政策资讯

一种应用于氧化锰矿生物还原浸出的装置及方法

专利类型:
发明
申请号/专利号:
CN201811178367.7
申请人(专利权人):
内蒙古科技大学
行业类别:
C22B3/02 C22B3/18 C22B3/26 C22B47/00
技术成熟度:
成熟
公布时间:
2024-04-26
证书状态:
有效
交易价格:
面议
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技术摘要

权利要求书

技术附图

交易流程

委托经理人

本发明提供一种应用于氧化锰矿生物还原浸出的装置及方法,所述装置包括一个生物浸矿堆、一个车库式干发酵反应器、一个玉米秸秆生物预处理反应器、两个集液池和一个萃取槽,本发明通过在颗粒软锰矿矿堆中加入一定比例的颗粒生物质(如颗粒秸秆、牛粪等)既可以作为电子供体,又能使矿堆保持一定的湿度和透气性;利用单相产酸反应器水解秸秆等生物质产生小分子有机物为氧化锰矿的生物还原浸出提供电子供体,既实现了有机废弃物的利用,又能利用秸秆等有机废弃物水解剩余物修复矿区生态环境;避免了锰的高温冶炼,能降低氧化锰矿选冶成本,对节能减排和环境治理具有重要意义,且通过直接电解萃取液可获得纯度很高的单质金属锰。

1.一种应用于氧化锰矿生物还原浸出的装置,包括生物浸矿堆、车库式干发酵反应器、玉米秸秆生物预处理反应器、集液池和萃取槽,其特征在于:所述生物浸矿堆包括倾斜的防渗地基A(1),设置在地基上的浸矿堆(2)和浸出液喷淋装置(3),所述车库式干发酵反应器包括U型壳体(16)和设置在U型壳体开口侧的气密性门(17),U型壳体内侧顶部设有喷淋装置(18),底部设有加热地板(19),U型壳体底部外侧连接有倾斜的防渗地基B(20),车库式干发酵反应器内还设有机械搅拌器(21),U型壳体(16)内部与生物预处理反应器(29)内部通过管道连通,生物预处理反应器上设有进料槽,用来向生物预处理反应器内输送粉碎的玉米秸秆,U型壳体(16)顶部以及底部加热地板(19)分别通过管道与热电厂块(25)连接; 所述集液池有两个分别为集液池A(5)和集液池B(32),所述集液池A(5)设置在矿堆底部倾斜侧,包括外部壳体和依次连接于壳体底部的沉沙管A(6),阀A(7)和排液管A(8),集液池A壳体一侧通过管道与浸矿堆(2)底部连通,一侧通过管道与车库式干发酵反应器和萃取槽(41)连通; 所述集液池B(32)包括外部壳体和依次连接于壳体底部的沉沙管B(33),阀D(34)和管K(35),集液池B壳体一侧通过管道与车库式干发酵反应器底部连通,一侧通过管道与矿堆上方浸出液喷淋装置(3)连通; 所述萃取槽(41)包括外部壳体和依次连接于壳体底部的排液管B(42)、泵C(44)、管O(45),萃取槽底部管道末端分别通过管路与电解槽阴极室和车库式干发酵反应器顶部喷淋装置连通,萃取槽(41)上方通过管路与集液池A(5)连通; 所述集液池A(5)一侧通过管A(4)与矿堆(2)倾斜侧底部连通,一侧通过管B(9)、泵A(10)、管C(11)、阀E(39)和管N(40)与萃取槽(41)连通,通过管B(9)、泵A(10)、管C(11)、管D(12)、阀B(13)、管E(14)和管F(15)与库式干发酵反应器内的喷淋装置连通; 所述U型壳体(16)侧壁开孔依次通过管G(26)、阀C(27)和管H(28)与生物预处理反应器(29)内部连通, U型壳体(16)顶部通过排气管(22)与热电厂块(25)连接,底部加热地板(19)通过采暖进水管(23)和采暖出水管(24)与热电厂块(25)连接。

2.如权利要求1所述的一种应用于氧化锰矿生物还原浸出的装置,其特征在于:所述矿堆(2)为颗粒软性锰矿矿石与颗粒生物质按一定比例混合而成。

3.如权利要求1所述的一种应用于氧化锰矿生物还原浸出的装置,其特征在于:所述集液池B(32)一侧通过管I(31)与车库式干发酵反应器底部加热地板(19)和地基B(20)之间隔层连通,一侧通过管G(26)、泵B(37)和管M(38)与矿堆上方浸出液喷淋装置(3)连通。

4.如权利要求1所述的一种应用于氧化锰矿生物还原浸出的装置,其特征在于:所述萃取槽(41)末端通过管O(45)、管R(49)、阀G(50)和管S(51)与电解槽阴极室连通,通过管O(45)、管P(46)、阀F(47)、管Q(48)和管F(15)与车库式干发酵反应器顶部喷淋装置连通。

5.如权利要求1所述的一种应用于氧化锰矿生物还原浸出的装置,其特征在于:所述萃取槽(41)和车库式干发酵反应器均由钢筋混凝土或碳钢材质制成。

6.一种利用如权利要求1-5任一项所述的应用于氧化锰矿生物还原浸出的装置的方法,其特征在于,包括如下步骤:将含有异化金属还原菌的培养基喷淋到生物浸矿堆(2)上,培养基内的异化金属还原菌及电活性甲烷厌氧化菌以矿堆中的二氧化锰为电子受体代谢有机物,产生的电子直接使矿物中二氧化锰还原为Mn2+而汇流进入集液池A(5);集液池A(5)中的浸出液通过泵A(10)输送到车库式干发酵反应器中,车库式干发酵反应器中的微生物降解有机物产生小分子有机酸进入滤液,滤液经过集液池B(32)后通过泵B(37)和浸出液喷淋装置(3)喷淋到生物浸矿堆上用于生物浸出;当集液池A(5)的浸出液中Mn2+的浓度达到一定浓度后将浸出液泵入到萃取槽(41)中萃取Mn2+;含Mn2+的萃取液进入电解槽的阴极室电解还原为金属锰,剩余萃余液通过泵输送到车库式干发酵反应器中,车库式干发酵反应器中的微生物继续产酸降解有机物产生小分子有机酸进入滤液,滤液经过集液池B(32)后通过泵B(37)和浸出液喷淋装置(3)喷淋到生物浸矿堆(2)上用于生物浸出。

7.如权利要求6所述的一种应用于氧化锰矿生物还原浸出的装置的方法,其特征在于:所述异化金属还原菌的筛选、富集条件为:分别以二氧化锰和氢氧化铁胶体为电子受体、接种物:厌氧活性污泥、水稻田泥、厌氧酸性矿坑水,浓度为5%,v/v、乙酸钠为电子供体,浓度为20毫摩尔/升、35℃下厌氧培养。


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