一種真菌A-Fu03菌體從低濃度稀土浸出液中吸附富集稀土離子的方法技術

本發明專利技術涉及一種能夠去除稀土礦山冶金廢水或回收低濃度稀土浸出液中稀土元素的真菌菌株A?FuO3，本發明專利技術的真菌菌株A?FuO3分類學命名為Aspergillus?oryzae。本發明專利技術的真菌菌株A?FuO3吸附低濃度稀土離子效果好，且操作簡單，成本低廉，易于培養。作為吸附劑的微生物可再生可降解，綠色環保無污染。其應用可以減輕廢水治理成本，降低氨氮排放，避免稀土資源的浪費，有利于浸礦區的水體凈化和土壤修復，也適應于低濃度稀土浸出液中富集稀土。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及稀土濕法冶金
，具體涉及利用微生物吸附富集稀土離子的綠色提取技術及稀土礦山冶金廢水處理新方法，尤其涉及一種真菌菌株A-Fu03吸附低濃度稀土礦浸出液中稀土離子的方法。
技術介紹
根據風化殼淋積型稀土礦其離子吸附型特點，我國離子型稀土礦基本采用離子交換法浸取稀土的硫酸銨浸取工藝。隨著富礦被優先開采利用而日趨貧雜化，帶來的突顯問題是稀土浸取效率低，浸出液稀土濃度越來越低，雜質離子濃度增高，后續浸出液中稀土提取和分離難度也隨之增大。目前生產中采用碳酸氫銨沉淀法從浸出液提取稀土，由于稀土浸出液稀土濃度很低，稀土沉淀率低，稀土沉淀不完全，沉淀母液殘存稀土，沉淀劑碳酸氫銨用量過大，大量的碳銨沉淀母液的排放造成礦區水系氨氮超標，通過地表徑流和地下遷移、滲透進入土壤和水體，污染地下水源。國家頒布的《稀土工業污染物排放標準》，對氨氮排放提出了高要求，其中氨氮排放濃度限值一般地區為50mg/L，環境敏感地區為30mg/L。因此，低氨氮提取稀土技術是稀土濕法冶金發展面臨的新問題。沉淀法因建立在氨氮基礎上，采用“無沉淀工藝”，如萃取法、生物吸附法等新技術，是稀土提取技術發展的必然方向。從風化殼淋積型稀土礦浸取液提取稀土技術有“沉淀法”和“非沉淀法”，沉淀法提取稀土有草酸沉淀稀土工藝、碳酸氫銨沉淀稀土工藝和沉淀-浮選法等，草酸沉淀法因草酸成本高、有毒性、污染環境、不符合綠色化學提取等缺點已逐漸被其他方法所代替。碳酸氫銨沉淀法具有沉淀濾液無毒，稀土沉淀率高，經濟效益好等優點，但仍存在高氨氮排放等缺點，面臨環境保護新挑戰。沉淀沉淀-浮選法也存在沉淀劑及有機浮選劑的環境污染問題。非沉淀法從風化殼淋積型稀土礦浸取液提取稀土方法有浸取液直接萃取稀土法、浸取液離子交換富集法、浸取液液膜富集稀土工藝及本申請所涉及的微生物吸附法等。許多微生物可以從溶液中吸附和富集金屬離子，是優良吸附劑。1949年Ruchhoft，C.C.提出生物吸附法去除廢水中的Pu239。MullenM.D等于1989年最早研究了Pseudomonasaerations對La3+的吸附，研究表明，微生物對稀土有良好的吸附性能和富集能力。微生物作為吸附劑，容易生產，原料來源廣泛，吸附容量大，吸附效率高，吸附速率快，離子選擇性高，環境友好，不產生二次污染，而且操作的pH及溫度范圍寬(一般pH為3～9，溫度為4℃～90℃)；對稀溶液(1～100mg/L)的處理效果好；資金投入少，操作成本低，采用微生物吸附技術的“非沉淀法”從浸出液中提取稀土更加高效、廉價、環保。
技術實現思路
本專利技術提供一種原料來源廣泛，環境友好，不產生二次污染，對稀溶液的處理效果好，資金投入少，成本低的微生物吸附劑的制備及其吸附低濃度稀土溶液中稀土離子的方法，工藝如圖1所示。這種微生物吸附劑的制備過程為：先將一種真菌菌種A-Fu03在特制液體培養基中連續培養若干天，在離心機中固液分離或在濾布中沉降過濾，將濾出菌體洗滌至純凈，儲藏在4℃以下冰箱中，得到微生物吸附劑。再利用這種微生物吸附劑吸附低濃度稀土浸出液中稀土離子。具體包括下述步驟：(1)料液檢測：對低濃度混合稀土料液進行稀土離子濃度檢測，用EDTA容量法滴定分析稀土濃度；吸附后的余液中殘存稀土用分光光度法測定。(2)培養基配制：取去皮馬鈴薯，切成小塊，加水煮沸半小時，稍冷后用雙層紗布過濾，然后補足失水至所需體積，121℃滅菌20min，即成20％馬鈴薯浸汁。配制時，按每100ml馬鈴薯浸汁加入2g葡萄糖，繼續加熱融化并補足失水。用錐形瓶分裝、加塞、包扎。高壓蒸汽滅菌后，恒溫箱中干燥，再用紫外線照射20分鐘進一步滅菌。(3)接種：在無菌超凈工作臺中將菌株米曲霉Aspergillusoryzaesp.A-Fu03接種到步驟(2)中所得的馬鈴薯液體培養基中。(4)培養：將步驟(3)中得到的接種了菌株米曲霉Aspergillusoryzaesp.A-Fu03的馬鈴薯培養基的錐形瓶，在恒溫振蕩培養箱中培養一定時間后，離心過濾收集菌體，并妥善保存。(5)吸附：采用步驟(2)制備得到的微生物菌體作為吸附劑，對步驟(1)配制的低濃度稀土溶液中的稀土離子進行吸附。具體為向低濃度稀土溶液中投加一定比例的微生物吸附劑，在一定溫度范圍內，震蕩吸附一定時間，用分光光度計分別測定吸附前后稀土離子濃度，計算吸附量q——單位重量菌體吸附量(mg/g)及吸附率R(％)。(6)采用解吸劑對吸附稀土后的微生物吸附劑進行解吸。所述步驟(1)中，低濃度混合稀土浸出液稀土濃度范圍0.1～0.5g/L，酸度為pH為5-7。所述步驟(2)中培養基成分為：馬鈴薯20g；葡萄糖2g；水100mL；自然pH值。上述步驟(4)的吸附用菌體的制備：將菌株米曲霉Aspergillusoryzaesp.A-Fu03接種到馬鈴薯培養基(PDA)液體培養基中擴大培養，搖床溫度設置為30℃，轉速設置為150rpm，連續培養2-3天后，8000rpm離心5min(或者濾紙過濾)收集菌體，用去離子水洗滌3次，稱濕重，并于4℃冰箱中保存備用。圖2為菌體顯微圖像。上述步驟(5)中，最佳菌體加入比為(以干重計，mg)為0.5～1g/L，30℃，150rpm搖床振蕩吸附2h，吸附后4000rpm離心10min(或直接用濾紙過濾)，用分光光度法測定上清中殘留的稀土離子濃度。將上述步驟(5)所收集的吸附了一定量稀土離子的菌體，分別用0.5-1MHCl于200rpm振蕩解吸2h后，過濾，用EDTA測定濾液中富集的稀土離子濃度，得到稀土離子富集產品，計算解吸率。附圖說明圖1為從低濃度稀土浸出液吸附富集稀土工藝流程圖。圖2為經擴大培養的米曲霉Aspergillusoryzaesp.A-Fu03菌絲體顯微圖。具體實施方式下面結合具體實施例對本專利技術作進一步描述，但不限制本專利技術的保護范圍和應用。實施例1一種真菌A-Fu03菌體從低濃度稀土料液中吸附富集稀土離子的方法，包括以下步驟：(1)稀土料液：取自江西贛南某稀土礦貧礦經硫酸銨浸取所得浸出液，采用EDTA容量法滴定稀土離子濃度。將滴定過的料液配制成含稀土離子40mg/L左右具有最佳吸附效果濃度值。pH值為6。(2)培養基配制：用20％馬鈴薯浸汁按每100ml馬鈴薯加入2g葡萄糖的比例，繼續加熱融化并補足失水。用錐形瓶分裝、加塞、包扎。高壓蒸汽滅菌半...

【技術保護點】
一種利用米曲霉菌經培養后菌體吸附低濃度稀土液中稀土離子的方法，其特征在于所述的菌體培養方法為：將米曲霉菌接種于特制的液體培養基中，30℃，150rpm，搖床中培養3～4天，8000rpm離心5min(或者濾紙過濾，靜置沉淀10?30min)收集菌體，用去離子水洗滌3次，為真菌A?FuO3菌體。

【技術特征摘要】
1.一種利用米曲霉菌經培養后菌體吸附低濃度稀土液中稀土離子的方
法，其特征在于所述的菌體培養方法為：將米曲霉菌接種于特制的液體培養
基中，30℃，150rpm，搖床中培養3～4天，8000rpm離心5min(或者濾紙過
濾，靜置沉淀10-30min)收集菌體，用去離子水洗滌3次，為真菌A-FuO3菌體。
2.根據權利要求1所述利用米曲霉菌經培養后菌體吸附低濃度稀土液
中稀土離子的方法，其特征在于：所述的特制液體培養基成分為：每1L液體培
養基中含葡萄糖20g，去皮馬鈴薯200g，水1000ml，自然pH值。
3.根據權利要求1所述利用米曲霉菌經培養后菌體吸附低濃度稀土液
中稀土...

【專利技術屬性】
技術研發人員：尹敬群，
申請(專利權)人：江西省科學院應用化學研究所，
類型：發明
國別省市：江西;36