本發(fā)明屬于微生物地浸采鈾，具體涉及一種低鐵濃度條件下氧化亞鐵硫桿菌流動(dòng)培養(yǎng)裝置及方法。
背景技術(shù)：
1、微生物浸礦是借助某些微生物的催化作用，使礦石中的金屬溶解的濕法冶金過(guò)程，它特適合于處理貧礦、廢礦、表外礦及難浸、難選、難冶礦的堆浸和就地浸出。具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、成本低、污染少等優(yōu)點(diǎn)，利于綜合利用和環(huán)境保護(hù)。因此，微生物浸礦技術(shù)的研究進(jìn)展及其應(yīng)用越來(lái)越受到廣泛的關(guān)注。北京化工冶金研究院70年代末進(jìn)行了細(xì)菌連續(xù)氧化亞鐵的研究，并在本溪鈾礦進(jìn)行了室溫條件下4柱串聯(lián)細(xì)菌逆流淋浸擴(kuò)大試驗(yàn)。后續(xù)于1995、2000年相繼在撫州鈾礦開(kāi)展了半工業(yè)試驗(yàn)與堆浸試驗(yàn)，雖取得了較好的試驗(yàn)結(jié)果，但由于運(yùn)行成本高，一直無(wú)法投入工業(yè)應(yīng)用。
2、目前，我國(guó)地浸礦山浸出方式多以酸法為主，隨著規(guī)模性工業(yè)化開(kāi)采進(jìn)程的推進(jìn)，卷頭礦體逐年減少，貧礦、翼部礦體所占比例較大，原液鈾濃度也在不斷的下降，以及其他諸多因素必然造成地浸生產(chǎn)成本的逐年增加，利用細(xì)菌浸出可以有效增加氧化還原電位，增加原液鈾濃度或緩解其下降趨勢(shì)，從而降低生產(chǎn)成本。但是翼部礦體滲透性較差，較高鐵濃度菌液在該礦體應(yīng)用時(shí)，fe3+容易在地下沉淀，堵塞含礦含水層，影響地浸生產(chǎn)；另外，經(jīng)分析研究，fe3+離子對(duì)樹(shù)脂吸附鈾的過(guò)程有一定影響，當(dāng)fe3+濃度升高時(shí)，吸附穿透體積減小，飽和體積變大，樹(shù)脂飽和鈾濃度降低；其次，硫酸亞鐵的加入無(wú)疑增大了生產(chǎn)成本，影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，在很大程度上制約著微生物地浸采鈾的工業(yè)化應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種低鐵濃度條件下氧化亞鐵硫桿菌流動(dòng)培養(yǎng)裝置及方法，解決能夠用于微生物采鈾的氧化亞鐵硫桿菌的培養(yǎng)問(wèn)題。
2、為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種低鐵濃度條件下氧化亞鐵硫桿菌流動(dòng)培養(yǎng)裝置，該裝置包括培養(yǎng)基槽、氧化槽模塊、注液槽；所述培養(yǎng)基槽置于裝置最左端，頂部設(shè)有下注液管道和濃硫酸管道，所述下注液管道用于向培養(yǎng)基槽輸入尾液，所述濃硫酸管道用于向培養(yǎng)基槽輸入濃硫酸；所述氧化槽模塊包括第一氧化槽、第二氧化槽、第三氧化槽、第四氧化槽、第五氧化槽、第六氧化槽、第七氧化槽、第八氧化槽；所述第一氧化槽、第二氧化槽、第三氧化槽、第四氧化槽、第五氧化槽、第六氧化槽、第七氧化槽、第八氧化槽之間依次通過(guò)氧化槽管道串聯(lián)；所述第一氧化槽與第八氧化槽之間通過(guò)成熟菌液回流管相連接，實(shí)現(xiàn)首端氧化槽成熟菌液補(bǔ)加；所述第一氧化槽與第四氧化槽分別通過(guò)配眼鏡管與培養(yǎng)基槽，以獲得培養(yǎng)基液；所述氧化槽模塊右端為注液槽，所述注液槽通過(guò)連接泵與第八氧化槽相連接，以獲得成熟菌液。
3、所述注液槽頂部設(shè)有主液管，用于輸出注液槽中的菌液。
4、所述注液槽頂部設(shè)有第三氧化槽成熟菌液管，用于將注液槽內(nèi)的菌液傳輸至第三氧化槽成熟菌液管。
5、所述注液槽頂部連接有濃硫酸管道，用于向注液槽內(nèi)部傳輸濃硫酸，調(diào)節(jié)注液槽的ph值。
6、所述注液槽頂部連接有下注液管道，用于向注液槽內(nèi)部傳輸尾液。
7、所述氧化槽容積為45m3，槽內(nèi)掛網(wǎng)狀膜。
8、一種低鐵濃度條件下氧化亞鐵硫桿菌流動(dòng)培養(yǎng)方法，該方法包括以下操作步驟：
9、步驟1、培養(yǎng)基槽中溶液ph調(diào)節(jié)，形成培養(yǎng)基
10、將尾液通過(guò)下注液管道注入培養(yǎng)基槽中，通過(guò)濃硫酸管道向培養(yǎng)基槽中添加濃硫酸，形成培養(yǎng)基；
11、步驟2、氧化槽模塊培養(yǎng)菌液
12、將培養(yǎng)基通過(guò)泵輸送至串聯(lián)的氧化槽中，控制流量15m3/h，控制曝氣量，使氧化亞鐵硫桿菌在氧化槽組間生長(zhǎng)繁殖，在第八氧化槽中形成活性較高的成熟菌液；
13、步驟3、注液槽ph調(diào)節(jié)
14、第八氧化槽流出的成熟菌液通過(guò)泵輸送至注液槽，通過(guò)濃硫酸管道向注液槽中添加濃硫酸調(diào)節(jié)ph后，經(jīng)注液管輸出；
15、步驟4、第一氧化槽成熟菌液補(bǔ)加
16、第八氧化槽產(chǎn)生的成熟菌液經(jīng)泵輸送至第一氧化槽進(jìn)行成熟菌液補(bǔ)加，增加培養(yǎng)基中氧化亞鐵硫酸桿菌密度，提高菌活性，形成回流式連續(xù)培養(yǎng)，提高菌液生產(chǎn)量。
17、步驟1中，培養(yǎng)基ph值范圍為。
18、本發(fā)明的顯著效果在于：本發(fā)明所述的一種低鐵濃度條件下氧化亞鐵硫桿菌流動(dòng)培養(yǎng)裝置與方法包括以下有益效果：
19、⑴通過(guò)對(duì)菌種進(jìn)行馴化，氧化亞鐵硫桿菌可在較低液溫(14℃)條件下繁殖、生存，獲得了低溫條件下微生物菌種。
20、⑵使用吸附尾液作為培養(yǎng)基，在不外加鐵源的情況下進(jìn)行氧化亞鐵硫桿菌培養(yǎng)，氧化亞鐵硫桿菌能夠完全存活并分裂繁殖，且單位時(shí)間內(nèi)45m3氧化槽可生產(chǎn)菌液30m3/h，且接觸氧化時(shí)間較3.0g/l鐵濃度時(shí)提高了1.4倍，菌液生產(chǎn)效率得到了明顯提升。
21、⑶氧化亞鐵硫桿菌流動(dòng)培養(yǎng)模式，較恒定容積的固定培養(yǎng)，因培養(yǎng)基的不斷加入，改善了氧化亞鐵硫桿菌生存環(huán)境，增加了其活性，縮短細(xì)菌生長(zhǎng)周期中的調(diào)整期和對(duì)數(shù)期，提高了菌液的生產(chǎn)量。
1.一種低鐵濃度條件下氧化亞鐵硫桿菌流動(dòng)培養(yǎng)裝置，其特征在于：該裝置包括培養(yǎng)基槽(1)、氧化槽模塊、注液槽(10)；所述培養(yǎng)基槽(1)置于裝置最左端，頂部設(shè)有下注液管道(11)和濃硫酸管道(12)，所述下注液管道(11)用于向培養(yǎng)基槽(1)輸入尾液，所述濃硫酸管道(12)用于向培養(yǎng)基槽(1)輸入濃硫酸；所述氧化槽模塊包括第一氧化槽(2)、第二氧化槽(3)、第三氧化槽(4)、第四氧化槽(5)、第五氧化槽(6)、第六氧化槽(7)、第七氧化槽(8)、第八氧化槽(9)；所述第一氧化槽(2)、第二氧化槽(3)、第三氧化槽(4)、第四氧化槽(5)、第五氧化槽(6)、第六氧化槽(7)、第七氧化槽(8)、第八氧化槽(9)之間依次通過(guò)氧化槽管道串聯(lián)；所述第一氧化槽(2)與第八氧化槽(9)之間通過(guò)成熟菌液回流管(14)相連接，實(shí)現(xiàn)首端氧化槽成熟菌液補(bǔ)加；所述第一氧化槽(2)與第四氧化槽(5)分別通過(guò)配眼鏡管與培養(yǎng)基槽(1)，以獲得培養(yǎng)基液；所述氧化槽模塊右端為注液槽(10)，所述注液槽(10)通過(guò)連接泵與第八氧化槽(9)相連接，以獲得成熟菌液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低鐵濃度條件下氧化亞鐵硫桿菌流動(dòng)培養(yǎng)裝置，其特征在于：所述注液槽(10)頂部設(shè)有主液管(13)，用于輸出注液槽(10)中的菌液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低鐵濃度條件下氧化亞鐵硫桿菌流動(dòng)培養(yǎng)裝置，其特征在于：所述注液槽(10)頂部設(shè)有第三氧化槽成熟菌液管(15)，用于將注液槽(10)內(nèi)的菌液傳輸至第三氧化槽成熟菌液管(15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低鐵濃度條件下氧化亞鐵硫桿菌流動(dòng)培養(yǎng)裝置，其特征在于：所述注液槽(10)頂部連接有濃硫酸管道(12)，用于向注液槽(10)內(nèi)部傳輸濃硫酸，調(diào)節(jié)注液槽(10)的ph值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低鐵濃度條件下氧化亞鐵硫桿菌流動(dòng)培養(yǎng)裝置，其特征在于：所述注液槽(10)頂部連接有下注液管道(11)，用于向注液槽(10)內(nèi)部傳輸尾液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低鐵濃度條件下氧化亞鐵硫桿菌流動(dòng)培養(yǎng)裝置，其特征在于：所述氧化槽容積為45m3，槽內(nèi)掛網(wǎng)狀膜。
7.一種低鐵濃度條件下氧化亞鐵硫桿菌流動(dòng)培養(yǎng)方法，其特征在于：該方法包括以下操作步驟：
8.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的一種低鐵濃度條件下氧化亞鐵硫桿菌流動(dòng)培養(yǎng)方法，其特征在于：步驟1中，培養(yǎng)基ph值范圍為(1.6,1.8)。