1.一種高硫分煤礦分段生物堆浸脫硫的工藝,其特征在于:包括以下步驟:
1)筑堆:將煤礦破碎至-30mm進行筑堆,采用后退式筑堆方式,堆的層高為6~8m;
2)酸平衡:使用93%濃硫酸添加自來水或浸出體系循環(huán)用水配置成pH值為1.0~1.5的酸性水對堆進行酸平衡,采用噴淋法,噴淋強度為15~25L/(m2·h),每天測定pH值兩次,直至pH值穩(wěn)定1.5~2.0范圍內(nèi);
3)脫無機硫:堆中接入無機硫氧化菌菌液,控制體系的pH值1.2~2.0,脫除周期2個月;
4)浸出液中和:浸出液中加入生石灰,除去部分硫酸根離子,并調(diào)節(jié)pH至2.5~3.5;
5)脫有機硫:堆中接入有機硫氧化菌菌液,控制體系的pH值2.5~3.5,脫除周期1個月。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高硫分煤礦分段生物堆浸脫硫的工藝,其特征在于:所述無機硫氧化菌為Acidithiobacillus ferrooxidans和Leptospirillum ferriphilum的混合培養(yǎng)物,命名為Retech TS-Ⅰ,保藏單位為:中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心,地址為:北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號,中國科學(xué)院微生物研究所,保藏日期:2013年10月15日,保藏編號:CGMCC No.8336。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高硫分煤礦分段生物堆浸脫硫的工藝,其特征在于:所述有機硫氧化菌的菌種分類名稱為枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)Retech Organosulfur-Ⅰ,保藏單位為:中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心,地址為:北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號,中國科學(xué)院微生物研究所,保藏日期:2015年05月28日,保藏編號:CGMCC No.10933。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的高硫分煤礦分段生物堆浸脫硫的工藝,其特征在于,步驟3)所述無機硫氧化菌的培養(yǎng)及馴化過程為:
1)配置培養(yǎng)基:
液體培養(yǎng)基組成為:(NH4)2SO4 0.3g,KH2PO4 3~4g,CaCl2 0.25g,MgSO4·7H2O 0.5g,F(xiàn)eSO4·7H2O 0.001g,蒸餾水1000ml,配置時將上述成分混合均勻,然后添加濃度為20%的稀硫酸調(diào)節(jié)pH為1.5~2.0,121℃滅菌30分鐘;
固體培養(yǎng)基組成為:(NH4)2SO4 0.3g,KH2PO4 3~4g,CaCl2 0.25g,MgSO4·7H2O 0.5g,F(xiàn)eSO4·7H2O 0.001g,10-20g瓊脂糖或結(jié)冷膠,蒸餾水1000ml, 配置時將上述成分混合均勻,然后添加濃度為20%的稀硫酸調(diào)節(jié)pH為1.5~2.0,121℃滅菌30分鐘,倒固體平板,冷卻備用;
2)培養(yǎng)階段:在步驟1)配置的液體培養(yǎng)基中加入重量比為20~25%的含菌礦坑水,培養(yǎng)條件:溫度30~35℃,搖床培養(yǎng),轉(zhuǎn)速140r/min,時間7~10d,獲得細菌濃度達到107~109個/ml的菌液,取100-200μL菌液涂布到固體平板上采用稀釋純化法獲得單菌落;
3)馴化階段:在自來水中加入粒度小于0.074mm的煤粉,調(diào)pH在1.2~2.0之間,礦漿濃度為1%重量百分比,然后加入單菌落,接種濃度為10v/v%,搖床培養(yǎng),轉(zhuǎn)速140r/min,時間7~10d,生長溫度為15~40℃,培養(yǎng)好后菌液的氧化還原電位為650~850mV(SCE),細菌濃度為107~109個/ml;
4)擴大階段:在培養(yǎng)好的菌液中逐步加入礦粉,礦漿濃度不斷升高,最后礦漿濃度達到5%重量百分比,將培養(yǎng)好的菌液轉(zhuǎn)接至步驟1)配置的培養(yǎng)基中,重復(fù)培養(yǎng)4~5次,細菌濃度為107~109個/ml。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的高硫分煤礦分段生物堆浸脫硫的工藝,其特征在于:步驟3)中所述生長溫度為30~40℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的高硫分煤礦分段生物堆浸脫硫的工藝,其特征在于,所述有機硫氧化菌的選育及馴化過程為:
1)配置培養(yǎng)基:培養(yǎng)基組成為:酵母粉0.5g,胰蛋白胨10g,NaCl 5g,DBT 5mg,蒸餾水1000ml,配置時將上述成分混合均勻,20%稀硫酸調(diào)節(jié)pH為2.5~3.5,121℃滅菌20分鐘;
2)在步驟1配置的培養(yǎng)基中接種有機硫氧化菌,搖床中恒溫水浴培養(yǎng),控制溫度為30~40℃,控制搖床轉(zhuǎn)速為140r/min;
3)向處于對數(shù)生長后期的菌液中滴加20%的濃H2SO4,使培養(yǎng)液保持pH 3.5以下,然后加入粒度小于0.074mm的高含硫煤礦礦粉,加入礦石粉后形成的礦漿濃度為1%重量百分比,pH值為3.0,細菌濃度培養(yǎng)至107~109個/ml;
4)在培養(yǎng)好的菌液中逐步加入礦粉,礦漿濃度不斷升高,最后礦漿濃度達到5%重量百分比,轉(zhuǎn)接至步驟1)中配置好的培養(yǎng)基中重復(fù)培養(yǎng)4~5次,細菌濃度為107~109個/ml。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述一種高硫分煤礦分段生物堆浸脫硫的工藝,其特征在于,步驟3)和步驟5)中接入無機硫氧化菌或有機硫氧化菌的方法采用噴淋法,具體條件為:噴淋液為放大培養(yǎng)好的菌液,噴淋強度為15~25L/(m2·h),其噴淋液中含細菌濃度為107~108個/ml,噴淋液的氧化還原電位 650~800mV(SCE),控制堆內(nèi)溫度在15~40℃范圍內(nèi),采用休閑制度,即噴淋3天,休息1天。
8.權(quán)利要求1至3任一項所述一種高硫分煤礦分段生物堆浸脫硫的工藝,其特征在于,所述煤礦硫含量為2.0~3.0%,其中有機硫含量為0.5~0.8%。