Способ получения молибдена из разбавленных водных растворов

 

Изобретение относится к биотехнологии , касается извлечения молибдена из разбавленных водных растворов с помощью микроорганизмов и может быть использовано при получении металлов гидрометаллургическим путем, а также при очистке промышленных сточных вод. Целью изобретения является упрощение и удешевление способа извлечения молибдена из разбавленных растворов. Способ заключается в введении в очищаемый раствор , содержащий молибден при его начальной концентрации 250-100 мг/л, предварительно вьфащенной биомассы микроорганизмов, перемепивании раствора в течение 10-20 мин при рН 1,0- 2,0. Биомассу отделяют фильтрованием или центрифугированием и извлекают молибден, проводя его десорбцию водой при рН 6,0-1,0 или сжигая биомассу . Способ позволяет извлекать молибден на 90-100%. 1 табл.. о S Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к двторСК0ММСвиДЕткЛьСтвм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4282062/31-13 (22) 13 ° 07.87 (46) 15.03.89. Бюл. У 10 (71) Институт микробиологии АН СССР (72) Г.И. Каравайко, Э.П. Гужова и Г.И. Храпцова (53) 663. 15 (088.8) (56) Патент СНА Р 4519912, кл. С 02 F 3/34, 1985.

Авторское свидетельство СССР

У 922088, кл . С 02 Р 3/28, 1980. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОЛИБДЕНА

ИЗ РАЗБАВЛЕННЫХ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ (57) Изобретение относится к биотехнологии, касается извлечения мо° либдена из разбавленных водных растворов с помощью микроорганизмов и может быть использовано при получе1

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к способу получения молибдена из разбавленных водных растворов с помощью микроорганизмов, и может быть использовано при получе нии металлов гидрометаллургическим путем, а также при очистке промышленных сточных вод.

Целью изобретения является упрощение и удешевление способа получения молибдена из разбавленных растворов.

Способ осуществляют следующим образом.

В водный раствор, содержащий молибден при его начальной концентрации 250-100 мг/л, вводят предварительно выращенную биомассу микроор„„Я0„„1465453 А1 (50 4 С 12 N 1/00, С 02 F 3/34//

// С 22 В 3/00 нии металлов гидрометаллургическим путем, а также при очистке промыш- ленных сточных вод. Целью изобретения является упрощение и удешевление способа извлечения молибдена из разбавленных растворов. Способ заключается в введении в очищаемый раствор, содержащий молибден при его начальной концентрации 250-100 мг/л, предварительно выращенной биомассы микроорганизмов, перемешивании раствора в течение 10-20 мин при рН 1,02,.0. Биомассу отделяют фильтрованием или центрифугированием и извлекают молибден, проводя его десорбцию водой при рН 6,0-1,0 или сжигая биомассу. Способ позволяет извлекать

Щ молибден на 90-1003. 1 табл..

2 ганизмов. Смесь перемешивают в течение 10-240 мин при рН 1,0-2,0 и температуре окружающей среды, Биомассу отделяют фильтрованием или центрифугированием и извлекают молибден, проводя его десорбцию водой при рН 6-10 или сжигая биомассу.

Биомассу можно использовать многократно, при зтом ее сорбционная способность полностью сохраняется.

Используют культуры микроорганизмов — микроскопические грибы: М. thermophia, Asp.. terreus, Asp. niger, дрожжи — Candida valida, Soccharomyces, Степень извлечения молибдена составляет 90-100Х.

1465453

Содержание молибдена в растворе

1 определяют роданидным методом с поМощью калибровочной кривой, используя тиомочевину в качестве восстановителя. Количество адсорбированного молибдена определяют по разнос ги между его исходным количеством и оставшимся в растворе после адсорбПии, а также прямым определением сор,. бированного на биомассе молибдена.

В кислой зоне рН 1,0-2,0 практиески весь молибден (95-100%) сорбиуется на биомассе микроорганизмов. ри рН 2,0 происходит резкое падение орбционной способности. Полная де-! сорбция ионов молибдена и биомассы происходит при рН 9,0. Понижение (1

ipH 6 0 приводит к уменьшению десор бированного металла более чем на 50%.

Продолжительность контакта раст(isopa молибдена и биомассы, необходимая для максимальной сорбции металла, зависит от видов микроорганиз мов. Биомасса грибных культур сорбиI рует максимальное количество молиб дена в течение 240 мин и дальнейшее а .,/ увеличение времени контакта практи( чески не сказывается на десорбции.

Бактерии сорбируют его íà 1007 в первые 10 мин, дрожжи — 60 мин.

Пример 1. Готовят жидкую питательную среду, г/л: NaNO

КН PO i NgSO 7Н О О,э, кукуруз ный экстракт 2, сахароза 20, водопро|водная вода, рН 6,0. Разливают в кол бы Зрленмейера на 250 мл по 100 мп

1, в каждую и стерилиэуют при 0,5 атм.

1 Засеивают спорами гриба Nyceliophtho" ха thermophila (ВКМ-2148 D). Культивируют при качании 180 об/мин в тео чение суток при 40 С. Биомассу отделяют фильтрованием. В колбы на

250 мл вносят 1,5 г биомассы (350 мг абсолютно сухой) и 50 мл раствора .,молибдата аммония с концентрацией по молибдену 250 мг/л при рН 2,0 и контактируют при перемешивании в течение 240 мин. Отделяют биомассу,содержащую молибден, и определяют количество адсорбированного молибдена.

На биомассе гриба N. thermophila сорбируется иэ раствора 92Х молибдена или 33 мг No/ã абсолютно сухой биомассы. Десорбцию молибдена проводят, помещая биомассу в воду, подщелоченную до рН 6,0, при перемешивании в течение 30 мин. Отделяют биомассу фильтрованием и вновь испольэуют для следующей адсорбции молибдена. Десорбируется молибден с биомассы на 100Х.

Пример 2. Получают биомас-. су N.thermophila согласно примеру

В колбы на 250 мп вносят 1,63 г биомассы (168 мг абсолютно сухой) и

50 мл раствора молибдата аммония с

1ð концентрацией по молибдену 1000 мг/л при рН 2,0. За 60 мин контакта с биомассой сорбируется из раствора 607. молибдена или 181 мг No/г биомассы.

Процесс десорбции ведут по примеру

1. Молибден десорбируется íà 100%, Пример 3. Получают биомассу

Aspergillus хеххеиз (ВКМ Г-1862) согласно примеру 1. В колбы на 250 мл вносят 1,5 r биомассы {294 мг по су"

20 хому весу) и 50 мл раствора с исходной концентрацией молибдена 250 мг/л, рН 2,0. 3а 240 мин контакта с биомассой при перемешивании из раствора сорбировалось 92% молибдена или

25 39 мг Мо/г абсолютно сухой биомассы.

Десорбируют молибден по примеру 1 при рН 10,0 на 100%.

Пример 4. Получают биомассу

Asp. terreus согласно примеру 1. зр

В колбы на 250 мл вносят 1,82 r биомассы (349 мг по сухому весу) и

50 мл раствора с исходной концентрацией молибдена 500 мг/л при рН 2,0.

35 За 240 мин контакта с биомассой при перемешивании сорбируется 907. молибдена (65 мг Мо/r сухой биомассы).Десорбируют молибден по примеру 1 при рН 8,0 на 100Х.

4О Пример 5. Получают биомассу Азр. niger согласно примеру 1. В . колбы на 250 мл вносят 1,5 r биомассы (356 мг по сухому весу) и 50 мл раствора с исходной концентрацией

4б молибдена. 250. мг/л, рН 2,0. За 60 мйн контакта с биомассой сорбировалось иэ раствора 907. молибдена (32 мг

Мо/г сухой биомассы). Десорбируют молибден по примеру. 1 на 1007.. яр Пример б. Готовят жидкую среду, г/л: NANO> 3; КН РО„ 2, М@ЯО

0 5 солодовые ростки 2,0, водопроводная вода, рН - 5 О. Разливают в колбы Эрленмейера на 250 мп по

100 мп, стерилиэуют при 1 атм. Засеивают спорами гриба N. thermophila, Культивируют при качании 180 об/мин . в течение 2 сут. Отделяют биомассу центрифугированием.

53 6 водная вода; рН 7 2. Разливают в колбы Эрленмейера на 250 мл по 40 мп в каждую, стерилизуют при 1 атм

20 мин. Засевают культурой, выращенной на картофельно-пептонном агаре, г/л: пептон 5; мел 1 дрояжевой экстракт 1 20Х-ный картофельный оТ вар; рН 7,2.

Культивируют при качании 180 об/мин в течение 72 ч при 60 С. Биомассу отделяют центрифугированием. В колбы на 250 мл вносят 0,1 г сырой биомассы бактерий (14 мг в пересчете на сухой вес) и 10 мл раствора молибдата аммония с концентрацией по молибдену 250 мг/л при рН 2,0 и контактируют при перемешивании s течение

60 мин. Отделяют биомассу и в растворе определяют оставшийся молибден.

На биомассе из раствора сорбируется

84Х молибдена или 150 мг Ио/1 г абсолютно сухой биомассы. Десорбируют по примеру 1 на 100Х.

Пример 10. Получают биомассу Вас.coagulaus-165 согласно примеру 9.

В колбы на 250 мл вносят 0,2 г сырой биомассы бактерий (30 мг в пересчете на сухой вес) и 10 мл растBopcl молибдата аммония с концентрацией по молибдену 250 мг/л при рН

2,0. Через 10 мин контакта сорбируется 100Х молибдена {83 мг Ио/1 r сухой биомассы). Десорбируют по примеру 1. Степень десорбции 100Х.

Пример ы 11 24. Данные по примерам 11-24 сведены в табл.1.

Примеры 11-15 проводят согласно примеру 2 примеры 16-20 — согласно примеру 5, только биомассу получают на агаризованном сусле примеры 21—

23 — по примеру 5, только биомассу получают на картофельно-пептонном агаре; пример 24 — по примеру 5, только биомасу получают на ИПА. Как видно нз таблицы, биомасса различных микроорганизмов способна сорбировать молибден.

В предлагаемом способе извлечения молибдена из разбавленных растворов использованы микроорганизмы, накапливающие за короткий срок (1-3 сут, в 10 раз быстрее, чем в известном способе) в аэробных условиях большую биомассу на простых по составу и де5 14654

В колбы на 250 мл вносят по 0,8 г биомассы (200 мг сухой) и 50 мл раствора молибдата аммония с концентрацией по молибдену 250 мл/л при рН

2,0 и контактируют при перемешивании в течение 240 мин. Определяют количество адсорбированного молибдена. На биомассе сорбируется 100Х молибдена (75 мг Мо/" биомассы).

Пример 7. Готовят жидкую среду г/л: NANO> 3, КН Р04 2, Mg$0<

0,5, кукурузный экстракт 5> фильтровальная бумага 20; водопроводная вода, рН 5,0. Выращивают и получают биомассу и по примеру 6.

В колбы на 250 мл вносят по 1 r (283 мг сухой биомассы) и 50 мп раствора молибдата аммония с концентра« цией по молибдену 250 мг/л при рН

2,0, контактируют 240 мин. Определяют количество адсорбированиого мо- . либдена. На биомассе сорбируют 100Х молибдена.

Пример 8. Готовят жидкую 25 среду Ридер, г/л: (ИН4) $04 3;

MgS0g 0,7; NaC1 0,5;КНаР04 1,0;

К НР04 О,1; этиловый спирт 10, дрожжевой экстракт 1; водопро водная вода, рН 6,5. .Разливают в колбы Эрленмейера на 250 мп по 40 мп в каждую, стерилизуют при 1 атм.

Этиловый спирт и КН РО (в виде стерильного раствора) вносят в колбы

° после стерилизации. Засевают культурой дрожжей СапйЫа valida ВКИ-247, выращенной на сусле-агаре (суспензией с одного косяка засевают 5 колб.).

Культивируют при качании 180 об/мин в течение 72 ч при 28 С. Биомассу отделяют центрифугированием. В колбы на 250 мп вносят 0,5 r сырой биомассы (75 мг в пересчете на сухой вес) и 10 мл раствора молибдата аммония с концентрацией по молибдену 250мг/л

4Я при рН 2,0 и контактируют.при пере-, мешивании в течение 10 мин. Отделяют биомассу, содержащую молибден, и в растворе определяют оставшийся молибден. На биомассе из раствора сорбируется 90Х молибдена или 16 .мг Ио/1 г абсолютно сухой биомассы. Десорбируют по примеру 1 íà 100Х,.

Пример 9. Биомассу бактерий Вас.coagulaus ВКИ-949 получают на минеральной среде, г/л: K $04 0 2;

К НР04 0,2, И8$04 0,2, NaC1 0,2;

СаСО> 2; (НН ) $04 1, дрожжевой экстракт 1,0; сахароза 10,0 водопро1465453

Формула из о бр ет ения

Способ получения молибдена из разбавленных водных растворов, предус5 матривающий контактирование биомас-, сы микроорганизмов с обрабатываемым раствором в оптимальных условиях до максимальной сорбции металла с последующим его извлечением, о т л и- ч а ю шийся тем, что,с целью ускорения, упрощения и удешевления способа, в качестве биомассы используют предварительно выращенную культуру микроорганизмов и контактирова15 ние ее осуществляют при рН 1,0-2,0, шевых синтетических средах, которые применяются в промышленности для получения БВК, антибиотиков, ферментов и других биологически активных соединений. Биомасса целлюлоэоразрушающих грибов Asp. terreus и Myceliophtora thermophila является отходом при производстве целлюлаз,,а биомасса Aspergillus niger - при производстве лимонной кислоты. Биомасса легко отделяется от культуФ ральной жидкости и непосредствен, но может использоваться для иэвлече ния молибдена..(. а

Бисорбция Мо клетками различных микроорганизмов

Пример Культуры микроорганизмов Температура роста

Емкость, мг Мо/r сухой биомассы

Исходная концентрация Мо (мг/л) Составитель И. Болотина

Техред N,Ходанич Корректор С. Иекмар

Редактор A. Лежнина

Заказ 910/28 Тираж 500 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям .при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушскаа наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

11

12

13

14

16

17

18

19

21

22

23

Aspergillus niger

Pusarium bulligenum

Bizopus cohnii

Вizopus microsporus

Pemcillum sp.

Klugoегоmyces morxianus

Candida tropicalis

Sacch. cerevisiae

Candida ethanolica

Candida valida .

Вас. subtilis

Вас. megatherшш

Вас. coagulaus

Pseudomonas thermophila

28

28

28

28

28

28

250

49

53

84

47

54

23

34

153