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为探索微生物浸出石煤矿中钒的可行性和最佳工艺条件,采用氧化亚铁硫杆菌及其混合菌浸出高硫含钒石煤矿中的钒。单因素试验中,考察了矿浆浓度、浸出温度、初始pH、振荡转速对钒浸出率的影响,并对浸出过程中浸出液中pH、Eh、Fe2+浓度、全铁浓度、V浸出率等参数进行了检测。在单因素实验的基础上,运用Box-Behnken设计原理和响应曲面分析法对浸出温度、初始pH、振荡转速等工艺条件进行了优化。并在优化工艺条件下采用好氧厌氧交替强化浸出含钒石煤矿。最后,在最优条件下浸出末期的矿样进行电镜扫描以观察矿样浸出前后的形貌变化。研究表明:(1)采用氧化亚铁硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌的混合菌及未加菌种的培养液分别浸出含钒石煤,结果表明,氧化亚铁硫杆菌及其混合菌对钒的浸出效果优于未加菌种的浸出效果。(2)采用氧化亚铁硫杆菌浸出石煤矿中钒,①单因素浸出实验,最佳工艺条件为:矿浆浓度为3%,浸出温度30℃,初始pH 2.0,振荡转速150 r/min。此条件下,钒浸出率为67.8%。②响应曲面实验,钒浸出率的工艺优化条件为:浸出温度32℃,初始pH 2.1,振荡转速147 r/min。在此条件下,理论钒浸出率为70.38%。在优化工艺条件下进行验证性实验,钒浸出率的平均实测值为69.2%,与预测值基本相符,表明该模型较为准确。③强化试验中,矿浆浓度为3%,浸出温度32℃,初始pH 2.1,振荡转速147 r/min,在好氧厌氧交替强化浸出下,钒浸出率为65%左右。④电镜扫描实验中,采用扫描电镜观察矿样浸出前后的变化,结果表明,氧化亚铁硫杆菌能吸附于矿物表面,并对矿物起氧化分解作用。(3)采用氧化亚铁硫杆菌的混合菌浸出含钒石煤,①单因素浸出实验,最佳工艺条件为:矿浆浓度为3%,浸出温度35℃,初始pH 1.8,振荡转速150 r/min。此条件下,钒浸出率为68.5%。②响应曲面实验,钒浸出率的工艺优化条件为:浸出温度34.5℃,初始pH 1.82,振荡转速161 r/min。在此条件下,理论钒浸出率为69.2%。在优化工艺条件下进行验证性实验,钒浸出率的平均实测值为68.5%,与预测值基本相符,表明该模型较为准确。③强化试验中,浸出温度34.5℃,初始pH 1.82,振荡转速161 r/min,在好氧厌氧交替强化浸出条件下,钒浸出率为67.0%左右。④采用扫描电镜观察浸出前后矿样的变化,结果表明,氧化亚铁硫杆菌的混合菌能吸附于矿物表面,并对矿物起氧化分解作用。