微生物絮凝剂在酸浸渣综合利用过程中的应用

摘要

酸浸渣是采用硫酸化焙烧含硫金精矿的方式提取黄金而产生的尾渣，将其作为二次资源利用，既能带来一定的经济效益，又可以减少其对环境所造成的污染。为此，我们在对冶金尾渣回收及利用现状进行深入综合考察，同时借鉴氰化尾渣和含硫矿尾渣综合利用经验的基础上，结合实际的研究条件，采用了煅烧法、晶核法制取氧化铁红颜料。 在酸浸、除杂及铁红制备过程中，发现酸浸混合物和除杂混合物中都含有大量的悬浮细颗粒，甚至纳米细颗粒，必须加入絮凝剂，改善混合物料的过滤性能，才易实现混合物料中的固体颗粒与液体分离，并实现酸浸渣的综合利用。 微生物絮凝剂与无机絮凝剂、有机高分子絮凝剂相比，具有对人体无害且不易产生二次污染等优点。本实验采用实验室现有的黑曲霉菌，发酵培养得到了微生物絮凝剂LMBF-1。对该絮凝剂首先进行了絮凝性能的研究，实验结果表明：该絮凝剂在酸性环境中絮凝能力最强，添加助凝剂CaCl2能大幅提高絮凝率。该絮凝剂热稳定性高，适用温度范围较广。 在上述实验基础上，本实验比较了投加微生物絮凝剂、无机絮凝剂和有机高分子絮凝剂对酸浸混合物和除杂混合物的絮凝效果。实验表明：絮凝酸浸混合物时，微生物絮凝剂LMBF—1絮凝效果最好，最佳投加量为3ml/100ml；絮凝除杂混合物时，微生物絮凝剂LMBF—1需同无机絮凝剂、有机高分子絮凝剂复配使用，最佳复配比为：15ml聚合氯化铝+1ml LMBF—1、10ml聚合硫酸铁+2ml LMBF—1或5ml聚丙烯酰胺+1.5ml LMBF—1。 酸浸液除杂得剑的滤渣和高质量硫酸亚铁溶液分别采用铁盐煅烧法和晶核法制取氧化铁红颜料，所得普通品质氧化铁红产品符合GB1863—89指标(三等品)标准；得到的高品质氧化铁红产品符合HG/T2574—94指标(优等品)标准。对高品质氧化铁红产品的XRD结果表明，产品物相为α—Fe2O3，SEM结果表明产品为球形颗粒，颗粒分布较均匀。由此可知微生物絮凝剂LMBF—1本身对氧化铁红产品质量并无影响。 为了对微生物絮凝剂LMBF—1有更为深入的了解，对微生物絮凝剂LMBF—1作了絮凝机理的研究。研究表明：该絮凝剂主要成分为糖类物质，不含蛋白质和核酸，絮凝剂组分中含有羧基，为阴离子絮凝剂。由提取纯化实验得知，该微生物絮凝剂的提纯率约为0.84g/L。 利用酸浸渣制备氧化铁红，既解决了烧渣所产生的污染问题，同时也为氧化铁红的生产提供了新原料和新工艺。使用微生物絮凝剂LMBF—1絮凝酸浸混合物和过滤液除杂混合物，不仅具有很好的絮凝效果，同时也大大降低了使用无机絮凝剂、有机高分子絮凝剂对铁红产品和环境造成的危害，实现了酸浸渣资源化与无害化的统一，具有较好的社会、经济及环境效益。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1酸浸渣的污染及综合利用

1.1.1酸浸渣的由来及特点

1.1.2酸浸渣的危害

1.1.3酸浸渣的综合利用

1.2氧化铁红的研究及应用现状

1.2.1氧化铁红的性质和用途

1.2.2氧化铁红的研究现状

1.3絮凝剂在酸浸渣制备氧化铁红过程中的作用

1.4微生物絮凝剂的研究概况

1.4.1微生物絮凝剂的研究发展概况

1.4.2微生物絮凝剂的种类

1.4.3微生物絮凝剂的特点

1.4.4微生物絮凝剂的絮凝条件对絮凝活性的影响

1.4.5微生物絮凝剂的成分分析

1.4.6微生物絮凝剂的絮凝机理

1.4.7微生物絮凝剂的应用研究

1.5本研究的内容、目的及意义

2酸浸渣制备氧化铁红工艺及过程分析

2.1实验原料与试剂

2.1.1酸浸渣

2.1.2实验用助溶剂

2.1.3实验用絮凝剂

2.1.4试剂

2.2实验仪器与设备

2.3实验上艺流程及方法

2.4酸浸渣制备氧化铁红工艺过程分析

2.5小结

3微生物絮凝剂LMBF-1絮凝性能的研究

3.1实验原料与试剂

3.1.1菌种

3.1.2试剂

3.2实验仪器与设备

3.3实验方法

3.3.1培养基

3.3.2制备方法

3.3.3絮凝活性的测定

3.3.4影响微生物絮凝剂絮凝性能的冈素

3.4结果与讨论

3.4.1悬浊液pH对微生物絮凝剂絮凝性能的影响

3.4.2絮凝剂的热稳定性

3.4.3不同金属阳离子对絮凝效果的影响

3.4.4助凝剂(CaCl2)投加量对絮凝效果的影响

3.4.5培养液投加量对絮凝效果的影响

3.5小结

4酸浸渣的酸浸及酸浸混合物的絮凝

4.1样品分析

4.2酸浸实验原理

4.3实验方法

4.3.1酸浸渣的酸浸实验

4.3.2酸浸混合物的絮凝实验

4.3.3还原实验

4.4结果与讨论

4.4.1酸浸反应实验条件

4.4.2微生物絮凝剂LMBF-1对酸浸混合物絮凝效果的研究

4.4.3与其它絮凝剂絮凝效果的比较

4.4.4硫酸亚铁溶液的制备

4.5小结

5除杂混合物的絮凝及氧化铁红颜料的制备

5.1实验原理

5.1.1除杂实验原理

5.1.2氧化铁红制备实验原理

5.2实验方法

5.2.1除杂实验

5.2.2除杂混合物的絮凝实验

5.2.3硅的进一步去除实验

5.2.4滤渣制备普通品质氧化铁红

5.2.5硫酸亚铁溶液制备高品质氧化铁红

5.2.6氧化铁红颜料的性能测试

5.3结果与讨论

5.3.1除杂实验条件

5.3.2单独使用絮凝剂絮凝除杂混合物

5.3.3复配使用及最佳复配比的确定

5.3.4氧化铁红制备实验条件

5.3.5氧化铁红产品指标

5.3.6高品质氧化铁红产品的形貌分析

5.3.7高品质氧化铁红产品的物相分析

5.4小结

6絮凝剂LMBF-1的分离提纯及絮凝机理研究

6.1实验原料与试剂

6.2实验仪器与设备

6.3实验方法

6.3.1微生物絮凝剂的提取和纯化

6.3.2糖的呈色反应

6.3.3蛋白质的定性分析

6.3.4氢键和离子键的检验

6.3.5紫外光谱分析

6.3.6红外扫描分析

6.3.7絮凝前后高岭土形态结构的变化

6.4结果与讨论

6.4.1絮凝剂LMBF-1的提取和纯化

6.4.2糖的早色反应

6.4.3蛋白质的定性分析

6.4.4氢键和离子键的检验

6.4.5紫外光谱分析

6.4.6红外扫描分析

6.4.7投加絮凝剂LMBF-1前后高岭土形态结构的变化

6.5小结

7结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢