專利名稱：堆式生物浸提輸送系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種堆式生物浸提作業(yè)，更具體地涉及一種物質(zhì)向一個進(jìn)行生物浸提的堆中的輸送。
背景技術(shù)：
礦物堆生物浸提是一種迅速發(fā)展中的實踐，對于低品位硫化礦物中賤金屬的提取來說尤其如此。通過接種生物浸提微生物，就有可能引發(fā)含亞鐵和硫根的堆中的氧化，導(dǎo)致殘金屬的釋放和增溶，用于隨后的溶液回收。
堆式浸提作業(yè)中金屬的有效提取在實質(zhì)性程度上取決于這些堆中的微生物學(xué)活性。這種活性受到至少兩個因素影響，即能溶出礦物質(zhì)的微生物細(xì)胞的均勻有效分布或接種和該微生物細(xì)胞的最佳營養(yǎng)物利用率。
已知的是，通過在將礦物微粒堆積成堆之前把一種接種物施用到這些微粒上，或采用一種燒結(jié)工藝，能實質(zhì)上均勻地給礦物微粒接種。一種更常見的接種方法是通過使萃余液、富集液溶液或中間體液溶液再循環(huán)來沖洗礦物堆。后一種方法往往由于如下事實而被resorted在堆浸工藝開始時，尤其在堆垛階段期間，可能得不到大量適用接種物。
為了便利微生物生長和活性，要求某些最佳濃度的營養(yǎng)物化合物。如果將這些營養(yǎng)物添加到?jīng)_洗溶液中，則它們可能在該溶液經(jīng)由礦物堆滲移時從溶液中沉淀出來。這有效地使這些營養(yǎng)物從該溶液中脫除，因而這些營養(yǎng)物不能供微生物消費利用。
增加營養(yǎng)物化合物在沖洗溶液中的添加量是所不希望的，因為會從這樣的添加產(chǎn)生的沉淀增加了。這又會損害那些促進(jìn)浸提工藝所希望的化學(xué)物理因素。如果營養(yǎng)物化合物沉淀出來，則堆中的微生物種群就需要在亞營養(yǎng)環(huán)境中生產(chǎn)，這會導(dǎo)致亞最佳生物浸提活性。
如果將微生物接種物添加到?jīng)_洗溶液中并供給到諸如礦物堆的頂上，則由于如下事實而造成該接種物的亞最佳分布該溶液所通過的礦物材料會對滲移中的微生細(xì)胞產(chǎn)生附著和過濾效應(yīng)，從而造成堆內(nèi)的不均勻微生物分布。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種向遭遇生物浸提的堆中輸送一種物質(zhì)的方法，包括如下步驟產(chǎn)生該物質(zhì)微粒的氣態(tài)懸浮液，和將該懸浮液導(dǎo)入該堆中。
該物質(zhì)可以包括任何適用組成的一種或多種營養(yǎng)物、微生物接種物、或上述物質(zhì)的任何適當(dāng)混合物。
這些營養(yǎng)物可以選自磷酸鹽、氨、鉀、和更一般地說，業(yè)內(nèi)已知對于促進(jìn)堆浸工藝內(nèi)微生物活性所希望的營養(yǎng)物。本發(fā)明無論如何不限于這一方面。
導(dǎo)入堆中的微生物接種物是按照至少考慮下列因素的要求選擇的要浸提的一種或多種金屬；環(huán)境條件，包括堆的溫度；營養(yǎng)物的可得性；和類似參數(shù)。
該接種物可以含有植物性微生物細(xì)胞，但較好利用超微細(xì)菌(UMB)。超微細(xì)菌是以一種能引起尺寸縮小的方式培養(yǎng)的微生物。作為這樣尺寸縮小的后果，增加了該氣態(tài)懸浮液的容納量。
對于該氣態(tài)懸浮液中的微粒來說，落入本發(fā)明范圍內(nèi)的是固體，但較好該微粒呈液體形式即小液滴。
粒度應(yīng)當(dāng)?shù)陀?0μm、較好在5～10μm范圍內(nèi)。
該微?？梢詮暮性撐镔|(zhì)即一種或多種營養(yǎng)物和微生物細(xì)胞的液態(tài)懸浮液產(chǎn)生。
微拉的氣態(tài)懸浮液可以使用任何適當(dāng)技術(shù)導(dǎo)入該堆中，且本發(fā)明不限于這一方面。較好將該懸浮液注射到一股用來使該堆曝氣的空氣流中。
本發(fā)明可以包括使該空氣流的相對濕度提高的步驟。該空氣流的相對濕度可以提高到在給定環(huán)境中盡可能高的水平。
附圖簡單說明本發(fā)明進(jìn)一步以舉例方式參照附圖加以描述，其中

圖1示意性地說明本發(fā)明方法中使用的一種氣溶膠發(fā)生器，圖2示意性地說明一種用于將以圖1中所示方式產(chǎn)生的氣溶膠導(dǎo)入一個遭遇生物浸提工藝的堆中的技術(shù)，和圖3說明在一個堆內(nèi)氣溶膠小滴與礦物微粒的一種可能相互作用。
具體實施例方式
附圖中的圖1說明本發(fā)明方法中使用的一種氣溶膠發(fā)生器10。該發(fā)生器的功能是從營養(yǎng)物與微生物細(xì)胞的混合物的液態(tài)懸浮液14產(chǎn)生微細(xì)液態(tài)微粒12的氣態(tài)懸浮液。
無任何限制，該液態(tài)懸浮液14中的營養(yǎng)物可以包括磷酸鹽，氨和鉀。
該液態(tài)懸浮液14中的微生物細(xì)胞可以是植物性微生物細(xì)胞，但如同已經(jīng)指出的，較好利用超微細(xì)菌(UMB)。超微細(xì)菌是以一種能除去其多糖胞外被膜的方式即一種往往導(dǎo)致細(xì)胞尺寸縮小的工藝培養(yǎng)的微生物。
當(dāng)細(xì)胞懸浮液長期暴露于饑餓條件時，細(xì)胞會發(fā)生變化以應(yīng)對不利的生長環(huán)境。該細(xì)菌通過一系列饑餓-存活響應(yīng)來適應(yīng)變化，包括細(xì)胞尺寸縮小、細(xì)胞貯存產(chǎn)物的使用、內(nèi)源呼吸速率降低、蛋白質(zhì)降解、RNA減少、和特異性饑餓蛋白質(zhì)產(chǎn)生(Ref1)。
饑餓細(xì)胞比充足尺寸細(xì)胞小得多，有顯著較少的多糖-蛋白質(zhì)復(fù)合物(Ref2；Ref3)。通常稱為超微細(xì)菌的小饑餓細(xì)胞，可以有直徑0.3μm或更小的量級。超微細(xì)菌饑餓后是休眠的，但用營養(yǎng)物刺激可以使其復(fù)蘇(Ref3；Ref4；Ref5)。
作為尺寸縮小和減少多糖-蛋白質(zhì)復(fù)合物產(chǎn)生的一個后果，每個小液滴可以攜帶的每單位體積的細(xì)胞數(shù)增加了。也發(fā)現(xiàn)的是，該氣溶膠發(fā)生器的維護(hù)要求降低了。
氣溶膠發(fā)生器10包括含有液體14的容器16和出口管18，后者的入口管20在液體14的液面22以下。在液面22以上的容器內(nèi)空氣空間由未顯示的任何適用器加壓。這迫使液體14如借助于箭頭26所指出的那樣經(jīng)由管18向上朝著有霧化噴嘴性質(zhì)的折流板28移動。當(dāng)該液體被迫通過該折流板時，它縮小成構(gòu)成氣溶膠30的直徑5～10μm范圍內(nèi)的小液滴。
圖2說明一種遭遇生物浸提工藝的、任何適當(dāng)種類的礦物微粒堆36。這里不詳細(xì)解釋生物浸提工藝，因為一般地說它是業(yè)內(nèi)已知的。本解釋限定于呈小液滴形式的液體14向堆36中輸送的方法。
空氣支管38經(jīng)由該堆的下部區(qū)域延伸，而且在該堆內(nèi)部不同位置有多個出口噴嘴40。
圖1中所示的氣溶膠發(fā)生器10在一個靠近堆36的位置與支管38連接。該支管由一臺鼓風(fēng)機40進(jìn)料，該鼓風(fēng)機產(chǎn)生一股送往如濕器44的恒定加壓空氣流42。該加濕器含有一種逆流水噴霧46，后者使該空氣的相對濕度提高到在該環(huán)境下盡可能高的水平。加了濕的空氣經(jīng)由出口48離開該加濕器，然后在該空氣送入堆內(nèi)的支管中之前將氣溶膠30注入該空氣供給中。
圖2中所示的氣溶膠輸送系統(tǒng)產(chǎn)生大到足以含有微生物細(xì)胞但小到足以由通常用于使礦物堆36曝氣的加濕空氣流攜帶的小液滴。通過將該氣溶膠注入空氣供給支管中，將微生物細(xì)胞和營養(yǎng)物輸送到該堆內(nèi)礦物微粒的暴露表面上。這一過程進(jìn)行時不會產(chǎn)生前面已經(jīng)提到的、對這種輸送方式造成沖擊的吸附效應(yīng)和過濾效應(yīng)。
氣溶膠小液滴是在氣態(tài)懸浮液(加濕空氣流)中輸送的，因此，這些小液滴在堆36內(nèi)的滲移途徑，與液體滲移即當(dāng)用適當(dāng)溶液從上方?jīng)_洗該堆時的情況相比，受到顯著較小的阻礙。該氣溶膠小液滴也更迅速地穿透該堆。由于這些小液滴沒有與礦物質(zhì)表面接觸而是經(jīng)過，因而沉淀(在營養(yǎng)物的情況下)和吸附(在微生物細(xì)胞的情況下)的風(fēng)險降低了。因此，在該堆內(nèi)部可以達(dá)到和維持細(xì)胞分布與營養(yǎng)物補充的更大均勻性。
圖3說明將液體14施用到堆36內(nèi)的礦物微粒50上的一種可能途徑。含有小液滴30的加濕空氣流52是從噴嘴40(見圖2)之一注入堆36中的。該空氣與所夾帶的小液滴30一起沿微粒50之間的無數(shù)途徑向上滲透。這些小液滴當(dāng)與礦物微粒50碰撞時破裂，如用參考號54所指出的，小液滴中的液體就濺射涂布該微粒的表面。這個過程導(dǎo)致該接種物和營養(yǎng)物在該堆內(nèi)的整個礦物體上的有效和廣泛分布。很清楚，通過該支管的空氣噴嘴40在該堆內(nèi)的戰(zhàn)略性配置，就可以至少在有限程度上控制分散程度。因此，在頗大的程度上，在礦物堆已經(jīng)形成之后且必要時在繼續(xù)的基礎(chǔ)上，實質(zhì)上均勻地給該堆接種或供給營養(yǎng)物就成為可能。
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權(quán)利要求
1.一種向一個遭遇生物浸提的堆中輸送一種物質(zhì)的方法，包括下列步驟產(chǎn)生該物質(zhì)的微粒的一種氣態(tài)懸浮液，和將該懸浮液導(dǎo)入該堆中。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其中，該物質(zhì)包括下列中至少一種任何適用組成的一種或多種營養(yǎng)物，和一種微生物接種物。
3.按照權(quán)利要求2的方法，其中，該營養(yǎng)物選自那些在堆浸工藝內(nèi)促進(jìn)微生物活性者。
4.按照權(quán)利要求3的方法，其中，該營養(yǎng)物選自磷酸鹽，氨和鉀。
5.按照權(quán)利要求2～4中任何一項的方法，其中，該微生物接種物包括下列中至少一種植物性微生物細(xì)胞和超微細(xì)菌。
6.按照權(quán)利要求1～5中任何一項的方法，其中，該微粒呈液體形式。
7.按照權(quán)利要求1～6中任何一項的方法，其中，該微粒的粒度小于20μm。
8.按照權(quán)利要求1～7中任何一項的方法，其中，該微粒的粒度在5～10μm范圍內(nèi)。
9.按照權(quán)利要求1～8中任何一項的方法，其中，該微粒是從一種含有該物質(zhì)的液體懸浮液產(chǎn)生的。
10.按照權(quán)利要求1～9中任何一項的方法，其中，將該懸浮液注入到一股用來使該堆曝氣的空氣流中。
11.按照權(quán)利要求10的方法，包括提高該空氣流的相對濕度的步驟。
全文摘要
一種堆式浸提方法，其中，將一種含有微生物接種物或營養(yǎng)物的氣態(tài)懸浮液導(dǎo)入該堆中。
文檔編號C22B3/18GK1633510SQ03803867
公開日2005年6月29日 申請日期2003年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月14日
發(fā)明者C·杜普勒斯 申請人:Bhp比利頓有限公司