Спосіб вилучення благородних металів або радіонуклідів із водних розчинів та суспензій
Номер патенту: 27847
Опубліковано: 16.10.2000
Автори: Перцов Микола Валерійович, Юркова Ірина Миколайовна, Естрела-Льопис Вікторіо Рафаелович, Овчаренко Федір Данилович
Текст
1 Способ извлечения благородных металлов или радионуклидов из водных растворов и суспен зий, заключающийся в том, что предвари тельно получа ют биомагнитные агре гаты , состоя щие из клеток микроорганизмов и веществ с магнитными свойствами, а затем вводят указанные биомагнит ные агрегаты в среду, содержащую бла городные металлы или радионуклиды, с последующей маг нитной сепарацией, отличающийся тем, что в ка честве веществ с магнитными свойствами исполь зуют высокодисперсные ферромагнитные части цы, которые смешивают с биомассой клеток мик роорганизмов при соотношении биомасса клеток микроорганизмов: ферромагнитные частицы 1'1,8:2,5 с получением биомагнитных агрегатов, полученные биомагнитные агрегаты вводят в водны й раствор или суспе нзию в ко ли честве о т 0,0003 до 0,05 г/смЗ и выдерживают в течение от 10 до 150 мин, а магнитную сепарацию ведут в непрерывном режиме при пропускании смеси водного раствора или сус-пензии, содержащих благородные металлы или радионуклиды с биомагнитными агрегатами со скоростью от 0,5 до 1 см/с в магнитном поле напряженностью от 0,1 до 0,3 Тл. 2. Способ извлечения благородных металлов или радионуклидов из водных растворов и суспензий по п.1, отл ича ющийся тем, что в качестве фер ромагнитных частиц используют магнетит или ба риевый порошок, или никель-цинковый порошок. 3. Способ извлечения благородных металлов или радионуклидов из водных растворов и суспензий по п.1, отл ича ющийся тем, что в качестве фер ромагнитны х частиц используют магне тит, кото рый предварительно обрабатывают солями мно говалентных металлов с концентрацией от 10,0 до 20,0 мг/дм 3 в течение от 5,0 до 10,0 мин, а в каче стве солей многовалентных металлов используют АІСІз или А!(ЫОз)зили Fe2(SO4)3. Изобретение относится к биотехнологии, а именно к способу извлечения благородных металлов или радионуклидов из водных растворов и суспензий и может быть использовано в золотодобывающей промышленности, в области защиты окружающей среды и т.д. В биотехнологии известны способы извлечения металлов, основанные на растворяющем действии микроорганизмов /биогидрометаллур-гия/, которые или выщелачивают металлы, т.е. переводят их в раствор, или вскрывают и х, растворяя минеральную обо лочк у. Однако процесс это т очень длительный /от суток до десятков суток/, что приводит к целому ряду те хнологических ограничений. Известен способ фло тации золотосодержащи х руд, согласно SU, А, 1231687. Указанный способ предусматривает измельчение руды с разбавлением водой, введение в пульпу флотореагента или флотореагента со вспенивателем и последующее получение концентрата золота или серебра. В пульпу одновременно с флотореагентом или флотореагентом со вспенивателем дополнительно вводят биомассу цианобактерий или зеленых водорослей Chlorella vuigaris. В качестве цианобактерий используют культур у Synechococcus elongatus или Anacystis nicluans. Скорость данного процесса определяется временем, необходимым для встречи в водной суспензии клетки микроорганизма с частицей металла и при стандартных те хнологических условиях не превышает 20 минут, что определяет преимущества биофлотационного процесса перед гидрометаллургией. Однако, в ходе данного процесса, как и в ходе любого фло тационного процесса, в концентрат вместе с биофлокулами, обогащенными полезными компонентами, переходит 5-10% общей массы РУДЫ. Известен также способ извлечения металлов, в частности радионук лидов и платины, из водных растворов и суспензий в соотвествии с в.з. Вели сь О t 00 CM 27847 кобритании 2170736. Известный способ предусматривает выращивание микроорганизмов в стандартных условиях до середины логарифмической фазы роста, отделение их центрифугированием при 9 тыс.об/мин в течение 40 минут. Для повышения сорбционной емкости клеток, т.е, усиления их взаимодействия, например с парамагнитным ионом урана, металл и клетка контактируют в присутствии глицерофосфата. Под действием ферментов клетки из глицерофосфата в процессе гидролиза образуется неорганический ион фосфа та, который взаимодействует на поверхности клетки с ионами металлов, в результате чего образуется нерастворимая соль, в частности, урана. Концентрация глицерофосфата 3,710"3 г/дм 3 и число клеток 1010 -1013 клеток/дм 3. Уран добавляли в форме ацетата урана до концентрации 0,01%. Время контакта -18-20 ч при 20°С с перемешиванием. Отделение биомассы с полезным компонентом проводили в сверхпроводщем электромагните, требующем охлаждения проводников для получения высокого тока в режиме сверхпроводимости до 38°К /обеспечивается жидким азотом при добавлении жидкого гелия/. В результате получают напряженность магнитного поля 8 Тл. Рабочее пространство представлено цилиндром 58x160 мм, куда дополнительно в качестве матрицы введена проволока 0150 мм. Объем про волоки 8%. Суспензия микроорганизмов в растворе металлов выдерживается в магнитном поле, окончание процесса определяется по осветлению суспензии от микроорганизмов. Процесс отделения биомассы прерывный. Данный способ имеет недостатки, связанные с ограниченностью типов извлекаемых металлов только классом парамагнетиков, в частности, платина, стронций, цезий, уран, и требованием к созданию очень высокой напряженности магнитного поля /5-8 Тл/. Известно, что парамагнетики втягиваются в область возрастания градиента магнитного поля, поэтому предлагаемый в указанной заявке метод основан на применении высокоградиентной магнитной сепарации. Требуемые в данном способе высокие значения магнитной индукции связаны с низкой магнитной восприимчивостью всех указанных парамагнитных металлов. Диамагнитные металлы, прежде всего, золото и серебро, в отличие от парамагнетиков, выталкиваются из области максимального градиента магнитного поля и поэтому применение в указанном способе высокоградиентной магнитной сепарации для них принципиально невозможно. Задачей изобретения является создание способа извлечения благородных металлов или радионуклидов из водных растворов и суспензий, в котором используемые материалы и параметры производимых операций позволяют расширить круг извлекаемых благородных, металлов и при этом снизить энергетические затраты. Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом способе извлечения благородных металлов или радионуклидов из водных растворов и суспензий, заключающемся в том, что предварительно получают биомагнитные агрегаты, состоя щие из клеток микроорганизмов и ве ществ с магнитными свойствами, а затем вводят указанные биомагнитные агрегаты в среду, содержащую благородные металлы или радионуклиды с последующей магнитной сепарацией, согласно изобретению, в качестве веществ с магнитными свойствами используют ферромагнитные частицы, которые смешивают с биомассой клеток микроорганизмов при соотношении биомасса клеток микроорганизмов : ферромагнитные частицы = 1 : (1,8 -І -2,5) с по лучением биомагнитных агрегатов, полученные биомагнитные агрегаты вводят в водны й раствор или суспе нзию в ко ли честве о т 0,0003 до 0,05г/см 3 и выдерживают в течение от 10 до 150 мин, а магнитную сепарацию ведут в непрерывном режиме при пропускании смеси водного раствора или суспензии, содержащих благородные металлы или радионуклиды с биомагнитными агрегатами со скоростью от 0,5 до 1 см/с в магнитном поле напряженностью от 0,1 до 0,3 Тл. Предлагаемый способ позволяет извлекать такие благородные метал лы, как золото, серебро, платину, а также радионуклиды: уран, стронций и цезий. При этом величина магнитного поля значи тельно ниже, чем в извест ном способе, что обес печивает экономию энергоресурсов. Это объясня ется тем, что магни тные свойства клеткамносителям придаются не слабо магнитным метал лом-парамагнетиком /х0, /хИО" 4 ' 10'6/ намного меньше, чем у ферромаг нитных частиц, придающих клеткам магнитные свойства и результирующее движение биоагрега тов клетка-магнитная частица-/металлдиамагнетик/ определяется подавляющим влия нием частиц ферромагнетика, т.е. направлено в максимум гради ента напряженности магнитного поля. Это обстоятельство и определяет возмож ность магнитной сепарации не только парамагне тиков, к которым относятся платина, уран, строн ций и цезий, но и диамагнетиков, к которым отно сятся золото, серебро. Рекомендуется в качестве ферромагнитных частиц использовать магнетит или бариевый порошок, или никель-цинковый порошок. Указанные вещества обеспечивают необратимое взаимодействие клеток микроорганизмов /зелены х микроводорослей, цианобактерий, дрожжей/ в результате чего клетки микроорганизмов приобретают магнитные свойства и легко отделяются в магнитном поле. Целесообразно в качестве ферромагнитных частиц, использовать магнетит, который предварительно обрабатывают солями многовалентных металлов с концентрацией от 10,0 до 20,0 мг/дм 3 в течение о т 5 ,0 до 10,0 мин ут, а в качестве солей 27847 многоволентных металлов использовать АІСЬ или А1(ЫО3)з или Fe2 (SO4)3 Указанные соли многовалентных металлов обеспечивают перезарядку отрицательного заряда поверхности магнетита на положительный, что позволяет использовать его для получения биоагрегатов с клетками микроорганизмов. Эффективность извлечения благородных металлов и радионуклидов из истинных растворов определялась на примере золотохлористоводородной кислоты /НАиСЦ 4НгО /, нитрата уранила / ибг (N03)2/, хлоридов стронция / SrCb/ и цезия / CsCI/, из суспензий - на примере золей золота, платины, серебра. Возможность избирательного извлечения тонкодисперсного золота из золотосодержащих руд определялась на фоне глинистных шламов.а также в опытах с исходной золотосодержащей рудой одного из месторождений Украины. Эксперименты проводили на микроводорослях Chlorella vulgarisJlAPr-3, цианобактериях Synech ococcus elongatus № 428 , дрожжа х Creptococcus magnus № 2242 BKM. ПРИ МЕР 1. Микро водоросли Chl.vulgaris ЛАРГ-3 выра щивали на пита тельной среде Тамийя /М.Г.Владимирова и В.Е Семененко. Интенсивное культивирование одноклеточных водорослей. Изд-во. АН СССР. М., 1962, с.43/ в течение 5 суток /конец экспоненциальной фазы роста/, т.к. экспериментально показано, что в этом возрасте наблюдается мак симальное извлечение металлов и селек ти вно сть этого проц есса /SU ,A, 1231687/. Культуральную жидкость центрифугировали при 3 тыс. об/мин в течение 10 минут, биомассу промывали дистиллированной водой. Суспензию магнетита, полученного методом химической конденсации в щелочной среде /Е.Е.Бибик. Приготовление феррожидкости. Колл ж. 1973. 35. С. / перезаряжали путем обрабо тки раствором АІСЬ в концентрации 10 мг/дм 3 в течение 5 минут. Затем частицы магнетита отделяли от раствора соли в магнитном поле, промывали дистиллирован ной водой от избытка соли и суспендировали в дистиллированной воде. Суспензию клеток и магнетита смешивали в соотношении: 1 г био массы /по сухому весу/ к 1,8 г магнетита в течение 5 минут. Полученные биомагнитные агрегаты в количестве 0,0005 г/см 3 помещали в золь золота на 10 минут в соотношении 1 г /по сухому весу/ биомассы хлореллы к 10 мг коллоидного золота. После этого суспен зию подвергали магнитной сепарации при напряженности магнитного поля 0,23 Тл и скорости протока 1 см/с. Данные по коллоидпоголощению золя золота биомагнитными агрегатами приведены в таблице 1 в сравнении с коллоидпоголощением золя золота свободными клетками ПРИМЕР 2 Микроводоросли Chlorella vulgaris ЛАРГ-3 культивировали до возраста 4-х суток и готовили суспензию отмытых клеток аналогично описанию примера 1. Суспензию магнетита перезаряжали путем обработки раствором Fe2(SC4)3 в концентрации 5 мг/дм 3 в течение 10 минут. Затем частицы магнетита отделяли от раствора в магнитном поле, промывали и суспендировали в дистиллированной воде. Суспензию клеток магнетита смешивали в соотношении: 1 г биомассы /по сухому весу/ к 2,0 г магнетита в течение 10 минут. Полученные биомагнитные агрегаты в количестве 0,0005 г/см 3 помещали в суспензию шламов золотосодержащей руды на 15 минут в соотношении 1 г /по сухом у весу/ биомассы хлореллы к 0,5 мг шламов. После этого смесь подвергали магнитной сепарации при напряженности магнитного поля 0,23 Тл и скорости протока 0,5 см/с. Данные по коллоидпоголощению шламов руды биомагнитными агрегатами в сравнении с коллоидпоглощением шламов свободными клетками приведены в табл. 1. ПРИМЕР 3. Цианобактерии Synechococcus elongatus № 428 выращивали на питательной среде Громова /М.Г.Владимирова и В.Е.Семененко. Интенсивное культивирование одноклеточных водорослей. Изд-во АН СССР, М., 1962, с.43/ до 6суточного возраста. Затем готовили суспензию отмытых клеток аналогично описанию примеров 1 или 2. Ферромагнитный никель-цинковый порошок ТУ 6-09-5273-85 марки 1000 НН суспендировали в дистиллированной воде и смешивали с суспензией клеток в соотношении 1 г биомассы к 2,5 г ферромагнитного порошка. Время контакта 5 минут. Полученные биомагнитные агрегаты в количестве 0,020 г/см 3 помещали в золь платины на 20 минут в соотношении 1 г /по сухому весу/ биомассы цианобактерии к 15 мг коллоидной платины. После этого суспензию подвергали магнитной сепарации при напряженности магнитного поля 0,10 Тл и скорости протока 0,8 см/с Данные по коллоидпоглощению золя платины биомагнитными агрегатами приведены в табл. 1 в сравнении с коллоидпоглощением золя платины свободными клетками. ПРИМЕР 4. Цианобактерии Synechococcus elongatus № 428 выращивали на питательной среде Громова до 4-х суточного возраста и готовили суспензию отмытых клеток аналогично описанию примеров 1, 2 или 3. Суспензию магнетита перезаряжали путем обработки раствором АІСЬ в концентрации 10 мг/дм 3 в течение 10 минут. Затем частицы магнетита отделяли от раствора в магнитном поле, промывали и суспендировали в дистиллированной воде. Суспензию клеток и магнетита смешивали в соотношении: 1 г биомассы /по сухому весу/ к 2,0 г магнетита в течение 10 минут. Полученные биомагнитные агрегаты в количестве 0,01 г/см помещали в золь серебра на 20 минут в соотношении 1 г /по сухому весу/ биомассы к 11 мг коллоидного серебра. После этого суспензию подвергали магнитной сепарации при напряженности магнитного поля 0,25 Тл и скорости протока 1 см/с. Данные по коллоидпоглощению золя серебра биомагнитными агрегатами приведены в табл.1 в сравнении с коллоидпоглощением золя серебра свободными клетками. ПРИМЕР 5. Дрожжи Creptococcus magnus № 2242 выращивали на питательной среде, содержащей на 1 дм 3 дистиллированной воды: глюкозы - ЗОг, пептона - 2 г, КН 2РО4 - 2 г, MgSO4 - 0 ,01 г, 27847 дрожжевого экстракта -1 г, в течение 20 часов /до конца экспоненциальной фазы роста/. Суспензию отмытых клеток готовили аналогично описанию примеров 1, 2, 3 или 4. Ферромагнитный бариевый порошок ТУ 6-091452-86 марки Б суспендировали в дистиллированной воде и смешивали с суспензией клеток в соотношении 1 г биомассы /по сухому весу/ к 2,0 г ферромагнитного порошка. Время контакта 10 минут. Полученные биомагнитные агрегаты в количестве 0,035 г/см 3 помещали в раствор золотохлористоводородной кислоты на 80 минут в соотношении 1 г /по сухому весу / биомассы дрожжей к 170 мг Au/в золотохлористоводородной кислоте/. После этого суспензию подвергали магнитной сепарации при напряженности магнитного поля 0,30 Тл, скорость протока 0,5 см/с. Данные по сорбции золотохлористоводородной кислоты биомагнитными агрегатами приведены в табл. 1 в сравнении с сорбцией свободными клетками. ПРИМЕР 6. Цианобактерий Synechococcus elongatus № 428 выращивали на питательной среде Громова до 8-суточного возраста и готовили суспензию отмытых клеток аналогично описанию примеров 1-4. Ферромагнитный бариевый порошок ТУ 6-091452-86 марки Б суспендировали в дистиллированной воде и смешивали с суспензией клеток в соотношении 1 г биомассы /по сухому весу/ к 2,0 г ферромагнитного порошка. Время контакта 15 минут. Полученные биомагнитные агрегаты в количестве 0,008 г/см 3 помещали в раствор нитрата уранила UO2(NCh)2 на 120 минут в соотношении 1 г биомассы /по сухому весу/ цианобактерий к 60 мг урана. После этого суспензию подвергали магнитной сепарации при напряженности магнитного поля 0,25 Тл и скорости протока 1 см/с. Данные по сорбции урана биомагнитными агрегатами приведены в табл.1 в сравнении с сорбцией урана свободными клетками. П РИ МЕР 7 . Зелен ые м икр о водор о сли Chloreiia vuigaris ЛАРГ-3 выращивали на питательной среде Тамийя до 5-суточного возраста и готовили суспензию клеток аналогично описанию примеров 1-6. Суспензию магнетита перезаряжали путем обработки раствором АІ(МОз)з в концентрации 10 мг/дм 3 в течение 5 минут. Затем частицы магнетита отделяли от раствора в магнитном поле, промывали и суспендировали в дистиллированной воде. Суспензию клеток и магнетита смешивали в соотношении: 1 г биомассы /по сухому весу/ к 2,1 г магнетита. Время контакта 5 минут. Полученные биомагнитные агрегаты в количестве 0,05 г/см 3 помещали в раствор хлорида стронция ЗгСіг на 150 минут в соотношении 1 г /по сухом у весу/ биомассы к 120 мг стронция. После этого суспензию под вергали магнитной сепарации при напряженности магнитного поля 0,25 Тл и скорости протока 0,8 см/с. Данные по сорбции стронция биомагнитными агрегатами приведены в табл.1 в сравнении с сорбцией стронция свободными клетками. ПРИМЕР 8. Цианобактерий S.elongatus № 428 выращивали на питательной среде Громова до 7суточного возраста и готовили суспензию отмытых клеток аналогично описанию примеров 1-7. Ферромагнитный бариевый порошок ТУ 6-091452-86 марки Б суспендировали в дистиллированной воде и смешивали с суспензией клеток в соотношении 1 г биомассы /по сухому весу/ к 2,2 г ферромагнитного порошка. Время контакта 10 минут. Полученные биомагнитные агрегаты в количестве 0,03 г/см помещали в раствор хлорида цезия CsCI на 100 минут в соотношении 1 г /по сухому весу/ биомассы цианобактерий к 240 мг цезия. После этого суспензию подвергали магнитной сепарации при напряженности магнитного поля 0,2 Тл и скорости протока 0,7 см/с. Данные по сорбции цезия биомагнитными агрегатами приведены в табл.1 в сравнении с сорбцией цезия свободными клетками. П РИ МЕР 9 . Зе ле ны е м икр о водор о сли Chloreiia vuigaris ЛАРГ-3 выращивали на питательной среде Тамийя до 4-х суточного возраста и готовили суспензию отмытых клеток аналогично описанию примеров 1-8. Суспензию магнетита перезаряжали путем обработки раствором А1(ЫОз)з в концентрации 5 мг/л в течение 5 минут. Затем частицы магнетита отделяли от раствора в магнитном поле, промывали дистиллированной водой и суспендировали в дистиллированной воде. Суспензию клеток и магнетита смешивали в соотношении: 1 г био массы /по сухому весу/ к 2,0 г магнетита. Время контакта 5 минут. Навеску золотосодержащей руды одного из месторождений Украины 200 г разбавляли водой, соотношение твердого к жидкому - Т:Ж=1:4. Пульпу помещали в емкость, где осуществляли интенсивный барботаж воздухом и перемешивание пропеллером, добавляли суспензию биомагнитных агрегатов -150 г на т руды или 0,0003 г на см 3 пульпы. Время агитации 20 минут. Затем пульпу пропускали через магнитное поле напряженностью 0,2 Тл, скорость протока - 1 см/с. Биомагнитные агрегаты с извлеченными из пульпы частицами тонкодисперсного золота удерживались под действием магнитного поля в сепараторе, а после осуществления процесса магнитной сепарации смывались водой и высуши вались для анализа. В дальнейшем этот продукт обогащения именуется концентратом. Пульпа, не содержащая биомагнитные агрегаты и поэтому прошедшая через магнитный сепаратор, именуется хвостами обогащения. Содержание золота /г/т/ в исходной руде, концентрате и хвостах определяли аналитически атомно-адсорбционным методом /см. табл.2 и 3/. Концентраты и хвосты после высушивания взвешивали и их вес определяли в процентах от веса исходной руды. Такое процентное выражение веса концентрата или хвоста называется выходом концентрата или хвоста /В.И.Зеленое. Методика исследования золотосодержащих р уд. М.:Недра, 1973. - 230 с/. Эффективность обогащения определяется показателями извлечения полезного минерала в 27847 концентрат и качеством концентрата , т.е. содержанием полезного компонента в концентрате после обогащения /там же/. Извлечение полезного компонента в концентрат или хвосты определяли по формуле: Извлечение в конц-те / хвосте/, %= Выход х содержание в конц-те Iхвосте содержание в исходной руде Результаты магнитной биосепарации золотосодержащей руды приведены в табл.2. П РИ МЕР 10 . Зеле ные микро во доро сли Chlorella vulgaris ЛАРГ-3 выращивали, суспензию магнетита перезаряжали, затем суспензию клеток и магнетита смешивали аналогично описанию примера 9. Условия проведения магнитной биосепарации описаны также в примере 9, но количество магнитных биоагрегатов 300 г/т или 0,0006 г/см 3. Результаты обогащения золотосодержащей руды приведены в табл.2. П РИ МЕР 1 1 . Зе лен ые м ик ро во до ро сли Chi.vulgaris ЛАРГ-3 выращивали, суспензию магнетита перезаряжали, затем суспензию кле ток и магнетита смешивали аналогично описанию примеров 9 или 10. Условия проведения магнитной биосепарации на золотосодержащей руде также описаны в примерах 9 и 10, но количество магнитных био агрегатов 450 г/т или 0,0009 г/см 3. Результаты обогащения приведены в табл.2. ПРИМЕР 12. Цианобактерии Synechococcus elongatus № 428 выращивали на питательной среде Громова до 7-суточного возраста и готовили суспензию отмытых клеток аналогично описанию примеров 1-11. Суспензию клеток и ферромагнитного бариевого порошка ТУ 6-09-1452-86 марки Б смешивали в соотношении: 1 г биомассы /по сухому весу/ к 2,0 г порошка. Время контакта 7 минут. Навеска золотосодержащей руды 200 г. Соотношение Т:Ж=1:4. Пульпу интенсивно перемешивали пропеллером и барботировали воздухом. В пульпу добавляли суспензию биомагнитных агрегатов 300 г/т руды или 0,0006 г/см 3. Время агитации 20 минут. Затем пульпу пропускали через магнитное поле напряженностью 0,1 Тл, скорость про тока 1см/с. Результаты обогащения приведены в табл.3. ПРИМЕР 13. Цианобактерии S.elongatus № 428 выращивали, готовили суспензию клеток и ферромагнитного бариевого порошка аналогично описанию примера 12. Условия проведения магнитной биосепарации также описаны в примере 12, но напряженность магнитного поля 0,2 Тл. Полученные результаты приведены в табл.3. ПРИМЕР 14. Цианобактерии S.elongatus № 428 выращивали, готовили суспензию клеток и ферромагнитного бариевого порошка аналогично описанию примеров 12 или 13, но напряженность магнитного поля 0,3 Тл. Полученные результаты приведены в табл.3. ПРИМЕР 15. Цианобактерии S.elongatus № 428 выращивали, гото вили суспензию клеток и ферромагнитного бариевого порошка ана логично описанию примеров 12, 13 или 14, но напряженность магнитного поля 0,4 Тл. Полученные результаты приведены в табл.3. П РИ МЕР 1 6 . Зелены е м икро водоро сли Chlorella vulgaris ЛАРГ-3 выращивали на питательной среде Тамийя до возраста 5 суток и готовили суспензию отмытых клеток аналогично описанию примеров 1-15. Суспензию магнетита перезаряжали путем обработки раствором Рег(ЗО4)зв концентрации 15 мг/л в течение 10 минут. Затем частицы магнетита отделяли от раствора в магнитном поле, промывали дистиллированной водой и суспендировали в дистиллированной воде. Суспензию клеток и магнетита смешивали в соотношении: 1 г биомассы /по сухому весу/ к 1,8 г магнетита в течение 8 минут. Полученные биомагнитные агрегаты в количестве 0,0005 г/см помещали в золь золота на 20 минут. После этого смесь подвергали магнитной сепарации при напряженности магнитного поля 0,05 Тл и скорости протока 0,5 см/с. Данные по коллоидпоглощению золя золота биома гни тн ыми а гре га тами пре дставлен ы в табл.1. Полученные результаты ниже, чем в опыте 1, что объясняется низкой напряженностью магнитного поля, в результате чего биомагнитные агрегаты в процессе магнитной сепарации частично вымываются. ПРИМЕР 17 . Цианобактерии S.elongatus № 428 выращивали на питательной среде Громова до возраста 7 суток и готовили суспензию отмытых клеток аналогично описанию примеров 1-16. Ферромагнитный бариевый порошок ТУ 6-091452-86 марки Б суспендировали в дистиллированной воде и смешивали с суспензией клеток в соотношении 1 г биомассы к 2,0 г порошка. Время контакта 5 минут. Полученные биомагнитные агрегаты помещали в золь платины на 10 минут в количестве 0,020 г/см 3. После этого суспензию подвергали магнитной сепарации при напряженности магнитного поля 0,23 Тл и скорости протока 1,5 см/с. Данные по коллоидпоглощению золя платины биома гни тн ыми а гре га там и пре дста влены в табл.1. Более низкое извлечение платины из золя по сравнению с примером 3 объясняется высокой скоростью протока суспензии, при которой часть биомагнитных агрегатов, содержащих золь платины, вымывается. ПРИМЕР 18. Дрожжи Creptococus magnus № 2242 выращивали на питательной среде, приведенной в примере 4, до возраста 20 часов и готовили суспензию отмытых клеток аналогично описанию примеров 1-17. Ферромагнитный никель-цинковый порошок ТУ-6-09-5273-85 марки 100 НН еуспендировали в дистиллированной воде и смешивали с суслен зией клеток в соотношении 1 г биомассы к 1,2 г порошка. Время контакта 8 минут. Полученные биомагнитные агрегаты помещали в раствор ионного золота Н АиСЦ 4Н2О на 80 минут в количестве 0,035 г/см 3. После этого суспензию подвергали магнитной сепарации при напряженности магнитного поля 0,25 Тл и скорости протока 1 см/с. 27847 Данные по сорбции золотохлористоводородной кислоты биомагнитными агрегатами представлены в табл. 1.Более низкое извлечение золота из раствора золотохлористоводородной кислоты по сравнению с примером 5 объясняется недостаточным количеством ферромагнитного порошка. В этом случае часть клеток остается свободной и в процессе магнитной сепарации вымывается в хвосты вместе с сорбированным золотом. Как видно из данных таблицы 1, показатели извлечения благородных металлов и радионуклидов предлагаемым способом при помощи биомагнитных агрегатов выше, чем извлечение свободными клетками /т.е. клетками микроорганизмов, аналогичными используемым в примерах 1-8, но без ферромагнитных частиц/. Э то говорит о том, что свойства эти х микроорганизмов извлекать благородные металлы и радионуклиды в присутствии магнитных частиц не только не уменьшаются, но и увеличиваются. При этом, как следует из примеров 1-8, предлагаемый способ реализует возможность извлекать из водных растворов как пара-, так и диамагнетики при небольших значениях напряженности магнитного поля. Из примеров 16-18 /сравнительные/ следует, что если при реализации предлагаемого способа какой-либо параметр выходит за пределы, ограниченные формулой изобретения, то это отрицательно сказывается на показателях, характеризующи х способ. Так, например, в примере 16 напряженность магнитного поля 0,05 Тл, что ниже оптимальной. Это обстоятельство о трицательно сказывается на результатах коллоидпоглощения золя золота. Такой же эффект наблюдается, если увеличить скорость протока суспензии, содержащей благородные металлы и биомагнитные агрегаты, через магнитный сепаратор /пример 17/. Отрицательный эффект - снижение сорбционной емкости наблюдается, если для приготовления биомагнитных агрегатов использовать недостато чное количество ферромагнитного порошка на единицу биомассы. Например, соотношение биомассы клеток микроорганизмов к ферромагнитным частицам = 1:1,2 /пример 18/. Из данных таблиц 2 и 3 следует, что предлагаемым способом можно извлекать золото не только из золей и растворов, но и из зо лотосодержащей руды. Из примеров 9-15 видно, что по предлагаемому способу в концентрат было извлечено 29-34% золота, что составляет 92% свободного золота / на основании фазового анализа/. Аналогичные результаты были получены при обогащении способом биофло тации /А.С. №1231687/ /см.табл.2/. Однако содержание золота в концентрате при биофлотации значительно ниже /8,5 г/т по сравнению с 23,9-26,0г/т/. Таким образом, качество концентрата по предлагаемому способу возросло в 3 раза даже на бедных рудах с низким содержанием золота(1,7 г/т) в исходной руде. Выше приведены лишь некоторые конкретные примеры реализации изобретения. Однако возможны и другие варианты, не выходящие по су ществу за пределы, ограниченные формулой изобретения. 13. Таблица 1 Биомагнитные агрегаты Свободные Согласно изобретения Сравнительные примеры клетки Пример 1 14,8 — 12,0 Пример 2 0,35 — 0,3 Пример 3 4,0 — 3,6 Пример 4 11,2 — 11,0 Пример 5 170,0 — 156,0 Пример 7 95,0 — 90,0 Пример 8 108,2 — 105,5 Пример 16 — 8,0 12,0 Пример 17 — 0,05 0,3 Пример 18 — 121,3 154,7 Показатели извлечения*, ~ ^ -\М Г/ Г ас в Примеры"4"-^ Показатели извлечения благородных металлов и радионуклидов: сорбционная емкость, мг ионов/г биомассы -для ионов; коллоидпоглощение, мг частиц/г биомассы - для коллоидных частиц. Таблица 2 Примеры Продукты 9 Выход,% Концентрат 1,9 Содержание золота, г/т 26,0 Извлечение золота, % 29,1 Хвосты 98,1 1,23 70,9 Исходная руда 100 1,7 100 27847 10 2,1 24.4 30,1 Хвосты 97,9 1.21 69,9 Исходная руда 100 1,7 100 Концентрат 2,4 23.9 33,7 Хвосты 97,6 1.16 66,3 Исходная руда 11 Концентрат 100 1,7 100 Концентрат Хвосты Исходная руда 6,9 93,1 100 Биофлотация /SU.A, 1231687/ 8,5 34,5 0,15 66,5 1,7 100 Таблица 3 Примеры Продукты Выход, % 1,22 70,2 100 1,7 100 Концентрат 1,9 30,0 33,9 98,1 1.15 66,1 Исходная руда 100 1,7 100 Концентрат 1,7 30,0 34,0 Хвосты 98,3 1,14 66,0 Исходная руда 100 1,7 100 Концентрат 1,5 38,2 33,7 Хвосты 98,5 1,14 66,3 Исходная руда 15 97,9 Хвосты 14 2,1 Исходная руда 13 Концентрат Хвосты 12 Содержание золота, г/т 24,1 100 1,7 100 Извлечение золота, % 29,8 ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Бульв. Лесі Українки, 26, Київ, 01133, Україна (044)254-42-30,295-61-97 Підписано до друку /(£ .£4 2001 р. Формат 60 x84 1 /8. Обсяг О §Ц обл.-вид.арк. Тираж 50 прим. Зам. УкрІНТЕІ Вул. Горького, 180, Київ, 03680 МСП, Україна (044) 268-25-22
ДивитисяДодаткова інформація
Автори англійськоюYurkova Iryna Mykolaiovna, Ovcharenko Fedir Danylovych, Pertsov Mykola Valeriiovych
Автори російськоюЮркова Ирина Николаевна, Овчаренко Федор Данилович, Перцов Николай Валерьевич
МПК / Мітки
МПК: B03C 1/00
Мітки: радіонуклідів, благородних, спосіб, металів, вилучення, водних, суспензій, розчинів
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-27847-sposib-viluchennya-blagorodnikh-metaliv-abo-radionuklidiv-iz-vodnikh-rozchiniv-ta-suspenzijj.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб вилучення благородних металів або радіонуклідів із водних розчинів та суспензій</a>
Попередній патент: Газовий пальник
Наступний патент: Шахи
Випадковий патент: Установка для розпилення рідини