含钒石煤中钒的微生物浸出工艺研究-环境工程专业论文.docxVIP

含钒石煤中钒的微生物浸出工艺研究 含钒石煤中钒的微生物浸出工艺研究 湘潭大学硕士学位论文 湘潭大学硕士学位论文 湘潭大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得 的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的 个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律 后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查 阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有 关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本 学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 I PAGE PAGE IV III III 摘 要 为探索微生物浸出石煤矿中钒的可行性和最佳工艺条件，采用氧化亚铁硫杆 菌及其混合菌浸出高硫含钒石煤矿中的钒。单因素试验中，考察了矿浆浓度、浸 出温度、初始 pH、振荡转速对钒浸出率的影响，并对浸出过程中浸出液中 pH、 Eh、Fe2+浓度、全铁浓度、V 浸出率等参数进行了检测。在单因素实验的基础上， 运用 Box-Behnken 设计原理和响应曲面分析法对浸出温度、初始 pH、振荡转速 等工艺条件进行了优化。并在优化工艺条件下采用好氧厌氧交替强化浸出含钒石 煤矿。最后，在最优条件下浸出末期的矿样进行电镜扫描以观察矿样浸出前后的 形貌变化。研究表明： (1) 采用氧化亚铁硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌的混合菌及未加菌种的培养液分 别浸出含钒石煤，结果表明，氧化亚铁硫杆菌及其混合菌对钒的浸出效果优于未 加菌种的浸出效果。 (2) 采用氧化亚铁硫杆菌浸出石煤矿中钒，① 单因素浸出实验，最佳工艺 条件为：矿浆浓度为 3%，浸出温度 30 ℃，初始 pH 2.0，振荡转速 150 r/min。 此条件下，钒浸出率为 67.8%。② 响应曲面实验，钒浸出率的工艺优化条件为： 浸出温度 32 ℃，初始 pH 2.1，振荡转速 147 r/min。在此条件下，理论钒浸出率 为 70.38%。在优化工艺条件下进行验证性实验，钒浸出率的平均实测值为 69.2%， 与预测值基本相符，表明该模型较为准确。③强化试验中，矿浆浓度为 3%，浸 出温度 32 ℃，初始 pH 2.1，振荡转速 147 r/min，在好氧厌氧交替强化浸出下， 钒浸出率为 65%左右。④ 电镜扫描实验中，采用扫描电镜观察矿样浸出前后的 变化，结果表明，氧化亚铁硫杆菌能吸附于矿物表面，并对矿物起氧化分解作用。 (3) 采用氧化亚铁硫杆菌的混合菌浸出含钒石煤，① 单因素浸出实验，最 佳工艺条件为：矿浆浓度为 3%，浸出温度 35 ℃，初始 pH 1.8，振荡转速 150 r/min。 此条件下，钒浸出率为 68.5%。② 响应曲面实验，钒浸出率的工艺优化条件为： 浸出温度 34.5 ℃，初始 pH 1.82，振荡转速 161 r/min。在此条件下，理论钒浸出 率为 69.2%。在优化工艺条件下进行验证性实验，钒浸出率的平均实测值为 68.5%，与预测值基本相符，表明该模型较为准确。③强化试验中，浸出温度 34.5 ℃，初始 pH 1.82，振荡转速 161 r/min，在好氧厌氧交替强化浸出条件下， 钒浸出率为 67.0%左右。④ 采用扫描电镜观察浸出前后矿样的变化，结果表明， 氧化亚铁硫杆菌的混合菌能吸附于矿物表面，并对矿物起氧化分解作用。 关键词：高硫含钒石煤；氧化亚铁硫杆菌；工艺优化与强化 Abstract The bioleaching of vanadium from vanadium-bearing stone coal has been studied by using Acidthiobacillus ferrooxidans and mixed bacteria of Acidthiobacillus ferrooxidans, in order to determine the feasibility and optimal technological conditions. The influence of parameters such as pulp density, leaching temperature, initial pH and rotati