·396· 北京科技大学学报 第33卷 现在原油和石油馏分油脱硫、废水中硫化物处理以 为60mm和80mm,高度分别为500mm和600mm, 及有害气体（去除H,S、S0)脱硫方面5-.对含硫 壁厚5mm.浸出柱的上下方均设有上下液位罐，均 矿石的处理研究，主要以煤炭脱硫与黄铁矿烧渣脱 为方形塑料桶. 硫的研究为主).利用细菌降低硫化矿中无机硫 SO}浓度检测采用甲基红指示滴定法进行 含量，从而降低矿石自燃倾向性具有重要意义. 滴定.矿石的自燃倾向性实验是通过监测脱硫前 1实验材料与装置 后矿石的氧化增重率与自燃点，涉及的主要设备 有恒温恒湿箱、坩埚电阻炉以及温度记录仪.恒 1.1实验材料 温恒湿箱型号为HS-100,工作室尺寸为400mm× 实验采用的氧化亚铁硫杆菌有三株：一株是新 450mm×500mm,温度控制范围为10~100℃， 桥硫铁矿驯化菌(T.「-1)：一株分离自新桥硫铁矿 湿度控制范围为85%~98%，升温速率为0.7~ 的原始菌(T.「-2)；一株来自本实验室培育的菌株 1.2℃·min-1.坩埚电阻炉型号为SG2-5-10,炉 (T.f-3). 膛尺寸为200mm×250mm,最高温度可达1000 实验用的硫铁矿来自安徽铜陵新桥硫铁矿，硫 ℃，电压220V,功率为5kW.温度记录仪型号为 的质量分数为45.87%，存在极大自燃危险性.其中 AI518,测量范围为-50~1300℃，采样周期为 硫主要以黄铁矿的形式存在，铁的质量分数为 8次·s1,控制周期为0.24~300s,电压220V, 40.13%. 功率为5W 在细菌脱硫实验中，矿石破碎后粒度为 2实验结果 -14mm,再根据实验方案要求进行筛分.矿石筛分 后用塑料袋密封，然后保存于干燥处中备用.在矿 2.1细菌脱硫柱浸实验 石自燃倾向性测试中，试样采用人工在研钵中研磨 实验考察的因素有溶液pH值、布液强度、刊矿石 至-40目. 粒径和菌株.通过均匀设计法确定实验方案如 1.2实验装置 表1所示，共进行6组实验.实验中细菌接种量均 浸出圆柱为自制的有机玻璃圆柱体，内径分别 为10%. 表1高硫矿细菌浸出柱浸实验方案 Table 1 Column leaching scheme of high-sulfur ores by bacteria 项目 pH值 布液强度/八L·m2h1) 粒径/mm 菌株 直径/mm 装矿量/g 浸出液L 柱1 2.7 240 2w4 T.f-2 60 1437 5.0 柱2 2.1 480 4~6 T.f-2 60 1435 9.2 柱3 1.5 160 6✉8 T.f-3 60 1538 3.6 柱4 3.0 400 8~10 T.f-3 60 1683 8.0 柱5 2.4 形 10~12 T.f-l 80 2779 2.2 柱6 1.8 360 12~14 T.f-1 80 2782 6.6 细菌脱硫柱浸装置如图1所示，自右到左分别 为柱1至柱6.浸出实验共进行了44d. 脱硫率反映了细菌脱硫前后矿石含硫量的变 化.液计脱硫率是浸出液的含硫量与矿石的初始含 硫量之比，如下式所示，它能得到脱硫过程中的实时 脱硫率： ns (1) QC 式中：P,为液计脱硫率：α，为第i级浸出合格液质量 图1细菌脱硫柱浸实验照片 浓度，gL;V为第i级浸出合格液的体积，L:Q为 Fig.1 Photos of bacterial desulfurization and column leaching 原矿石干质量，g:C1为原矿石品位 细菌液计脱硫率变化规律如图2所示.图2表北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 现在原油和石油馏分油脱硫、废水中硫化物处理以 及有害气体( 去除 H2 S、SO2 ) 脱硫方面［5--7］． 对含硫 矿石的处理研究，主要以煤炭脱硫与黄铁矿烧渣脱 硫的研究为主［8--9］． 利用细菌降低硫化矿中无机硫 含量，从而降低矿石自燃倾向性具有重要意义． 1 实验材料与装置 1. 1 实验材料 实验采用的氧化亚铁硫杆菌有三株: 一株是新 桥硫铁矿驯化菌( T． f--1) ; 一株分离自新桥硫铁矿 的原始菌( T． f--2) ; 一株来自本实验室培育的菌株 ( T． f--3) ． 实验用的硫铁矿来自安徽铜陵新桥硫铁矿，硫 的质量分数为 45. 87% ，存在极大自燃危险性． 其中 硫主要以黄铁矿的形式存在，铁的质量分数为 40. 13% ． 在 细 菌 脱 硫 实 验 中，矿 石 破 碎 后 粒 度 为 － 14 mm，再根据实验方案要求进行筛分． 矿石筛分 后用塑料袋密封，然后保存于干燥处中备用． 在矿 石自燃倾向性测试中，试样采用人工在研钵中研磨 至 － 40 目． 1. 2 实验装置 浸出圆柱为自制的有机玻璃圆柱体，内径分别 为 60 mm 和 80 mm，高度分别为 500 mm 和 600 mm， 壁厚 5 mm． 浸出柱的上下方均设有上下液位罐，均 为方形塑料桶． SO2 － 4 浓度检测采用甲基红指示滴定法进行 滴定． 矿石的自燃倾向性实验是通过监测脱硫前 后矿石的氧化增重率与自燃点，涉及的主要设备 有恒温恒湿箱、坩埚电阻炉以及温度记录仪． 恒 温恒湿箱型号为 HS--100，工作室尺寸为 400 mm × 450 mm × 500 mm，温度控制范围为 10 ～ 100 ℃ ， 湿度控制范围为 85% ～ 98% ，升温速率为 0. 7 ～ 1. 2 ℃·min － 1 ． 坩埚电阻炉型号为 SG2--5--10，炉 膛尺寸为 200 mm × 250 mm，最高温度可达 1 000 ℃ ，电压 220 V，功率为 5 kW． 温度记录仪型号为 AI--518，测量范围为 － 50 ～ 1 300 ℃ ，采样周期为 8 次·s － 1 ，控制周期为 0. 24 ～ 300 s，电压 220 V， 功率为 5 W． 2 实验结果 2. 1 细菌脱硫柱浸实验 实验考察的因素有溶液 pH 值、布液强度、矿石 粒径和菌株． 通过均匀设计法［10］确定实验方案如 表 1 所示，共进行 6 组实验． 实验中细菌接种量均 为 10% ． 表 1 高硫矿细菌浸出柱浸实验方案 Table 1 Column leaching scheme of high-sulfur ores by bacteria 项目 pH 值 布液强度/( L·m － 2 ·h － 1 ) 粒径/mm 菌株 直径/mm 装矿量/g 浸出液/L 柱 1 2. 7 240 2 ～ 4 T． f--2 60 1 437 5. 0 柱 2 2. 1 480 4 ～ 6 T． f--2 60 1 435 9. 2 柱 3 1. 5 160 6 ～ 8 T． f--3 60 1 538 3. 6 柱 4 3. 0 400 8 ～ 10 T． f--3 60 1 683 8. 0 柱 5 2. 4 80 10 ～ 12 T． f--1 80 2 779 2. 2 柱 6 1. 8 360 12 ～ 14 T． f--1 80 2 782 6. 6 细菌脱硫柱浸装置如图 1 所示，自右到左分别 为柱 1 至柱 6． 浸出实验共进行了 44 d． 脱硫率反映了细菌脱硫前后矿石含硫量的变 化． 液计脱硫率是浸出液的含硫量与矿石的初始含 硫量之比，如下式所示，它能得到脱硫过程中的实时 脱硫率: Pl = αiVi Q1C1 ( 1) 式中: Pl为液计脱硫率; αi为第 i 级浸出合格液质量 浓度，g·L － 1 ; Vi为第 i 级浸出合格液的体积，L; Q1为 原矿石干质量，g; C1为原矿石品位． 图 1 细菌脱硫柱浸实验照片 Fig． 1 Photos of bacterial desulfurization and column leaching 细菌液计脱硫率变化规律如图 2 所示． 图 2 表 ·396·