釩廣泛應(yīng)用于鋼鐵行業(yè),且其在化工、釩電池、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用日益劇增,因此釩的提取及回收引起廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)釩提取與回收工藝?yán)速M(fèi)嚴(yán)重、產(chǎn)品雜質(zhì)多,且容易造成嚴(yán)重的環(huán)境污染,因此探究釩的新型提取回收工藝尤為重要。采用混合好氧異養(yǎng)微生物生物浸出石煤中的釩,結(jié)果顯示好氧異養(yǎng)微生物可從石煤中有效提取釩。在前三個(gè)周期中,釩浸出濃度保持在較高水平,最高浸出濃度分別達(dá)到0.659 mg/L,0.676 mg/L和0.707 mg/L。反應(yīng)后在石煤表面發(fā)現(xiàn)明顯的腐蝕坑,石煤中V(V)含量顯著降低。高通量16S r RNA基因測(cè)序分析發(fā)現(xiàn),金屬氧化菌屬Acidovorax,Delftia及利于金屬浸出菌屬Pseudomonas在浸出體系中富集明顯。用嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌提取不同含釩礦物中的釩,結(jié)果發(fā)現(xiàn)石煤和熟料的浸出效果較好。泥漿密度、接種量、初始pH和初始Fe~(2+)濃度對(duì)浸出效果有影響,在泥漿密度為3%、接種物為10%、初始pH為1.8、初始Fe~(2+)濃度為3g/L的條件下,石煤和熟料的回收率均可達(dá)到最大值,分別為50%和59%。X射線熒光光譜與能譜分析均證實(shí)礦物中的釩含量減少。浸出前后礦物中的釩形態(tài)分析結(jié)果表明,嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌主要把石煤和熟料中以酸提取態(tài)及可氧化態(tài)形式存在的釩有效浸出。合成一種納米離子交換樹脂型吸附劑HZO-201,探究其選擇性吸附回收釩的效果。與原始樹脂相比,HZO-201的吸附性能更佳,釩的吸附量高達(dá)120mg/g,在競(jìng)爭(zhēng)離子存在時(shí),其選擇性吸附釩的特性更優(yōu)。選用5%NaOH+10%NaCl進(jìn)行解吸,解吸率為91.2%。HZO-201對(duì)釩吸附的動(dòng)力學(xué)符合Pseudo-Second-Order Model模型,吸附熱力學(xué)符合Langmuir模型。綜上,本研究利用環(huán)境友好的生物浸出技術(shù)提取礦物中的釩,并開發(fā)新型吸附劑HZO-201選擇性富集釩,形成一個(gè)完整的從礦物中提取回收釩的新型工藝。研究結(jié)果為含釩礦物的綠色冶煉提供了可靠的理論依據(jù)與技術(shù)支撐。
【學(xué)位單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TF841.3
【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 釩的性質(zhì)及應(yīng)用
        1.1.2 釩礦資源及分布
    1.2 提釩工藝研究概況
    1.3 生物浸出研究概況
        1.3.1 浸出微生物
        1.3.2 微生物浸出機(jī)理
        1.3.3 影響因素
        1.3.4 研究現(xiàn)狀及優(yōu)勢(shì)
        1.3.5 微生物浸出釩研究進(jìn)展
    1.4 含釩溶液中回收釩的研究概況
        1.4.1 回收方法
        1.4.2 離子交換法回收釩研究及應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.5 研究目的、內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究?jī)?nèi)容
        1.5.3 研究創(chuàng)新點(diǎn)
    1.6 技術(shù)路線
第2章 混合好氧異養(yǎng)微生物浸出釩性能研究
    2.1 引言
    2.2 材料與方法
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
        2.2.3 物化分析方法
        2.2.4 微生物分析與表達(dá)
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 生物浸出性能
        2.3.2 物理表征
        2.3.3 微生物分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌浸出釩性能研究
    3.1 引言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
        3.2.3 測(cè)試方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 生物浸出性能
        3.3.2 影響因素
        3.3.3 物理表征
        3.3.4 形態(tài)分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 改性離子交換樹脂選擇性吸附釩的研究
    4.1 引言
    4.2 材料與方法
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
        4.2.3 測(cè)試方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 HZO-201物理表征
        4.3.2 HZO-201吸附性能
        4.3.3 靜態(tài)吸附
        4.3.4 動(dòng)態(tài)吸附
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與建議
    5.1 結(jié)論
    5.2 建議
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2845840