mba論文難處理金礦生物氧化過(guò)程及其反應(yīng)器的工程基礎(chǔ)研究pdf

1、分類號(hào)：UDC ：T F l 8 密級(jí)：華東理工大學(xué)學(xué)位論文難處理金礦生物氧化過(guò)程及其反應(yīng)器的工程基礎(chǔ)研究孫理鑫指導(dǎo)教師姓名： 譚文松教授華東理工大學(xué)，上海市梅隴路1 3 0 號(hào)申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別： 博士 專業(yè)名稱： 化學(xué)工程論文定稿日期： 2 0 1 2 ．4 ．1 2 論文答辯日期： 2 0 1 2 —5 - 2 4學(xué)位授予單位： 華東理工大學(xué)學(xué)位授予日期： ! 星里! 蘭蘭! ! 星! 五星 學(xué)位授予日期： 心U ? 2 軍j 7 曰7

2、 ￡f }答辯委員會(huì)主席：評(píng) 閱 人：鄧子新 院士鄧子新 院士葛錫銳研究員 孟琴 教授費(fèi)儉 教授房健民 教授郎美東 教授魏東芝 教授華東理工大學(xué)博士學(xué)位論文 第1 頁(yè)難處理金礦生物氧化過(guò)程及其反應(yīng)器的工程基礎(chǔ)研究摘要難處理金礦生物氧化技術(shù)因其具有投資小、成本低、能耗少、工藝流程簡(jiǎn)單和對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn)，越來(lái)越受到人們的重視，并逐步在各國(guó)冶金工業(yè)中獲得應(yīng)用。其中，攪拌釜式通氣反應(yīng)器是目前最為常見(jiàn)的工業(yè)裝置，相關(guān)研究受到學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的普遍關(guān)

3、注。然而，生物氧化反應(yīng)器在運(yùn)行過(guò)程中存在的高礦漿濃度與低傳質(zhì)速率、高溶氧水平與低氧利用率、高攪拌強(qiáng)度與菌體剪切損傷等矛盾和問(wèn)題依然十分突出，礦石生物氧化過(guò)程的整體效率還不盡如人意，在一定程度上制約了生物氧化技術(shù)在難處理金礦冶煉工業(yè)中的廣泛應(yīng)用。鑒于上述生物氧化過(guò)程及其反應(yīng)器亟待突破的技術(shù)瓶頸，本文首先通過(guò)搖瓶實(shí)驗(yàn)，考察溫度、初始p H 值、礦石濃度等操作參數(shù)以及菌體吸附特征對(duì)菌體生長(zhǎng)和生物氧化過(guò)程動(dòng)力學(xué)特性的影響，在初步確定生物氧化過(guò)程

4、基本操作條件的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定礦漿流變學(xué)特征及其影響因素，進(jìn)一步在通氣攪拌反應(yīng)器中研究礦漿流體特征、機(jī)械攪拌強(qiáng)度和通氣速率與反應(yīng)器內(nèi)氧傳質(zhì)速率的關(guān)系，并期望從反應(yīng)器尺度、細(xì)胞尺度和分子( 基因) 尺度認(rèn)識(shí)溶解氧( D O ) 和機(jī)械攪拌強(qiáng)度對(duì)菌體生長(zhǎng)、氧化活性以及礦石氧化效率的影響及其作用機(jī)制，為難處理金礦生物氧化過(guò)程的開(kāi)發(fā)及其生物氧化反應(yīng)器的優(yōu)化設(shè)計(jì)和操作提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)和科學(xué)指導(dǎo)。本文首先通過(guò)單因素?fù)u瓶實(shí)驗(yàn)，分別對(duì)難處理金礦生物氧化

5、過(guò)程中的溫度、初始p H值以及接種量等操作條件進(jìn)行了考察，并采用經(jīng)典H a n s f o r d 邏輯方程對(duì)各操作條件下的菌體生長(zhǎng)和氧化效率等模型參數(shù)進(jìn)行了擬合和分析，發(fā)現(xiàn)操作溫度在3 0 ·4 4 0 C 之間時(shí)，菌體濃度、礦石氧化率和氧化速率隨著溫度的升高而提高，4 1 0 C 時(shí)達(dá)到最大值。降低p H 也有利于菌體生長(zhǎng)，提高氧化效率。提高接種量有利于礦石的生物氧化，但接種量超過(guò)1 0 ％( ⅥⅣ) 后作用減弱。上述結(jié)果

6、表明，溫度4 1 0 C 、p H1 ．4 以及1 0 ％( V Ⅳ) 的接種量是A c i d i t h i o b a c i l l u s f e r r o o x i d a n s 氧化難處理金礦較為適宜的操作條件。采用專門(mén)設(shè)計(jì)的搖瓶實(shí)驗(yàn)，通過(guò)考察吸附菌和游離菌對(duì)難處理金礦的生物氧化作用以及菌體在礦石表面的吸附特征及其生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)菌體在礦石表面的吸附可有效提高礦石的氧化效率，以礦石為基質(zhì)的吸附菌體得率場(chǎng)為6 ．1

7、 1 ×1 0 1 2c e l l ／k g —o r e ，吸附菌比生長(zhǎng)速率砌達(dá)到1 ．0d ～。當(dāng)添加濃度為0 ．0 0 5 ．0 ．0 1 w t ．％的六偏磷酸鈉( S H ) 時(shí)，能顯著改變礦石表面的電性，增強(qiáng)礦石和菌體間的靜電作用力，從而提高菌體在礦石表面的吸附率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，L a n g m u i r 等溫吸附方程能較好地描述A ．f e r r o o x i d a n s 菌體在礦石表面的吸附行為，