采用工艺优化和动力学模型提高铀矿生物柱浸的回收率

摘要

采用嗜酸氧化亚铁硫杆菌提高轴矿的生物柱浸回收率，利用Plackett-Burman因子设计法研究七因素对铀矿生物柱浸显著性的影响。选取[Fe2+]intial、pH值、通气速率和接种率4个显著性参数进行优化试验，采用一种中心复合设计法研究这些参数对铀矿生物浸出的影响。铀矿生物浸出率最大时((90.27±0.98)%)对应的优化参数如下：[Fe2+]intial=2.89g/L、通气速率420mL/min、pH1.45、接种率6%(体积分数)。[Fe2+]intial对铀矿生物浸出的影响最大。由预测模型得到铀的最大回收率为92.01%，此数据与实验所得结果吻合较好。最佳浸出条件下铀矿浸出渣的分析结果表明，矿物表面形成了黄钾铁矾。最佳浸出条件下铀的生物柱浸率提高，黄钾铁矾沉淀量减少。动力学模型预测结果表明，铀的回收率与Fe2+浓度密切相关。