一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應槽的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應槽，包括頂部開口且中空的內筒、保溫裝置、氣體分散器和擋板，所述的保溫裝置設置于內筒外，所述的氣體分散器為通氣管，通氣管的一端連接到外部氣源，另一端由內筒的頂部開口伸入并延伸至內筒底部，所述的擋板設置于內筒的內側壁上。本發(fā)明的技術效果在于，攪拌槽自帶的保溫裝置能最大程度的實現均勻傳熱。攪拌槽內部的擋板能消除漩渦，將液體的旋轉運動改為垂直旋轉運動，增加了軸向和徑向速度分量，使攪拌器排出流具有更寬的流動半徑，實現良好的混合和浸出效果。攪拌槽內氣體分散器位于攪拌槽底部，能充分地補充氧氣和二氧化碳。
【專利說明】一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應槽
【技術領域】[0001]本發(fā)明涉及微生物濕法冶金【技術領域】，特別是涉及一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應槽。
【背景技術】[0002]微生物冶金是一項能顯著的提高低品位，復雜難處理礦產資源的開發(fā)利用的高新技術，能夠大幅度提高礦產資源的開發(fā)利用率和資源的保障程度。微生物利用礦物為營養(yǎng)物質將礦物氧化分解，使金屬進入溶液后再通過進一步分離、富集、純化而提取金屬的高新技術，它有很多顯著地優(yōu)點如流程短，低成本，環(huán)境友好和低污染等等。[0003]目前浸礦微生物種子一直采用搖瓶培養(yǎng)，但由于搖瓶體積小，每次只能培養(yǎng)少量的菌種，而工業(yè)需求大量生長良好、浸礦效率高的微生物，此過程缺乏有效的過渡培養(yǎng)裝置。不僅如此，用于工業(yè)生產的菌種，需在低礦漿濃度下培養(yǎng)以適應環(huán)境實現接種后快速生長。而現有的過渡培養(yǎng)裝置只有簡單的搖瓶和燒杯，通過外加空氣泵送入空氣實現對菌體的擴大培養(yǎng)以及浸礦。傳統(tǒng)的過渡裝置存在傳質傳熱不均勻，密封性不夠易感染雜菌的缺點。當礦漿濃度提高時，礦漿變稠，不利于氣體擴散傳送，通過增加轉速使得溶氧量升高，同時也增大了剪切力。

【發(fā)明內容】
[0004]為了解決采用搖瓶、燒杯進行微生物培養(yǎng)存在傳質傳熱不均勻，密封性不夠、易感染雜菌的技術問題，本發(fā)明提供一種為浸礦微生物的放大培養(yǎng)及生物浸出提供了結構簡單，能耗少及柔和的攪拌環(huán)境的用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應槽。[0005]為了實現上述技術目的，本發(fā)明的技術方案是，一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應槽，包括頂部開口且中空的內筒、保溫裝置、氣體分散器和擋板，所述的保溫裝置設置于內筒外，所述的氣體分散器為通氣管，通氣管的一端連接到外部氣源，另一端由內筒的頂部開口伸入并延伸至內筒底部，所述的擋板設置于內筒的內側壁上。[0006]所述的一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應槽，所述的氣體分散器由內筒頂部伸入并沿內筒軸線方向緊貼內筒內壁向下延伸，在延伸到底部后再沿內筒底部徑線方向水平延伸至內筒底部中心。[0007]所述的一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應槽，所述的氣體分散器在內筒底部的水平延伸長度為內筒直徑的1/2-3/4。[0008]所述的一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應槽，所述的氣體分散器在內筒底部的水平延伸管道上開有多個微孔，所述的微孔的半徑為0.05-0.5cm。[0009]所述的一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應槽，所述的擋板的數量至少為一個，并豎直固定于內筒的內側壁上。[0010]所述的一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應槽，擋板的寬度為內筒內徑的1/12，擋板的高度為內筒高度的3/5_3/4。[0011]所述的一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應槽，內筒內徑為內筒高度的1/2-4/5 ο
[0012]所述的一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應槽，所述的保溫裝置包括緊貼內筒外壁設置的保溫層和套裝于內筒外的加熱裝置。
[0013]本發(fā)明的技術效果在于，攪拌槽自帶的保溫裝置能最大程度的實現均勻傳熱。攪拌槽內部的擋板能消除漩渦，將液體的旋轉運動改為垂直旋轉運動，增加了軸向和徑向速度分量，使攪拌器排出流具有更寬的流動半徑，實現良好的混合和浸出效果。攪拌槽內氣體分散器位于攪拌槽底部，能充分地補充氧氣和二氧化碳。本新型攪拌槽既可以用于純種微生物的擴大培養(yǎng)，又可以用于混合微生物擴大培養(yǎng)。與此同時還能用于濕法冶金工業(yè)，生物發(fā)酵及化工生產等。
[0014]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明擋板處剖視圖；
[0016]圖2為本發(fā)明氣體分散器處剖視圖；
[0017]圖3為本發(fā)明俯視圖；
[0018]圖4為本發(fā)明中不同溫度對鎳的化學浸出；
[0019]圖5為本發(fā)明中不同溫度對鈷的化學浸出；
[0020]圖6為S.t，A.f，L.f菌生長曲線；
[0021 ] 圖7為S.t，A.f，L.f菌6%礦漿濃度電位變化曲線；
[0022]圖8為S.t菌6%礦漿濃度擴大培養(yǎng)與搖瓶培養(yǎng)pH變化；
[0023]圖9為S.t菌6%礦漿濃度擴大培養(yǎng)與搖瓶培養(yǎng)電位變化；
[0024]其中I為內筒、2為氣體分散器、3為擋板、4為保溫層、5為加熱裝置。
【具體實施方式】
[0025]參見圖1、圖2、圖3，本發(fā)明包括頂部開口且中空的內筒、保溫裝置、氣體分散器和擋板，保溫裝置設置于內筒外，氣體分散器為通氣管，通氣管的一端連接到外部氣源，另一端由內筒的頂部開口伸入并延伸至內筒底部，擋板設置于內筒的內側壁上。氣體分散器由內筒頂部伸入并沿內筒軸線方向緊貼內筒內壁向下延伸，在延伸到底部后再沿內筒底部徑線方向水平延伸至內筒底部中心。氣體分散器在內筒底部的水平延伸長度為內筒直徑的1/2-3/4。氣體分散器在內筒底部的水平延伸管道上開有多個微孔，微孔的半徑為
0.05-0.5cm。擋板的數量至少為一個，并豎直固定于內筒的內側壁上。擋板的寬度為內筒內徑的1/12，擋板的高度為內筒高度的3/5-3/4。內筒內徑為內筒高度的1/2-4/5。保溫裝置包括緊貼內筒外壁設置的保溫層和套裝于內筒外的加熱裝置。
[0026]實際使用時，首先將攪拌槳安裝在內筒內，且處于氣體分散器上方，然后開始通過氣體分散器向內筒內通入無菌空氣，再向加熱裝置內注水并啟動加熱。預啟動攪拌槳，檢測各部件的運行情況，檢查運行正常后，再向內筒加入試樣，調節(jié)pH，加入微生物，攪拌反應即開始。根據實際情況要求，攪拌槳也可以類似部件替代以起到攪拌作用即可。
[0027]氧化亞鐵硫桿菌(Acidithiobacillus ferrooxidans簡稱A.f),氧化亞鐵鉤端螺旋菌(Leptospirillum ferrooxidans 簡稱 L.f),熱氧化硫化桿菌(Sulfobacillusthermosulfidooxidans簡稱S.t),純種菌株來自于中南大學生物冶金教育部重點實驗室菌種保藏中心。其中A.ferrooxidans可同時氧化亞鐵和硫；L.ferrooxidans可氧化亞鐵；S.thermosulfidooxidans亦可同時氧化亞鐵和硫,并且營養(yǎng)類型是自養(yǎng)或異養(yǎng)。
[0028]培養(yǎng)基采用經改進的9K培養(yǎng)基，其成分為(NH4) 2S043g/L，KC10.lg/L，K2HPO40.5g/L, MgSO4.7H200.5g/L, Ca(NO3)20.01g/L, pHl.6。
[0029]實施例1
[0030]試驗用云南墨江某鎳礦，從XRD衍射圖知試樣的主要礦物依次為石英、黃鐵礦、云母。對試樣鎳的物相分析結果為氧化鎳0.12%，硫化鎳0.44%，硅酸鹽中鎳0.040%,TNi0.60%。試驗對比了搖瓶和反應器進行化學浸出的實驗效果，驗證了反應器能進行不同溫度的化學浸出反應。
[0031]鎳礦的試樣的成分分析如表1-1
[0032]表1-1試樣成分分析，%
[0033]
【權利要求】
1.一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應槽，其特征在于，包括頂部開口且中空的內筒、保溫裝置、氣體分散器和擋板，所述的保溫裝置設置于內筒外，所述的氣體分散器為通氣管，通氣管的一端連接到外部氣源，另一端由內筒的頂部開口伸入并延伸至內筒底部，所述的擋板設置于內筒的內側壁上。
2.根據權利要求1所述的一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應槽，其特征在于，所述的氣體分散器由內筒頂部伸入并沿內筒軸線方向緊貼內筒內壁向下延伸，在延伸到底部后再沿內筒底部徑線方向水平延伸至內筒底部中心。
3.根據權利要求2所述的一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應槽，其特征在于，所述的氣體分散器在內筒底部的水平延伸長度為內筒直徑的1/2-3/4。
4.根據權利要求2所述的一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應槽，其特征在于，所述的氣體分散器在內筒底部的水平延伸管道上開有多個微孔，所述的微孔的半徑為0.05-0.5cm。
5.根據權利要求1所述的一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應槽，其特征在于，所述的擋板的數量至少為一個，并豎直固定于內筒的內側壁上。
6.根據權利要求1所述的一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應槽，其特征在于，擋板的寬度為內筒內徑的1/12，擋板的高度為內筒高度的3/5-3/4。
7.根據權利要求1所述的一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應槽，其特征在于，內筒內徑為內筒高度的1/2-4/5。
8.根據權利要求1所述的一種用于浸礦微生物放大培養(yǎng)的攪拌反應槽，其特征在于，所述的保溫裝置包括緊貼內筒外壁設置的保溫層和套裝于內筒外的加熱裝置。
【文檔編號】B01J19/18GK103602809SQ201310629601
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權日:2013年11月29日
【發(fā)明者】王軍, 覃文慶, 朱珊, 趙紅波, 張雁生, 楊聰仁, 程宏偉, 胡明皓, 胡岳華, 姜濤, 邱冠周 申請人:中南大學