筒的頂部開口伸入并延伸至內(nèi)筒底部，所述的擋板設(shè)置于內(nèi)筒的內(nèi)側(cè)壁上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應(yīng)槽，其特征在于，所述的氣體分散器由內(nèi)筒頂部伸入并沿內(nèi)筒軸線方向緊貼內(nèi)筒內(nèi)壁向下延伸，在延伸到底部后再沿內(nèi)筒底部徑線方向水平延伸至內(nèi)筒底部中心。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應(yīng)槽，其特征在于，所述的氣體分散器在內(nèi)筒底部的水平延伸長度為內(nèi)筒直徑的1/2-3/4。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應(yīng)槽，其特征在于，所述的氣體分散器在內(nèi)筒底部的水平延伸管道上開有多個(gè)微孔，所述的微孔的半徑為0.05-0.5cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應(yīng)槽，其特征在于，所述的擋板的數(shù)量至少為一個(gè)，并豎直固定于內(nèi)筒的內(nèi)側(cè)壁上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應(yīng)槽，其特征在于，擋板的寬度為內(nèi)筒內(nèi)徑的1/12，擋板的高度為內(nèi)筒高度的3/5-3/4。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應(yīng)槽，其特征在于，內(nèi)筒內(nèi)徑為內(nèi)筒高度的1/2-4/5。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應(yīng)槽，其特征在于，所述的保溫裝置包括緊貼內(nèi)筒外壁設(shè)置的保溫層和套裝于內(nèi)筒外的加熱裝置。
【文檔編號(hào)】B01J19/18GK103602809SQ201310629601
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】王軍, 覃文慶, 朱珊, 趙紅波, 張雁生, 楊聰仁, 程宏偉, 胡明皓, 胡岳華, 姜濤, 邱冠周 申請(qǐng)人:中南大學(xué)