專利名稱：鐵礦石微生物—化學(xué)聯(lián)合脫磷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供的是一種鋼鐵工業(yè)中的鐵礦石脫磷技術(shù)。
目前所發(fā)現(xiàn)的一些鐵礦中，有相當(dāng)一部分的鐵礦石含磷量偏高。由于鐵礦石中所含的磷一般常以磷灰石的微粒包藏于含鐵的礦體微晶結(jié)構(gòu)中。鐵和磷有極強(qiáng)的親和性，難以在選礦及高爐冶煉過程中除去，給生鐵質(zhì)量帶來極為不良的影響。為了提高生鐵質(zhì)量，長期以來采用的方法是，將一定比例的高磷鐵礦石與相當(dāng)比例的優(yōu)質(zhì)低磷鐵礦石搭配使用進(jìn)行高爐煉鐵，這種方法雖然部份解決了生鐵的質(zhì)量問題，卻大大限制了資源的利用率和鋼鐵工業(yè)的發(fā)展。目前煉鐵行業(yè)所采用的其它脫磷方法還有精磨后強(qiáng)磁選分離脫磷方法、高爐吹氧脫磷方法和煉鐵后爐外脫磷法等。這些方法中，精磨后強(qiáng)磁選分離脫磷方法的設(shè)備投資大、耗能高，磁選過程中鐵精礦丟失量大，尾礦泥化嚴(yán)重;而高爐吹氧脫磷方法國內(nèi)現(xiàn)有高爐很難進(jìn)行;煉鐵后爐外脫磷法，成本高，技術(shù)難度大。且以上這些方法目前也還處于試驗(yàn)探索階段。
本發(fā)明的目的是，尋找一種低成本且切實(shí)可行的技術(shù)，在基本不改變?cè)羞x礦工藝路線的基礎(chǔ)上，用于鐵礦石的微生物-化學(xué)聯(lián)合脫磷。
本發(fā)明的技術(shù)原理是，自然界中廣泛存在于礦井的酸性廢水、溫泉土壤、海水等含于硫或硫化物中的硫桿菌(Thiobacillus)，對(duì)含硫礦物有很大的親和力，與含硫礦物中硫的自發(fā)反應(yīng)趨勢很大。硫桿菌與含硫、磷等雜質(zhì)的鐵礦粉反應(yīng)時(shí)，粘附在硫化亞鐵的表面，經(jīng)生物化學(xué)作用生成的硫酸局部濃度較大，可與礦粉中作為主要含磷雜質(zhì)成分的磷酸鈣起下列反應(yīng)
因礦樣中含有多種高價(jià)金屬離子，生成的磷酸又轉(zhuǎn)化成溶度積很小、結(jié)構(gòu)較為松散的磷酸鹽。此時(shí)加入天然有機(jī)化合物溶磷劑后，可防止磷的再次沉積，增加了磷的溶出量。將礦粉與溶液過濾分離后，即可使高磷鐵礦粉中的含磷量得以下降。
本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案是，先將含有硫桿菌的培養(yǎng)液與鐵礦粉進(jìn)行一段時(shí)間的生物處理至自發(fā)反應(yīng)基本停止，然后加入以單寧為主的天然有機(jī)化合物，攪拌、過濾后，大量含磷雜質(zhì)即被分離至廢液中，從而大大降低了鐵礦粉中的含磷量。
附圖
的說明單寧(Tannins)，即鞣質(zhì)，存在于植物的干、皮、根、葉或果實(shí)中，是栲膠的主要成分，其組成和結(jié)構(gòu)很復(fù)雜。附圖所示為木麻黃單寧的化學(xué)結(jié)構(gòu)式。
實(shí)施例1(1)硫桿菌的預(yù)培養(yǎng)硫桿菌菌種取自江蘇梅山鐵礦井下200～300米深處的地下水中，水樣pH為7～8。
培養(yǎng)液的成分如下硫酸亞鐵銨2.0g，硫酸鎂0.2g，氯化鈣0.25g，磷酸二氫鉀(飽和溶液)3mL，硫黃粉1.0g。加水稀釋至1000mL。
用250mL錐形瓶，將含菌地下水90mL加入10mL的培養(yǎng)液中，用碳酸鈉和鹽酸調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的pH值為4.0～4.2。將錐形瓶放于34℃的恒溫振蕩器中，以每分鐘100轉(zhuǎn)的速度恒溫振蕩培養(yǎng)50h以上;或用壓縮空氣進(jìn)行攪拌并控制培養(yǎng)液pH值至3.0～3.6即可。
(2)鐵礦粉微生物處理鐵礦粉采用普通黃藥浮選后的球磨鐵精礦，礦粉粒度按原生產(chǎn)工藝的要求，無須精磨強(qiáng)磁選處理。礦樣平均含硫量大于0.5%。以鐵礦粉∶含菌培養(yǎng)液∶氯化鈣∶碳酸銨∶氯化鎂之比為100∶1500∶1∶2∶1(重量比)的比例在涂有耐酸涂料的反應(yīng)池中混合，用壓縮空氣攪拌，保持pH4.0左右，處理3～5天;或者測定混合液的pH值，當(dāng)pH值為3.4時(shí)定為生物處理的終了階段。
(3)鐵礦粉化學(xué)處理化學(xué)處理液的配比如下單 寧 1g(固體)10mL(10%水溶液)鐵礦粉 100g水 2000mL鹽 酸 適量(調(diào)pH用)將礦粉混合液攪拌2h后過濾。即可將礦粉中的含磷量降低到0.2%以下，磷的溶出量與礦粉混合液的pH值有關(guān)，pH值的適宜范圍為4.5左右。
經(jīng)化學(xué)處理后的過濾鐵礦粉即可直接用于高爐冶煉。
實(shí)施例2由于硫桿菌本身就存在于地下礦井的含硫廢水中，因此，在鐵礦石采集出以前，已存在著一定的生物反應(yīng)過程。因此，在條件適宜時(shí)(礦井廢水pH＜5.0)，可以不經(jīng)專門培養(yǎng)的硫桿菌前處理而直接進(jìn)行化學(xué)處理，具體方法參見實(shí)施例1中的步驟(3)。
采用上述實(shí)施例中介紹的方法進(jìn)行處理后，對(duì)濾液和鐵礦粉進(jìn)行測定的數(shù)據(jù)如下1.濾液的測定所采用的測試方法為用鉬銻抗分光光度法測定磷的含量，用鄰菲羅啉分光光度法測定鐵的含量，采用實(shí)施例1中的化學(xué)處理液，其在不同條件下對(duì)礦樣的脫磷作用如表1。
說明1.表中a為對(duì)照組，b為脫磷化學(xué)處理實(shí)驗(yàn)組，c＝{(b-a)/b}×100%，為溶出增加率。
2.εp為磷的消光值;Cp為磷的濃度;εFe為Fe的消光值;CFe為Fe的濃度。
2.礦樣的測定過濾后的礦粉，經(jīng)分析測定后的結(jié)果見表2，表中編號(hào)1為未經(jīng)微生物-化學(xué)處理的對(duì)照組，編號(hào)2與3為試驗(yàn)組。
采用本發(fā)明提供的鐵礦石微生物-化學(xué)聯(lián)合脫磷方法，僅在普通選礦設(shè)備中增加一個(gè)反應(yīng)池，且工藝簡便，可以明顯降低鐵礦粉中的磷含量。從表1和表2中提供的數(shù)據(jù)可知，一般可將高磷鐵礦粉中的含磷量降低到0.2%以下。
權(quán)利要求
1.一種鐵礦石微生物-化學(xué)聯(lián)合脫磷方法，其特征是先將含有硫桿菌的水溶液與鐵礦粉進(jìn)行微生物處理，然后加入含有單寧的化學(xué)處理液，攪拌、過濾后即得脫磷后的鐵礦粉。
2.如權(quán)利要求1所述的鐵礦石微生物-化學(xué)聯(lián)合脫磷方法，其特征是含有硫桿菌的水溶液制備方法如下a.硫桿菌培養(yǎng)液為含有硫酸亞鐵銨，硫酸鎂，氯化鈣，磷酸二氫鉀，硫黃粉的水溶液;b.將取自含有硫桿菌的地下水，加入(a)中所述的培養(yǎng)液中恒溫振蕩培養(yǎng)24小時(shí)以上或控制培養(yǎng)液pH值至3.0～3.6即得含有硫桿菌的水溶液。
3.如權(quán)利要求1所述的鐵礦石微生物-化學(xué)聯(lián)合脫磷方法，其特征是控制溶磷處理時(shí)的鐵礦粉混合液pH值的適宜范圍為4.5左右。
全文摘要
一種鋼鐵工業(yè)中的高磷鐵礦石脫磷方法。其特征是，先將含有硫桿菌(Thiobacillus)的培養(yǎng)液與鐵礦粉進(jìn)行一段時(shí)間的生物處理至自發(fā)反應(yīng)基本停止，然后加入含有單寧的化學(xué)處理液，攪拌、過濾后，大量含磷雜質(zhì)即被分離至廢液中，從而大大降低了鐵礦粉中的含磷量。采用本發(fā)明提供的技術(shù)，可將高磷鐵礦粉中的含磷量降低到0.2％以下。
文檔編號(hào)C22B1/00GK1107518SQ9411137
公開日1995年8月30日 申請(qǐng)日期1994年7月8日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月8日
發(fā)明者黃劍朎, 孫達(dá)旺, 楊云妹, 謝珙 申請(qǐng)人:南京林業(yè)大學(xué)