生物浸出（共7篇）
生物浸出 篇1
摘要：随着科技工业的高速发展, 自然资源的需求量也是与日俱增, 环境污染资源枯竭的危机已迫在眉睫。本文简单叙述了利用微生物对低品位金属矿进行浸出提取的反应机理及生物浸出方式做了简单的介绍, 对生物冶金技术在国内外的研究现状进行了分析。最后对微生物冶金技术在贵金属、重金属等国内外低品位重要矿产资源中的应用现状做了详尽的叙述。
关键词：微生物,浸矿技术,细菌
随着人类社会的快速发展, 人类对自然资源的需求量与日俱增, 而自然矿产资源的枯竭, 对矿冶工作提出了更高的要求。微生物冶金技术是近代学科交叉发展生物工程技术和传统矿物加工技术相结合的工业上的一种新工艺其能耗少、成本低、工艺流程简单、无污染等优点, 在矿物加工、三废治理等领域展示了广阔的应用前景, 并取得了较好的经济效益。迄今为止, 生物冶金在铜、黄金、铀的提取中最为成功。世界上第一座铜的生物堆浸厂于20世纪60年代初期在美国的Kennecott铜业公司建成投产[1]。1986年南非金科公司的Fairview金矿建立起世界上第一个细菌氧化提金厂, 实现了难浸金矿细菌氧化预处理法在世界上的首次商用[2]。在铀矿生物冶金方面, 加拿大、美国、俄罗斯、印度等国, 已广泛使用细菌法溶浸铀矿[3]。中国在1970年代初, 在湖南一铀矿进行了处理量为700 t贫铀矿石的细菌堆浸扩大试验[4]。核工业部门在江西进行半工业细菌堆浸试验, 回收铀1 142 kg[5]。
1 微生物冶金技术
所谓生物冶金, 就是利用某些微生物或其代谢产物对某些矿物的化学作用, 从矿石中将有价元素选择性浸出并提取的新技术。通俗的讲就是用含细菌的菌液进行浸泡, 这些微生物大多是一些化能自养菌, 它们以矿石为食, 通过氧化获取能量, 这些矿石由于被氧化, 从不溶于水变成可溶, 人们就能够从溶液中提取出矿物。生物冶金技术属无需选矿与火法冶炼的清洁短流程技术, 具有成本低, 污染小, 生物冶金可重复利用的特点, 是矿冶工程和生物工程的交叉结合的新技术, 是未来冶金行业发展的理想方向之一。
按照微生物在矿物加工中的作用可将生物冶金技术分为:生物浸出、生物氧化、生物分解。
1.1 生物浸出
硫化矿的细菌浸出的实质是使难溶的金属硫化物氧化使其金属阳离子溶入浸出液, 浸出过程是硫化物中S2-的氧化过程。其浸出机理是[6]:
直接作用:指细菌吸附于矿物表面, 对硫化矿直接氧化分解的作用。可用反应方程式表示为:
式中:M————Zn、Pb、Co、Ni等金属
间接作用:指金属硫化物被溶液中Fe3+氧化, 可用以下反应式表示:
所生成的Fe2+在细菌的参与下氧化成Fe3+:
原电池效应。两种或两种以上的固相相互接触并同时浸没在电解质溶液中时各自有其电位, 组成了原电池, 发生电子从电位低的地方向高的地方转移并产生电流。例如对于由黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿组成的矿物体系, 在浸出过程中静电位高的矿物充当阴极, 低的矿物则充当阳极:
原电池的形成会加速阳极矿物的氧化, 同时细菌的存在会强化原电池效应。
1.2 生物氧化
对于难处理金矿, 金常以固-液体或次显微形态被包裹于砷黄铁矿 (Fe As S) 、黄铁矿 (Fe S2) 等载体硫化矿物中, 应用传统的方法难以提取, 很不经济。应用生物技术可预氧化载体矿物, 使载金矿体发生某种变化, 使包裹在其中的金解离出来, 为下一步的氰化浸出创造条件, 从而使金易于提取。在溶液p H值2~6范围内, 细菌对载体矿物砷黄铁矿的氧化作用可用下式表示:
生物预氧化方法其投资少、成本低、无污染等优点, 在处理难处理金矿过程中体现了理想的效果, 并取得了较好的经济效益。
1.3 生物分解
铝土矿存在许多细菌, 该类微生物可分解碳酸盐和磷酸盐矿物。例如:Bacillus mucilaginous分泌出的多糖可和铝土矿中的硅酸盐、铁、钙氧化物作用, 应用Aspergillusniger、Bacillus circulans, Bacillus polymyxa和Pseudomonus aeroginosa可从低品位铝土矿中选择性浸出铁和钙。微生物分解碳酸盐矿物可用如下反应过程表示:
微生物代谢产生的酸使碳酸盐分解:
呼吸产生的CO2溶解产生H2CO3, 从而加速碳酸盐的分解:
2 生物冶金技术应用现状
2.1 国内研究现状
由福建紫金矿业股份有限公司、北京有色金属研究总院等单位联合承担的“十五”国家科技攻关计划“生物冶金技术及工程化研究”课题进行了评审验收。课题完成后, 将在我国首次实现硫化铜矿石生物提铜工艺工业化, 形成的生物堆浸提铜工程技术、高效浸矿菌株选育及活性控制技术, 可推广应用于低品位难处理硫化铜矿及表外矿, 将显著提升我国矿冶技术水平和国际竞争力。
一直以来, 由于原矿品位低、含砷量高, 采用传统的浮选—火法炼铜工艺达不到预期目标, 并会造成低品位铜矿资源的巨大浪费, 于是紫金矿与北京有色金属研究总院合作、携手攻关, 以紫金山铜矿为试验基地, 对目前国际上最受青睐的湿法提铜工艺进行研究和开发。现在已建成了年产315 t电解铜工业试验厂, 生产的电解铜达到国家一级电解铜标准。目前, 紫金又开始着手建设年产1 000 t生物提铜工业试验厂, 并力争在“十一五”期间建成年产1万吨电解铜的生物冶金工厂。项目建成后, 紫金山铜矿将成为国内第一个具有工业规模的生物提铜基地。
由中南大学邱冠周教授为首席科学家的“微生物冶金的基础研究”项目针对我国有色金属矿产资源品位低、复杂、难处理的特点, 围绕硫化矿浸矿微生物生态规律、遗传及代谢调控机制;微生物-矿物-溶液复杂界面作用与电子传递规律;微生物冶金过程多因素强关联3个关键科学问题开展研究。“微生物冶金的基础研究”分别获得2002年度“中国高等学校十大科技进展”和2002年度湖南省科技进步一等奖;2005年10月下旬, 科技部正式行文, “微生物冶金的基础研究”被正式列入国家重点基础研究 (“973”计划) 项目。该项目的正式启动, 标志着我国微生物冶金技术进入突破性研究阶段。
据邱冠周教授说, 微生物冶金技术将提高矿产资源的利用率两倍以上[7]。以铜为例, 中国铜的保有储量6 917万t, 传统的采选冶技术资源开发率只有28%左右, 而利用微生物冶金技术开发率则接近100%, 等于实际可利用铜将增加数千万吨。目前, 世界上微生物冶金技术已在铜、金、铀的提取方面有所应用, 国外微生物冶金处理对象主要是次生矿和氧化矿。中国在微生物冶金应用方面才刚刚起步, 由于国内有90%为复杂低品位原生硫化矿, 因此这一技术应用前景十分广阔。
2.2 国外研究现状
难浸金矿的细菌氧化预处理, 最先是1964年在法国提出。法国人首先尝试利用细菌浸取红土矿物中的金, 取得了令人鼓舞的效果。1977年苏联最先发表了实验结果。北美最先用搅拌反应槽对难浸金矿石及精矿进行细菌氧化, 对于搅拌反应槽式细菌氧化厂的投产和推广, 具有奠基作用。1984-1985年, 加拿大Giant Bay微生物技术公司对北美及澳大利亚的30多种金精矿进行了细菌氧化实验研究。1986年南非金科公司的Fairview金矿建立世界上第一个细菌氧化提金厂, 实现了难浸金矿细菌氧化预处理法在世界上的首次商用。近年来, 在国外该技术的研究与应用已成为矿冶领域热点。堆浸在铜、金等金属的提取上获得工业应用。自1980年以来, 智利、美国、澳大利亚等国相继建成大规模铜矿物堆浸厂。对于锌、镍、钴、铀等金属的生物提取技术亦得到研究。加拿大用细菌浸铀的规模最大、历史最久, 安大略州伊利埃特湖区三铀矿公司1986年产铀360吨。美国在浸取铜矿石时用细菌法回收其中的铀, 1983年产值已达9 000万美元。法国的埃卡尔耶尔铀矿采用细菌浸出, 1975年产铀量达到35 t。葡萄牙在1959年就有1个铀矿采用细菌浸出进行生产, 铀浸出率达60%~80%。
2.3 微生物冶金技术在金、银矿石中的应用
微生物湿法冶金技术在金、银矿中主要应用于氧化预处理阶段, 近年来已有6个生物氧化预处理厂分别在美国、南非、巴西、澳大利亚和加纳投产。南非的Fairvirw金矿厂采用细菌浸出, 金的浸出率达95%以上;巴西一家工厂于1991年投产, 处理量为150 t/d。我国陕西省地矿局1994年进行了2 000 t级黄铁矿类型贫金矿的细菌堆浸现场试验, 原矿的含金只有0.54g/t, 经细菌氧化预处理后金的回收率达58%, 未经处理的只有22%;1995年云南镇源金矿难浸金矿细菌氧化预处理项目启动, 建起我国第一个微生物浸金工厂。新疆包古图金矿经细菌氧化预处理后, 金浸出率高达92%~97%。
2.4 微生物冶金技术在铜矿石中的应用
最初生物浸出铜主要用于从废石和低品位硫化矿中回收铜, 细菌是自然生长的, 近年来这种方法已用来处理含铜品位大于1%的次生硫化铜矿, 称为生物浸出。现在, 美国和智利用SX-EW法生产的铜中约有50%以上是采用生物堆浸技术生产的, 如世界上海拔最高4 400 m的湿法炼铜厂位于智利北部的奎布瑞达布兰卡, 该厂处理的铜矿石含Cu 1.3%, 主要铜矿物为辉铜矿和蓝铜矿, 采用生物堆浸, 铜的浸出率可以达到82%, 生产能力为年产7.5万t阴极铜。我国已开采的铜矿中85%属于硫化矿, 在开采过程中受当时选矿技术和经济成本的限制产生了大量的表外矿和废石, 废石含铜通常为0.05%~0.3%。德兴铜矿采用细菌堆浸技术处理含铜0.09%~0.25%的废石, 建成了生产能力2 000 t/a的湿法铜厂, 萃取箱的处理能力达到了320 m3/h, 已接近了国外萃取箱的水平。该厂1997年5月投产, 已正常运转了几年, 生产的阴极铜质量达到A级。福建紫金山铜矿已探明的铜金属储量253万t, 属低品位含砷铜矿, 铜的平均品位0.45%, 含As 0.37%, 主要铜矿物为蓝辉铜矿、辉铜矿和铜蓝。该矿采用生物堆浸技术已建立了年产300 t阴极铜的试验厂, “十五”期间计划建立更大的生产厂。
2.5 微生物冶金技术在铀矿石中的应用
细菌浸铀也已有多年历史。葡萄牙1953年开始试验细菌浸铀, 到1959年时某铀矿用细菌浸铀浸出率达60%~80%。到目前为止, 美国、前苏联和南非、法国、葡萄牙等国都有工厂在用生物堆浸法回收铀。1966年加拿大研究成功了细菌浸铀的工业应用, 用细菌浸铀生产的铀占加拿大总产量的10%~20%, 而西班牙几乎所有的铀都是通过细菌浸出获得的, 印度、南非、法国、前南斯拉夫、日本等国也广泛应用细菌法溶浸铀矿。我国在20世纪70年代初, 也曾在湖南711铀矿作了处理量为700 t贫铀矿石的细菌堆浸扩大试验, 而在柏坊铜矿则将堆积在地表的含铀0.02%~0.03%的2万多吨尾砂历经8年用细菌浸出铀浓缩物2 t多。进入20世纪90年代后, 新疆某矿山利用细菌地浸浸出铀取得了良好的经济效益。此外, 北京化工冶金研究院在细菌浸矿方面做过许多研究工作, 他们曾在相山铀矿进行过细菌堆浸半工业试验研究, 而赣州铀矿原地爆破浸出试验及在草桃背矿石堆浸试验中也都应用了细菌技术。
2.6 微生物冶金技术在其它金属矿中的应用
据报道, 锑、镉、钴、钼、镍和锌等硫化物的生物浸出试验比较成功。由此可知, 氧化铁硫杆菌和喜温性微生物可从纯硫化物或复杂的多金属硫化物中将上述重金属有效地溶解出来。金属提取速度取决于其溶度积, 因而溶度积最高的金属硫化物具有最高的浸出速度。这些金属硫化物可用细菌直接或间接浸出。除上述金属硫化物外, 铅和锰的硫化物、二价铜的硒化物、稀土元素以及镓和锗也可以用微生物浸出。另外, 它还应用在贵金属和稀有金属的生物吸附锰、大洋多金属结核、难选铜-锌混合矿、大型铜-镍硫化矿、含金硫化矿石、稀有金属钼和钪的细菌浸取等众多方面。
3 结论
由本文的论述可知, 微生物浸出技术作为一种新型的矿产资源冶金技术在环境保护和浸出能力方面都有着极其突出的优势。通过对国内外文献的整理比较发现, 随着科技的发展、环境保护意识的加强, 清洁无污染的微生物浸出技术在各国都得到了快速的发展。同样, 随着矿山的大量开采、社会需求增大, 微生物浸出技术以其专一性好、产品纯度高的特点, 极好的解决了低品位矿物、成份复杂矿物、难提炼矿物等的提炼难题。
21世纪是生物技术的世纪, 生物技术的发展与进步必将影响人类活动的各个领域, 对冶金自然会有进一步的渗透和影响。生物冶金技术为人类解决当今世界所面临的矿产资源和环境保护等诸多重大问题提供了有力的手段, 显示出难以估计的巨大潜力。
参考文献
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微生物浸出技术及其研究进展 篇2
1 常见的浸矿微生物
自然界中存在许多具有浸出金属能力的微生物,其中占主导地位的浸矿微生物主要是原核微生物中的化能营养型微生物,按其适宜的生长温度范围三类:嗜中温菌(28~45℃)、中等嗜热菌(45~55℃)、极端嗜热菌(60~80℃)[4]。
1.1 嗜中温菌
常见的嗜中温浸矿菌种有氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)、氧化硫硫杆菌(Thiobacillus thiooxidans)和氧化亚铁钩端螺旋菌(Leptospirillum ferrooxidans)。氧化亚铁硫杆菌属于好氧化能自养菌,可氧化Fe2+、硫和还原态硫化物。研究发现,环境温度、铁离子浓度较低条件下,浸矿过程中检测到的通常是氧化亚铁硫杆菌及氧化硫硫杆菌,反之则氧化亚铁钩端螺菌占优势。因此,有关氧化亚铁钩端螺菌的开发研究,对微生物浸矿技术的发展具有重要的意义。
1.2 中等嗜热菌
中等嗜热菌主要包括嗜酸硫化芽孢杆菌(Sulfobacillus sp)、嗜铁钩端螺旋菌(Leptospirillum ferriphilum)、嗜酸嗜热硫杆菌(Acidithiobacillus caldus)和嗜酸氢杆菌(Hydrogenobacter acidophilus)等。嗜酸硫化芽孢杆菌分布广泛,以Fe2+或硫元素及其相关化合物中获得能源物质,属于化能自养兼性菌、革兰氏阳性菌,适合生长p H 1.4~1.8,可氧化黄铁矿、黄铜矿以及砷黄铁矿等。嗜酸嗜热硫杆菌以硫元素作为能量来源,二氧化碳作为碳源自养生长。相比之下,嗜铁钩端螺旋菌可忍受较高氧化还原电位和较低p H生长范围[5],与Fe2+有较高的亲和力,对Fe3+的耐受力更高,可有效浸出黄铜矿中铁和硫元素。
1.3 极端嗜热菌
矿物氧化放热和微生物代谢产生热量的积累,有助于加快硫化矿物的氧化,提高浸矿速度和浸出效。极端嗜热菌主要包括嗜酸热硫化叶菌(S.acidocaldarius)、嗜热古菌(S.solfataricus)、硫化裂片菌(Sulfolobus BC)、嗜热菌属硫叶菌(S.metallicus)、布氏酸菌(Acidianus brierley)、新型硫化叶菌(S.rivotincti)、勤奋金属球菌(Metallosphaera sedula)等。其中嗜酸热硫化叶菌、嗜热古菌和布氏酸菌研究较多,为化能自养兼性菌,最适生长温度65~72℃,最适宜p H 1.6~2.0。然而,极端嗜热菌对矿浆浓度、金属浓度和p H值等变化极为敏感,因此中等嗜热菌的浸矿效应更受青睐。
2 微生物浸出机理
生物浸出是利用微生物对难溶金属硫化物进行氧化,使金属离子有效地溶解出来进入溶液中,也就是细菌硫化物中S2-氧化的化学变化过程,以Crundwell的研究理论[6]较为成熟。
2.1 直接浸出机理
浸矿微生物吸附于金属矿物表面,以硫化矿为能源物质,通过自身分泌的酶与矿石硫化物发生作用,其中金属以离子溶出进入溶液。在这类反应中,细菌起催化作用,电子受体是O2,硫化矿的直接作用方式如图1a所示。Jerez等[7]采用免疫荧光分析法研究了不同菌株在矿物表面的作用,证实了氧化亚铁硫杆菌在矿物表面的吸附。Barrett等[8]则通过测定对比溶液中和吸附于矿物表面的氧化亚铁硫杆菌的数量以证明微生物在浸矿中的作用。
2.2 间接浸出机理
微生物将溶液中Fe2+氧化成Fe3+离子,然后和硫化物矿接触并将其溶解,产生元素硫和Fe2+,进一步氧化为硫酸和Fe3+,并释放出金属离子。间接作用过程中,微生物不需要直接吸附在矿物表面,细菌氧化产生的Fe3+是硫化物矿浸出的关键[9],机理如图1b所示。
2.3 间接接触浸出机理
间接接触是指微生物吸附在矿物表面形成胞外聚合物(EPS),与矿物接触时EPS层为反应区域,层内的糖醛酸等物质能有效富集Fe3+,形成EPS与Fe3+的复合体,用于氧化矿物,矿物分解释放出的Fe2+和硫化物等供微生物生长所需。间接接触作用示意图如图1c所示。采用Fe3+浸出黄铜矿的研究表明,在中温条件下,黄铜矿的浸出率较低,主要是由于硫会覆盖在矿物表面,阻碍了黄铜矿的持续浸出,即就是出现了钝化[6]。而“间接接触作用”机理可在一定程度上解决硫的钝化问题。
3 微生物浸出的影响因素
3.1 微生物特性
研究证明,浸矿过程中混合菌种浸矿效果比单一菌种优越[10]。Falco等[11]采用纯种氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌以及氧化硫硫杆菌和氧化亚铁钩端螺旋菌的混合菌种浸出铜矿,发现混合菌浸铜的效果比单一菌种更好。
3.2 矿物性质
矿石性质对微生物浸矿效果影响很大。以生物浸铜为例,Cu O、Cu2O、Cu2(CO3)(OH)2、Cu Si O·2H2O只需几小时就能浸出,Cu S、Cu2S则需几个月,而原生矿黄铜矿的堆浸时间则更长,其中黄铜矿的浸出率是辉铜矿的1/5[12]。
3.3 环境因素
3.3.1 温度
环境温度是通过影响蛋白质、核酸等的分子结构与功能来影响微生物的生长繁殖以及新陈代谢。温度过高,蛋白质会变性而失活,温度过低会抑制酶的活性。研究表明:中温菌对原生硫化矿的浸出效果较差,而对次生硫化矿浸出率较高。提高温度可提高硫化矿的浸出效率,防止形成钝化层。
3.3.2 酸度值
环境p H值是影响微生物生长繁殖的重要因素。研究发现,利用铁氧化菌进行生物浸矿时p H范围1.2~2.0,这样不仅使Fe2+和Fe3+的相互转化速率增大[13],还能防止黄钾铁钒类物质生成[14]。
3.3.3 矿浆浓度
矿浆浓度对选矿过程的影响主要表现为两方面:首先,影响溶解氧含量和CO2的浓度。Liu等在研究中发现:矿浆浓度小于5%,溶解氧和CO2的传递速度不受影响,而矿浆浓度过高时,体系产生缺氧现象[15],因为微生物和亚铁氧化的耗氧速率大于气液传质速率。当矿浆浓度增加到20%时,溶解氧含量降到3~4 mg·L-1,但由于矿物表面积增加,能促进微生物的生长繁殖,因此对溶解氧含量降低起到了一定的补偿作用;当矿浆浓度达到25%时,溶解氧含量降至2 mg·L-1,严重抑制了微生物的生长[16]。
其次,影响细菌的活性。矿浆浓度过高导致单位质量矿浆下的生物量过低,造成微生物细胞损伤,阻碍微生物繁殖和代谢,改变胞外蛋白质的结构[17]。由于极端嗜热菌的细胞壁薄,对矿浆浓度比中温菌和中等嗜热菌更敏感,其在矿浆浓度大于10%时就会严重影响细菌的活性[18,19]。
3.3.4 矿物粒度及搅拌速度
微生物对矿物的浸出速率取决于矿物的比表面积,矿物粒度越小,比表面积越大,越有利于微生物与矿物的相互接触,但矿物粒度太细,矿石堆积紧密,影响矿堆内空气流动以及微生物的生长以及活性。搅拌可以使矿石与微生物充分接触,同时为浸出体系提供充足的O2和CO2。但搅拌速度过高会对细菌造成机械损伤,使吸附在矿石表面的细菌从矿石上脱落下来,影响细菌对矿石的氧化作用。因此,矿物粒度及搅拌速度极大地影响着浸矿微生物的活性。Harrison等[20]对嗜热菌属硫叶菌浸出黄铁矿进行研究,结果表明:矿物粒度小于25μm,细菌的活性很低。
3.3.5 金属离子
微生物对矿物浸出时,细菌对金属离子的抗性至关重要。然而,不同种类的细菌,不同菌株甚或同一菌株经过不同环境培养,其对金属离子的抗性也不同。因此,微生物对某种/一种离子有多大的抗性不能一概而论,可以肯定的是经过特定毒性环境驯化的菌种抗性增加,改善外部环境可使微生物对金属离子的抗性得到进一步提高[21]。
4 前景展望
采用传统的金属选矿方法金属回收率低,而且还会污染环境。因此,微生物浸出工艺的优势不断显现出来。然而目前关于微生物浸出的技术理论尚不十分成熟,对高效菌种培育和散体渗流过程等研究还很欠缺,期待解决浸出周期长和浸出率低等难题,这将对我国低品位矿资源开发和发展有重要意义。
摘要：基于低品位矿产资源现状,微生物浸出技术成为矿物开发利用的重要途径。在回顾微生物浸出技术的发展基础上,就常见的微生物种类、生物浸出机理以及浸出效率的影响因素等研究进展进行了总结。微生物本身特性和环境因素都会影响矿物的微生物浸出效率,除了最合适的p H值和20%以内的矿浆浓度,矿石粒度也不能太细,同时加以充分搅拌,使矿石与微生物充分接触,为浸出体系提供充足的O2和CO2。然而,目前对于高效菌种培育和散体渗流过程等研究较欠缺,需要对微生物浸矿工艺进行改进和完善。
生物浸出 篇3
生物浸出各种金属硫化矿, 具有成本低、能耗小、易操作和对环境友好等优点, 是工业化处理贫矿、尾矿及难选矿时采用的最经济的方法之一[1,2]。目前, 国内镍矿主要有金川镍矿、会理镍矿和红旗岭镍矿等, 均采用传统的火法冶金工艺从硫化镍矿中提取镍、钴、铜等金属。随着高品位镍矿的不断消耗, 火法冶金用于冶炼低品位镍矿的经济效益会越来越低, 已不符合节约能源, 绿色环保等理念[3]。与传统火法冶炼工艺相比, 生物浸矿能够处理传统的冶金方法无法或难以处理的低品位矿石、原矿和尾矿等, 但就目前镍矿的微生物浸出而言, 工业化应用进展缓慢, 这主要是由于没有适合浸出的菌种, 而且对镍黄铁矿浸出机理也不十分清楚, 浸出工艺不能得到有效改进[4,5]。为此, 本实验利用已驯化的氧化亚铁硫杆菌 (Thiobacillus ferrooxidans, 简写Tf) [6,7]进行生物浸出硫化镍矿的研究, 考察pH值、矿样添加量、接种量等对浸出的影响, 初步探讨细菌吸附和生物浸出硫化镍矿的机理。
1 实验
1.1 菌种
氧化亚铁硫杆菌为自行分离并驯化获得[7]。
1.2 矿石样品
矿样为取自吉恩镍业公司的粒径为0.071mm以下的矿粉。同时对矿样进行XRD表征并利用软件MDI Jade 5.0进行数据分析。
1.3 培养基
9K培养基[8]为A、B混合液。A液: (NH4) 2SO43.0g, KCl 0.1g, MgSO4·7H2O 0.5g, Ca (NO3) 20.01g, K2HPO40.5g, 去离子水700mL, pH=2.0, 121℃灭菌15 min。B液:FeSO4·7H2O 44.7g;去离子水300mL, pH=2.0, 用孔径为0.22μm的微孔滤膜过滤除菌。使用前将A、B液混合。
在9K液体培养基中, 加入2%的琼脂粉即可得到固体培养基。
1.4 浸矿实验
(1) 酸预浸处理:用pH=0.5的硫酸溶液振荡预浸矿样, 每6h用硫酸调节pH=0.5, 至pH值不再变化, 预浸矿样经过滤、干燥后备用。
(2) 生物浸矿实验:向已灭菌的全铁含量为40g/L生物聚合硫酸铁溶液中加入一定量的预浸矿样 (矿浆质量浓度50g/L) 和Tf (接种量10%) , 调节初始pH=1.8, 于30℃、150r/min条件下恒温振荡培养。采用AA-7003A型原子吸收光谱仪测定浸出液中Ni2+浓度, 计算浸出率 (如式 (1) 所示) 。
式中:q是镍的浸出率, %;CNi是浸出液中镍离子质量浓度, mg/L;V是浸出液的体积, L;M是加入矿样的质量, mg;C矿是矿样中镍的质量分数, %。
(3) 细菌吸附实验:准确称取0.5g矿样于50mL细菌浓度为6.2×106cell/mL的9K培养基中, 调节溶液pH=1.8, 采用血球板计数法每隔20min测定上清液中的细菌数, 计算吸附量[8]。
(4) 扫描电镜表征样品制备:将2.0g镍矿粉末放入压片机中, 制成直径为3cm的薄片;将2个薄片分别放入100mL不含Fe3+的无菌浸蚀溶液 (硫酸溶液, pH=1.8) 和有菌溶液 (9K培养基, 菌浓度107cell/mL, pH=1.8) 中, 于30℃、150r/min条件下恒温振荡培养7d;将薄片分别取出并用pH=1.8的硫酸溶液反复淋洗后风干, 备用。
2 结果与讨论
2.1 矿样成分分析
矿样的化学分析结果如表1所示, 其中镍含量为4.02%。矿样的物质组成如表2所示。由表2可知, 矿样为硫化镍矿, 主要成分包括镍黄铁矿 ( (Fe, Ni) 9S8) 、镍磁黄铁矿 ( (Fe, Ni) 7S8) 、黄铜矿 (CuFeS2) 、硫镍钴矿 ( (Ni, Co) 3S4) 和硫钴铁矿 ( (Ni, Co, Al) 3S4) 。
2.2 不同浸矿体系对浸矿效果的影响
实验过程中, 分别采用不同浸矿体系对镍矿的浸出效果进行研究, 结果如表3所示。由表3可以看出, 细菌与Fe3+共同浸出的效果明显优于其他浸矿体系。这主要是由于Tf菌在浸出过程中的作用显著, 同时Fe3+的间接氧化作用可增强细菌的浸矿效果。
2.3 生物浸矿体系的条件优化
2.3.1 初始pH值对镍浸出率的影响
图1为初始pH值对浸矿效果的影响。由图1可知, 当pH≤1.8时, 镍浸出率随着浸矿时间的延长而增大, pH=1.8时镍浸出率最大;当pH>1.8时, 镍浸出率有所降低, 这是因为过高的pH值会抑制嗜酸Tf菌的活性, 导致浸出率降低。据此确定最佳初始pH值为1.8。
2.3.2 浸出过程中体系pH值的变化
图2为初始pH值为1.8时浸出过程中体系pH值的变化情况。由图2可知, 浸出过程中体系pH值在1.75~1.90范围内变化, 这是因为Tf菌催化氧化Fe2+和S2-耗酸 (如式 (2) 和式 (3) 所示) 而使pH值上升;但随着S被进一步氧化生成H2SO4 (如式 (4) 所示) 体系pH值又有所下降。因此, 在浸出过程中无需刻意调节体系的pH值[9]。
2.3.3 矿样添加量对镍浸出率的影响
图3为矿样添加量对镍浸出率的影响。由图3可知, 矿样添加量在40~60g/L之间时, 前12d浸出率增长较快, 之后浸出率则趋于稳定;比较不同矿样添加量的浸出率情况发现, 矿样添加量为50g/L时的浸出率最大, 这是因为当矿样添加量较大时, 矿物颗粒之间的剪切力将显著增大, 严重影响细菌的生长繁殖[10], 同时也会使体系中的溶解氧浓度降低进而制约细菌的催化氧化能力。
2.3.4 细菌接种量对镍浸出率的影响
图4为细菌接种量对镍浸出率的影响。由图4可知, 不同细菌接种量条件下镍浸出率前12d增加均较快, 之后则逐渐变缓, 这与矿样添加量对镍浸出率的影响结果一致。分析原因是由于在浸出的前12d, 细菌繁殖速度快而有利于细菌的吸附及直接氧化过程的进行;浸出12d后, 参与浸出的细菌数量稳定且活力下降, 镍的浸出率提高缓慢;增大细菌接种量, 可缩短细菌的适应期, 有利于其生长繁殖[11]并提高镍的浸出率。当浸矿时间为18d时, 镍矿的浸出率趋于稳定, 以接种量为15%的浸出率最高, 但只略高于接种量10%的浸出率。
2.3.5 最优条件下的浸矿实验
图5为最优浸矿条件下的平行实验。由图5可知, 在初始pH=1.8、矿样添加量50g/L、接种量10%的条件下, 进行多组平行浸矿实验, 于30℃、150r/min恒温振荡培养, 18d时镍的最高平均浸出率为81%左右, 高于文献[12]中的镍浸出率。
2.4 浸矿机理分析
2.4.1 Tf菌吸附实验
图6为Tf菌在矿样表面的吸附情况。由图6可以看出, 在经历初期吸附后, 细菌在硫化矿表面的吸附量随吸附时间呈近线性增加, 而100min后吸附基本达到饱和。一般认为, 细菌在矿物表面吸附并发生直接浸出作用, 吸附实验结果能很好地说明浸矿开始的一定时间内镍浸出率快速增加的原因[13]。
2.4.2 SEM分析
图7 (a) 、 (b) 分别是硫化镍矿在无Tf菌硫酸溶液和有Tf菌溶液中浸蚀的薄片表面SEM分析结果。
由图7 (a) 可知, 在pH=1.8的硫酸体系中[14], 薄片表面比较平整, 只有微弱的浸蚀坑;而在图7 (b) 中, 薄片表面凹凸不平, 浸蚀作用十分明显。上述结果充分说明, 有菌浸蚀溶液对硫化镍矿表面的腐蚀明显大于无菌浸蚀溶液, 这主要是由于细菌直接氧化矿物表面并形成蚀孔。氧化亚铁硫杆菌的浸矿过程可能是在其吸附于矿物表面的基础上, 从某些特定的部位或点开始并通过孔隙向四周浸蚀扩展[3,15,16]。
3 结论
(1) 对选用的矿样进行化学分析和XRD表征, 确定矿样为硫化镍矿, 其主要成分包括镍黄铁矿 ( (Fe, Ni) 9S8) 、镍磁黄铁矿 ( (Fe, Ni) 7S8) 、黄铜矿 (CuFeS2) 、硫镍钴矿 ( (Ni, Co) 3S4) 和硫钴铁矿 ( (Ni, Co, Al) 3S4) 。
(2) 确定的最优浸矿条件为pH=1.8, 矿样添加量为50g/L, 菌种接种量为10%;在此条件下镍的最高浸出率可达81%。
(3) 氧化亚铁硫杆菌可迅速吸附于矿样表面, 并在此基础上于某些特定的位点直接氧化矿物表面形成蚀孔, 继而通过孔隙向四周扩展浸蚀;Fe3+对浸矿有显著的促进作用。
摘要：利用已驯化的氧化亚铁硫杆菌 (Thiobacillus ferrooxidans, 简写Tf) 进行硫化镍矿的生物浸出研究, 在对矿样进行化学分析和XRD表征的基础上, 考察了pH值、矿样添加量、细菌接种量等因素对镍浸出率的影响, 并初步探讨生物浸出硫化镍矿的机理。研究表明, 矿样主要成分包括镍黄铁矿 ( (Fe, Ni) 9S8) 、镍磁黄铁矿 ( (Fe, Ni) 7S8) 、黄铜矿 (CuFeS2) 、硫镍钴矿 ( (Ni, Co) 3S4) 和硫钴铁矿 ( (Ni, Co, Al) 3S4) 等, 属硫化镍矿;经过酸预浸处理的矿样, 在pH=1.8、矿样添加量50g/L、细菌接种量10%的最优条件下, 于30℃、150r/min振荡培养, 镍浸出率达81%;细菌在矿样表面吸附并对其浸蚀是浸出的关键, Fe3+对浸矿有显著促进作用。
生物浸出 篇4
1 实验部分
1.1 试剂和仪器
试剂:1 000mg/L钙离子标准溶液 (水基体, ±5mg/L的误差范围) ;0.02mol/L甲烷磺酸溶液;石英亚沸蒸馏水;
DIONEX ICS-2500型离子色谱仪:Ionpac CSI2A阳离子色谱柱、LC30柱温箱、GP50四元梯度泵、CSRS-ULTRA抑制器、ED50电导检测器、0.45um微孔滤膜。
1.2 标准曲线的制定
移取标准值为1 000mg/L的钙离子标准溶液1m L至100m L容量瓶中, 用去离子水定容, 混匀, 配制成10.0mg/L的标准工作液, 依次吸取标准工作液0.0、0.1、0.2、0.3、0.5、1.0、2.0、5.0m L分别放入8只10m L容量瓶中, 用去离子水定容至刻度, 混匀。配制后标准溶液浓度分别为0.0、0.1、0.2、0.3、0.5、1.0、2.0、5.0μg/m L, 上机检测。检测条件:Ionpac CSI2A阳离子色谱柱、LC30柱温箱、GP50四元梯度泵、CSRS-ULTRA抑制器、ED50电导检测器, 0.022mol/L甲烷磺酸溶液作淋洗液, 淋洗速度为1.1m L/min, 抑制电流为59m A。根据测定得到的峰面积, 用最小二乘法拟合浓度-峰面积曲线进行校准, 绘制工作曲线。
1.3 样品前处理与测定
由于粘土矿微生物浸出液组分复杂, 且具有时效性, 必须待浸出工艺结束后迅速进行粗过滤, 把滤液稀释到100倍, 再经0.45μm微孔滤膜过滤, 注入离子色谱仪同标准溶液的检测条件进行测定, 最后根据工作曲线计算出样品溶液中钙离子的浓度。采用上述条件对同一批浸出液进行11次平行测定, 结果见表1。
1.4 测量模型
粘土矿微生物浸出液中钙离子的浓度的数学模型为:
式中C0—样品中钙离子的浓度, ug/m L;
Cχ—离子色谱仪测得的钙离子的浓度, ug/m L;
K—稀释倍数。
1.5 不确定度来源
根据实验检测方法和钙离子浓度计算公式, 造成不确定度的来源主要包括: (1) 仪器检测重复性的不确定度; (2) 标准溶液浓度及配置产生的不确定度; (3) 前处理过程回收率的不确定度; (4) 试液定容引入的不确定度。
2 不确定度评估
2.1 离子色谱仪重复性引入的不确定度
在测定粘土矿微生物浸出液中钙离子的浓度中, 离子色谱仪会受流路系统平衡状况、电导检测器基线漂移、泵流量稳定性等因素影响, 会导致检测结果产生定量误差较大。离子色谱仪分析条件的重复性引入的不确定度属于A类不确定度。将配制的浓度为2.0μg/m L的标准试液重复进样6次, 结果见表2。
该检测过程符合均匀分布, 仪器定量重复性引入的不确定度为:
2.2 标准溶液浓度及配制引入的不确定
2.2.1 标准溶液浓度引入的不确定
试剂证书中钙离子标准溶液浓度C0为1 000mg/L, 误差范围为±5mg/L, 所以该标准溶液浓度不确定度按B类评定, 设为均匀分布, 标准不确定度u (c0) 为:
2.2.2 标准工作液配制引入的不确定度
钙离子标准溶液第一次稀释, 使用了1m L单标线移液管和100m L容量瓶, V1=1m L, V2=100m L, 根据移液器检定规程, 1m L单标线移液管的1m L检定点处容量允许误差为±0.01 m L;A级100m L容量瓶最大允许误差为±0.1m L。按均匀分布处理, 移液管和容量瓶引入的不确定度分别为:
在检测过程中, 容量瓶和移液管所处的环境温度变化很小, 由此引起的不确定度可忽略不计。
2.2.3 标准曲线制定用标准溶液的配制引入的不确定度
配制绘制标准曲线用标准溶液时, 分别使用0.2m L移液枪头2次 (0.1m L、0.2m L) 、0.3m L移液枪头1次 (0.3m L) 、1m L移液枪头2次 (0.5m L、1.0m L) , 5 m L移液枪头2次 (2.0m L、5.0m L) , 定容至10m L容量瓶中。测定中所用到的移液枪头和容量瓶允许误差见表3。本测定过程中采用移液枪头和容量瓶的容量不确定度按均匀分布处理。
采用移液枪头引起的不确定度计算公式为:
式中u (Vi) —在检定点移液枪头引起的不确定度, m L, i为3-9的序数;
V检定点—移液枪头检定点容量, m L;
S—移液枪头在检定点容量的允许误差。
计算结果见表3。
采用10m L容量瓶进行定容操作共8次, 每次引起的不确定度为:
由此得出校准曲线绘制用标准溶液的配制引起的相对不确定度为:
导出标准溶液引起的合成相对不确定度为:
2.3 试液前处理过程回收率的不确定度
在钙离子的浓度测定前, 粘土矿微生物浸出液要先经过粗滤、稀释、0.45μm微孔滤膜过滤等步骤, 产生多项实验误差。为检验操作员的前处理操作误差对整个检测结果的影响, 必须对回收率不确定度进行评定。采用空白加标回收实验, 即在相同条件、同一台设备、同一实验员、采用相同方法进行6个相同浓度 (0.40mg/L) 样品的分析检测, 计算回收率, 进而评估不确定度, 所得数据见表4。样品前处理过程回收率的不确定度为。显然, 在前处理过程中, 存在人员操作误差因素, 导致结果存在显著性差异, 所以前处理操作的连续性和稳定性对结果影响较大。
mg/L
2.4 试液定容引起的不确定度
2.4.1 由体积校准引起的标准不确定度
试液经粗滤后, 在经0.45μm微孔滤膜过滤前, 稀释到100倍, 即取1m L试液, 加去离子水定容至100m L, 1 m L移液管和A级100m L容量瓶最大允许误差分别为±0.01m L、±0.1m L。按B类评定, 假设服从均匀分布, 则由1m L移液管和100m L容量瓶校准引入的不确定度分别为:
二者相比, 由1m L移液管校准引入的不确定度可忽略不计, 由体积校准引起的标准不确定度u (v) =0.058m L。
2.4.2 由环境温度变化引入的不确定度
温度变化引起水体积变化的不确定度, 水的体积膨胀系数为α=2×10-4/℃。测定试液时的环境温度在20±3℃间变化, ΔT=3。按均匀分布处理, 为相对标准偏差。所以由环境温度变化引入的不确定度为:
显然, 环境温度变化引起的不确定度分量远大于体积校准移入的不确定度分量, 前者可以忽略, 则由试液定容引起的不确定度取为u (V) =0.058m L
3 标准不确定度各分量的评定分析
通过对影响检测结果的4个不确定度来源的标准不确定度和相对不确定度进行分析评估和计算, 数据见表5。通过表5中各不确定度分量的大小对比, 发现粘土矿微生物浸出液中钙离子含量不确定度来源贡献最主要因素是标准溶液及配制, 其次是仪器定量重复性和试液前处理的回收率, 贡献最小者为试液定容体积。由试液定容体积引入的不确定度在计算合成不确定度是几乎可以忽略不计。
4 合成相对标准不确定度
5 合成标准不确定度
6 扩展不确定度
在置信概率为95%时, 选包含因子, 检测结果y的扩展不确定度:
7 结果报告
综合以上计算, 离子色谱法测定粘土矿微生物浸出液中钙离子质量浓度的结果为 (0.740±0.052) μg/m L, 置信概率为95%, 包含因子。
8 结论
通过以上分析, 用离子色谱法测定粘土矿微生物浸出液中镁离子含量, 引入不确定度的重要分量为:
1) 标准溶液及配制;
2) 仪器定量重复性;
(3) 试液前处理的回收率;
(4) 试液定容体积。
而这4个分量中, 由标准溶液及配制引起的不确定度影响是最主要的, 所以试验中合理选择有证的标准物质, 使用标准量具, 规范操作, 可有效地降低检测的不确定度, 提高检测精度和准确度, 另外实验中保证离子色谱仪运行正常、检测条件恒定, 及在连续和稳定的条件下进行试液前处理, 同样可提高检测结果的可靠性。
参考文献
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生物浸出 篇5
1 仪器与试药
1.1 仪器
METTLER AB104-N电子分析天平(上海梅特勒-托利多仪器有限公司);DGB/20-002A型台式干燥箱(重庆实验设备厂)。
1.2 试药
收集了贵州毕节、独山、都匀、安顺、贵阳、施秉、岑巩、凯里、从江,广东德庆、阳春,四川渡口,湖南怀化等地的何首乌样本,共22个。乙醇为分析纯,水为纯化水。
2 方法与结果
2.1 实验条件考察
2.1.1 提取方法及提取溶剂考察(冷浸法)
取本品(产地:贵州施秉)约4 g,精密称定,按《中国药典》2005年版一部(附录ⅩΑ)测定,考察5个不同溶剂,每个平行测定6份,结果见表1。
以上结果表明,冷浸法中50%乙醇浸出物含量最高。
2.1.2 提取方法及提取溶剂的考察(热浸法)
取本品(产地:贵州施秉)约2 g,精密称定,按《中国药典》2005年版一部(附录ⅩΑ)测定,考察5个不同溶剂,每个平行测定6份,结果见表2。
以上结果表明,热浸法中以水为溶剂提取时,浸出液黏度过大无法过滤,50%乙醇浸出物含量最高。
2.1.3 小结
以上结果表明,热浸法中50%乙醇浸出物含量最高,但不及冷浸法50%乙醇浸出物含量高,故本研究何首乌浸出物测定采用醇溶性浸出物测定法项下的冷浸法《中国药典》2005年版一部附录ⅩΑ测定,用稀乙醇作溶剂。
2.2 样品测定
取22个产地何首乌药材粉末(过2号筛)约4.0 g,精密称定,用稀乙醇作溶剂,照《中国药典》2005年版一部(附录ⅩΑ)醇溶性浸出物测定法项下的冷浸法测定。结果见表3。
表中种植1、种植2为同一地区不同种植地点采集的样本;野生1、野生2为同一地区不同采集点采集的样本
3 讨论
何首乌中主要含蒽醌类、二苯乙烯苷及磷脂类等活性成分,蒽醌类溶于乙醇,二苯乙烯衍生物则溶于水[7,8,9],故选择水及不同浓度乙醇作为浸出溶剂,结合热浸、冷浸等方法进行考察,实验结果表明,热浸法中50%乙醇浸出物含量最高,但不及冷浸法50%乙醇浸出物含量高,所以本研究何首乌浸出物测定法采用醇溶性浸出物测定法项下的冷浸法,用稀乙醇作溶剂。
实验结果显示,各地区种植何首乌浸出物含量存在一定的差异,其中贵州施秉所产何首乌浸出物含量的平均值高于所考察的贵州省其他地区,亦高于所考察的其他省区。从表中数据可以看出,何首乌随着种植年限的延长,浸出物含量升高。
各地野生何首乌浸出物含量差异亦明显,且同一地区不同采集点采集的样本含量亦有明显差异。此次考察的样本中,野生何首乌浸出物含量的平均值为28.8%,种植何首乌浸出物含量的平均值为27.9%,野生何首乌浸出物平均含量略高于种植何首乌。
摘要：目的:为修订何首乌质量标准积累数据。方法:选择水及不同浓度乙醇作浸出溶剂,结合热浸、冷浸等实验进行方法考察,并对不同产地、不同种植年限何首乌浸出物进行检测。结果:采用50%乙醇冷浸法浸出物含量最高;不同产地及不同种植年限何首乌浸出物含量存在一定的差异。结论:该方法简单、准确、重复性好,为何首乌质量标准的修订提供了科学实验数据。
关键词：何首乌,醇溶性浸出物,不同种植年限
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危险废物浸出毒性试验方法分析 篇6
1 浸出过程以及环境影响因素
浸出过程主要是指可溶性的组分通过溶解或者是扩散的方式从固体废物中进入到浸出液的过程。当填埋或者堆放的废物以及液体在相互接触时, 固相中的组分也就会溶解到液相中从而形成浸出液, 溶解以及扩散是其主要因素, 固体废物的浸出主要受到物理、生物以及化学因素的影响。首先, 物理因素主要包括填埋场、气候、植被以及水文地质条件;其次, 生物因素包括:微生物通过生物降解从而改变填埋材料的氧化还原电势以及PH值, 最终改变污染物的溶解性, 形成不同毒性的污染物, 另外, 洞穴动物以及植被也会影响渗透通道, 加强其渗透性;化学因素:污染物的溶解以及解吸, 填埋材料的特性, 有机或者无机化合物的结合以及非水相液体的存在都会影响其废物的溶解以及扩散。
2 比较水平振荡法以及翻转法浸出毒性
浸出实验的结果主要用于危险废物的进入填埋许可、危险废物的鉴别、废物的再利用以及危险废物的排除等。因此, 无论是哪种浸出实验都需要有一个明确的模拟场景。根据我国目前的固体废物的处置方式以及管理需要, 在标准的实验研究中, 模拟场景主要归结于以下两种情况:
首先, 废物在工业固体废物填埋场进行不规范处置以及废物堆积的土地利用。在这种情形中, 废物中污染物浸出液相可能来自于地下水、雨水以及地表水, 其中雨水是最为普遍的液相来源。由于我国处于酸雨地区, 酸性浓度较高, 从而会增加废物中金属的浸出率。因此, 采用硝酸硫酸法对这一场景进行模拟。
其次, 5%的工业废物经过无害处理之后, 进入到卫生填埋场, 与95%的市场垃圾进行合并处理。废物中污染物浸出的液相主要来自于填埋渗滤液, 而醋酸是填埋渗滤液中具有代表分子的有机酸, 因此, 采用醋酸缓冲溶液来作为浸提剂对这一场景进行模拟。
浸出时间与废物的材料有着密切关系, 例如:以电镀污泥为例, 金属的浸出主要是受到冲刷以及溶解过程支配, 是一个比较快速的反应过程。所以, 在实验样品以及浸提剂在接触的一瞬间, 浸出就已经开始, 并且在2-60小时内金属的浸出趋势已经趋于平缓, 浸出后放置时间在不同的浸出方法中, 规定有所不同。如果金属样品在浸出之后立即过滤, 放置时间就是由过滤时间来决定的。如果浸出时间足够长, 浸出量就会趋于平衡, 并且由此可以推断出放置时间对浸出量并没有影响。然而放置时间过长, 会增加固相的吸附效应, 因此, 在实际的操作中, 浸出后放置时间控制在两小时内。
由于我国大多地方多处于酸雨地区, 酸性浓度大多比较高, 在进行模拟场景实验时, 大多选择硫酸硝酸法作为浸提剂, 而不是醋酸缓冲溶液法。翻转以及水平法在同样试验样品 (将铜或者铅击碎) 下, 同时按照相同的方法进行消解, 但是浸出后放置时间有所区别。翻转法只需将浸出物放置半小时, 而水平法需要放置16小时。根据浸出时间以及浸出后放置时间对浸出量的影响, 适宜将放置时间控制在2小时内。
另外, 在实验中, 翻转法需要在室温下翻转搅拌18小时, 而水平法室温下振荡8小时, 翻转法比水平法剧烈, 同时翻转法能够避免提取容器中出现死角, 从而使固体颗粒得到充分接触, 就打破了局部的平衡状态, 使样品中的组分得到充分浸出, 因此, 导致翻转法以及水平法在同等条件下的浸出浓度不同。
3 结语
综上所述, 对于新制定浸出方法的环境保护目标较为明确, 同时也有明确的场景模拟, 由实验参数加上系统计算, 能够作为固体废物环境管理的重要依据。然而, 又由于固体废物的种类比较多, 同时处理的环境差别相差比较大, 相应的应增强其处理工艺, 对于该标准的客观以及全面评估还需要进一步的改进, 需要不断环境管理的变化而深入补充。
参考文献
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现代浸出法制油技术与初步设计 篇7
油脂浸出过程是油脂从固相转移到液相的传质过程。这一过程是借助分子扩散和对流扩散两种方式完成的。
1.1 分子扩散
分子扩散是指以单个分子的形式进行的物质转移,是
并进行了苯并芘项目检测,结果见表3。
由表3可知:花生油、芝麻油和菜籽油中苯并芘含量较高,有的已经超过了国家标准规定限量值(10μg/kg);而大豆油中苯并芘含量一般比较低。
大多数食用油生产原料本身都是不含苯并芘的,油脂的苯并芘超标可能和污染有关,大多数油料是农户分散种植,由农户自行采摘和晾晒,由于晾晒条件的限制,部分油料被晾晒在沥青马路上,沥青在高温暴晒下,对油料产生了污染。再者由于加工工艺的不同,需热焙烤之后压榨的产品如花生油、芝麻油和菜籽油,油脂在高温下也易产生苯并芘[4]。
由于分子无规则的热运动引起的。当油料与溶剂接触时,油料中的油脂分子借助于本身的热运动,从油料中渗透出来并向溶剂中扩散,形成了混合油;同时溶剂分子也向油料中渗透扩散,这样在油料和溶剂接触面的两侧就形成了两种浓度不同的混合油。由于分子的热运动及两侧混合油浓度的差异,油脂分子将不断地从浓度较高的区域转移到
3结论
该研究建立了植物油中苯并芘残留的高效液相色谱快速测定方法。试验结果表明:其回收率达到94%~101%,符合国标中对植物油中苯并芘的检测要求。该方法样品预处理简便,试剂耗用少,分析时间短等优点,显著提高了检测的效率,是测定植物油中苯并芘含量的理想方法。
参考文献
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中国油脂,2011,36(6):7-11.
浓度较小的区域,直到两侧的分子浓度达到平衡为止。
1.2 对流扩散
对流扩散是指物质溶液以较小体积的形式进行的转移。与分子扩散一样,扩散物的数量与扩散面积、浓度差、扩散时间及扩散系数有关。在对流扩散过程中,对流的体积越大,单位时间内通过单位面积的体积越多,对流扩散系数越大,物质转移的数量也就越多。油脂浸出过程的实质是传质过程,其传质过程是由分子扩散和对流扩散共同完成的。在分子扩散时,物质依靠分子热运动的动能进行转移。适当提高浸出温度,有利于提高分子扩散系数。而在对流扩散时,物质主要是依靠外界提供的能量进行转移,一般是利用液位差或泵产生的压力使溶剂或混合油与油料处于相对运动状态下,促进对流扩散。
2 浸出法制油的优缺点
2.1 优点
采用浸出法制油,粕中残油可控制在1%以下,出油率明显提高;由于溶剂对油脂有很强的浸出能力,浸出法取油完全可以不进行高温加工而取出其中的油脂,使大量水溶性蛋白质得到保护,粕可以用来制取植物蛋白;易于实现生产自动化与大规模生产,加工成本低,劳动强度小。
2.2 缺点
一次性投资较大,浸出溶剂一般为易燃、易爆和有毒的物质,生产安全性差;浸出制得的毛油含有非脂成分数量较多,色泽深,质量较差。
对于溶剂的缺点,只要我们严格执行《浸出制油工厂防火安全规范》,严格遵守操作规程,一般是不会发生事故的[1]。
毛油质量差,可以通过精炼来解决。但总体从投入与产出的比值———效益来讲,现代浸出法制油要比压榨法合适很多(特殊小油种除外)。
3 工艺初步设计要点
3.1 工艺流程选择
如何选择一条比较合理、适用的浸出法制油工艺路线,是浸出工艺设计中一个很重要的问题。从我国油脂浸出生产的情况来看,由于各地油料品种不同,生产规模不同,采用的设备各异,因而所选择的浸出法制油工艺流程也不尽相同。
3.1.1 油料品种及性质
一般可根据油料品种及产量情况确定加工方法,然后再确定工艺流程,并根据油料含油率的高低来选择工艺路线。一般对于含油率高的油料,如油菜籽、葵花籽仁和花生仁等油料可采用预榨-浸出工艺流程。对于含油率低的油料,如大豆和米糠等可采用直接浸出工艺。
3.1.2 对产品、副产品的质量要求
浸出生产的主产品是油,副产品是粕。产品油有食用油和工业用油。食用油的质量要求较高,且要符合食品安全卫生要求。工业用油的质量要求则根据不同使用目的而定。这些在工艺上都应作相应的考虑。此外,粕作饲料时,质量要求可低些。若用于制作食品或提取植物蛋白,则应尽可能减少蛋白质变性,对此,工艺上同样应予以考虑。
3.1.3 生产规模
在选择工艺流程之前,应根据油料来源的多少确定其生产规模,然后再根据生产规模选择适当的工艺流程。生产规模较小的油厂,应选择简短的工艺流程,易上马,见效快。而生产规模较大的油厂工艺流程应该完善一些,以适应发展的需要。
3.1.4 设备选型
现在国内植物油厂生产规模在50t/d及其以上的,普遍采用平转式浸出器作为主要浸出设备。也有个别油厂采用环型浸出器。罐组式浸出器则为生产规模特小的油厂使用。设备选型确定后,再确定相应工艺路线。
3.1.5 适应于多种油料加工
选择工艺流程时,规模较小的生产线,可以适当考虑机动性,以便于作一些局部调整后,即可适应于多种油料的加工。例如,采用的工艺流程既可以浸出大豆、花生仁、棉籽、油菜籽和葵花籽等大宗油料,经调整后,又可以浸出桐仁和茶籽仁等小油料。但考虑的品种也不易太多,一般不超过3种油品。
3.2 工艺流程图
无论采用何种浸出工艺流程,几种主要植物油料的现代浸出工艺都应包括以下几个主要工序:油料预处理或预榨、料胚浸出、湿粕脱溶、混合油负压蒸发及溶剂冷凝与回收循环、水化脱胶等。
4 浸出法制油技术与其他初步设计知识
4.1 浸出器
(1)工艺流程。油料经过预处理后的料胚或预榨饼,由输送设备送入浸出器,经溶剂浸出后得到浓混合油和湿粕。
(2)浸出设备。浸出系统的重要设备是浸出器,其形式有间歇式浸出器(浸出罐)和连续式浸出器(平转式浸出器、环形浸出器、履带式浸出器、箱链式浸出器和拖链式浸出器等)。
4.2 湿粕脱溶烘干
(1)工艺流程。从浸出器卸出的粕中一般含有20%~30%的溶剂,为了使这些溶剂得以回收和获得质量较好的粕,可采用加热来蒸脱溶剂。
(2)脱溶烘干设备。对预榨饼浸出粕的脱溶烘干多采用高料层蒸烘机,对大豆一次浸出粕的脱溶烘干,宜采用DT蒸脱机+DC烘干冷却机,先进的DT一般还包括VRS层。一般蒸脱机设计应用的是舒马赫原理。
4.3 混合油的蒸发和汽提
(1)工艺过程。混合油过滤→混合油贮罐→第一蒸发器→第二蒸发器→汽提塔→浸出毛油。
从浸出器泵出的混合油,须经处理使油脂与溶剂分离。分离方法是利用油脂与溶剂的沸点不同,首先将混合油加热蒸发,使绝大部分溶剂汽化而与油脂分离。然后,再利用油脂与溶剂挥发性的不同,将浓混合油进行水蒸气蒸馏(即汽提),把毛油中残留溶剂蒸馏出去,但是在进行蒸发和汽提之前,须除去其中的固体粕末及胶状物质,为混合油的成分分离创造条件。
(2)粗过滤。让混合油通过过滤介质(筛网),其中所含的固体粕末即被截留,得到较为洁净的混合油。一般的平转型浸出器内,在第Ⅱ集油格上装有帐篷式过滤器,滤网规格为100目,浓混合油经过滤后再泵出。
(3)离心沉降。现多采用旋液分离器来分离混合油中的粕末,它是利用混合油各组分的质量不同,采用离心旋转产生离心力大小的差别,使粕末下沉而液体上升,达到清洁混合油的目的。
(4)精密过滤。在现代含油高油料浸出工艺中,一般是在混合油离心沉降后加一道精密过滤,目的是去除离心沉降无法去除的小比重杂质如粕末等,其过滤精度可达到50~500μm。设备一般是刮刀自清式过滤器。
(5)混合油的蒸发。蒸发是借加热作用使溶液中一部分溶剂汽化,使挥发性溶剂与不挥发性溶质分离的操作过程。混合油的蒸发是利用油脂几乎不挥发,而溶剂沸点低、易于挥发的特性,用加热使溶剂大部分汽化蒸出,从而使混合油中油脂的浓度大大提高的过程。
在蒸发设备的选用上,油厂(设计公司)多选用升膜式蒸发器。其特点是加热管道长(一般为6m),混合油由下部进入加热管内,迅速沸腾,产生大量气泡并迅速上升。混合油也被上升的蒸气泡带动为一层液膜沿管壁上升,溶剂在此过程中蒸发。由于在薄膜状态下进行传热,故蒸发效率较高。有的油厂(设计公司)也选用降膜式蒸发器。
(6)混合油的汽提。通过蒸发,混合油的浓度大大提高。然而,溶剂的沸点也随之升高。无论继续进行常压蒸发或改成减压蒸发,欲使混合油中剩余的溶剂基本除去都是相当困难的。只有采用汽提,才能将混合油内残余的溶剂基本除去。
汽提的原理是:混合油与水不相溶,向沸点很高的浓混合油内通入一定压力的直接蒸汽,同时在设备的夹套内通入间接蒸汽加热,使通入混合油的直接蒸汽不致冷凝。直接蒸汽与溶剂蒸气压之和与外压平衡,溶剂即沸腾,从而降低了高沸点溶剂的沸点。未凝结的直接蒸汽夹带蒸馏出的溶剂一起进入冷凝器进行冷凝回收。其设备有管式汽提塔、层碟式汽提塔、斜板式汽提塔和筛板式汽提塔等。
4.4 溶剂蒸气
(1)工艺流程。由第一、第二蒸发器、汽提塔、DT-DC出来的混合蒸气进入冷凝器,经冷凝后的溶剂、水混合液流入分水器进行分水,分离出的溶剂流入循环溶剂罐,而水进入蒸煮罐,在微负压下用蒸汽加热到92℃以上,一般不超过98℃,使其中所含的溶剂蒸发,蒸去水中微量溶剂后,废水进入水封池,再排入污水处理。
(2)溶剂蒸气的冷凝。所谓冷凝,即在一定的温度下,气体放出热量转变成液体的过程。单一的溶剂蒸气在固定在冷凝温度下放出其本身的蒸发潜热而由气态变成液态。当蒸汽刚刚冷凝完毕,就开始了冷凝液的冷却过程。因此,在冷凝器中进行的是冷凝和冷却两个过程。事实上这两个过程也不可能截然分开。两种互不相溶的蒸汽混合物(水蒸气和溶剂蒸气),由于它们各自的冷凝点不同,因而在冷凝过程中,随温度的下降所得冷凝液的组成也不同。但在冷凝器中它们仍旧经历冷凝和冷却两个过程。
目前常用的冷凝器有列管式冷凝器、喷淋式冷凝器和板式冷凝器等。
(3)溶剂和水分离。来自DTDC或汽提塔的混合蒸汽冷凝后,其中含有较多的水。利用溶剂不易溶于水且比水轻的特性,使溶剂和水分离,以回收溶剂。这种分离设备就称之为“溶剂-水分离器”,目前使用得较多的是分水箱或溶剂水分离罐。
(4)废水中溶剂的回收。分水箱排出的废水要经蒸煮罐蒸煮溶剂回收后排入水封池处理。水封池要靠近浸出车间,水封池为三室水泥结构,其保护高度不应小于0.4m,封闭水柱高度大于保护高度2.4倍,容量不小于车间分水箱容积的1.5倍,水流的入口和出口的管道均为水封闭式。
4.5 自由气体中溶剂的回收
(1)工艺流程。空气可以随着投料进入浸出器,并进入整个浸出设备系统与溶剂蒸气混合,这部分空气因不能冷凝成液体,故称之为“自由气体”。自由气体长期积聚会增大系统内的压力而影响生产的顺利进行。因此,要从系统中及时排出自由气体。但这部分空气中含有大量溶剂蒸气,在排出前需将其中所含溶剂回收。来自浸出器、分水箱、混合油贮罐、冷凝器和溶剂循环罐的自由气体全部汇集于最后冷凝器。自由气体中所含的溶剂被部分冷凝回收后,尚有未凝结的气体,仍含有少量溶剂,回收后再将废气排空。
(2)工艺设备。石蜡油尾气回收法和低温冷冻法等。
4.6 浸出车间设备设计需了解的技术条件
4.6.1 工艺参数
(1)进浸出器料胚质量直接浸出工艺,料胚厚度0.3mm以下,水分10%以下;预榨浸出工艺,饼块最大对角线不超过15mm,粉末度(30目以下)5%以下,水分6%以下。
(2)料胚在平转浸出器中浸出,其转速一般不大于100r/min;在环型浸出器中浸出,其链速一般不小于0.3m/min。
(3)浸出温度55~58℃。
(4)混合油浓度入浸料胚含油18%以上者,混合油浓度不小于20%;入浸料胚含油大于10%者,混合油浓度不小于15%;入浸料胚含油在大于5%、小于10%者,混合油浓度不小于10%。
(5)粕在蒸脱层的停留时间,高温粕不小于30min;蒸脱机气相温度为74~80℃;蒸脱机粕出口温度,高温粕不小于105℃,低温粕不大于80℃。带冷却层的蒸脱机(DTDC)粕出口温度不超过环境温度10℃。
(6)混合油蒸发系统汽提塔出口毛油含总挥发物0.2%以下,温度105℃,整体蒸发系统为负压蒸发。
(7)溶剂回收系统冷凝器冷却水进口水温32℃以下,出口温度38℃以下,一般冷却水出进温差不超过6℃,凝结液温度40℃以下。
4.6.2 产品质量
(1)粕残油率1%以下(粉状料2%以下),水分13%以下,引爆试验合格。
(2)毛油标准:符合国标要求。
(3)预榨饼质量,在预榨机出口处检验,一般要求:饼厚度15mm以下,饼水分6%以下,饼残油12%以下,但根据浸出工艺需要,可提高到18%~20%。
4.6.3 有关设备计算采用的参数
料胚密度400~450kg/m3,膨化料密度450~550kg/m3,饼块密度560~620kg/m3,层式蒸炒锅总传热系数628k J/(m2·h·℃),汽提塔的总传热系数500k J/(m2·h·℃),蒸脱机的总传热系数200k J/(m2·h·℃),溶剂水分离箱的总传热系数300k J/(m2·h·℃)。
入浸出器料胚的容重,大豆料胚按400kg/m3、膨化料按500kg/m3和预榨饼按600kg/m3。浸出时间90min,其他较难浸出的物料如玉米胚芽和菜籽可适当延长浸出时间。
有关列管式传热设备的总传热系数,负压蒸发应不低于下列数据:第一蒸发器总传热系数500k J/(m2·h·℃),第二蒸发器总传热系数200k J/(m2·h·℃),溶剂冷凝器的总传热系数500k J/(m2·h·℃),溶剂加热器的总传热系数200k J/(m2·h·℃)。
设备布置应紧凑,在充分考虑操作维修的空间后,可考虑车间主要通道为1.2m,两设备突出部分间距如需操作人员通过则为0.8m,如不考虑操作人员通过可为0.4m。靠墙壁无人路过的贮槽与墙距离为0.2m。如有管路经过,上述尺寸尚需考虑管子及保温层所占空间。
4.6.4 消耗指标
蒸汽消耗量300kg/t料,冷却水量300kg/t料,电消耗量26k W·h/t料,溶剂消耗量<1kg/t料。
以上指标以加工大豆为例,浸出为负压蒸发、矿物油溶剂回收等先进工艺。
4.6.5 管路系统设计
对每条管线进行管径计算,同时按输送的原料选择所需管的型号材质。每条管线应进行编号,并编制管路、阀门、疏水器和仪表明细表。浸出车间管径计算,可选用流速数据如下:主蒸气管25m/s,支蒸气管20m/s,水管1.5m/s,混合油溶剂管1.0m/s。
5 溶剂选择
5.1 油脂浸出对溶剂的要求
一般来说,对油脂浸出所用溶剂的要求是力求在浸出过程中获得最高的出油率和获得高质量的产品,尽量避免溶剂对人体的伤害,保证安全生产。因而对油脂工业用溶剂提出如下要求。
(1)对油脂有较好的溶解度。所选用的溶剂应能够充分、迅速地溶解油脂,且与油脂能以任何比例相互溶解;不溶解或很少溶解油料中脂溶性物质,更不能溶解油料中其他非油组分。
(2)化学性质稳定。溶剂的化学纯度愈高愈好(除混合溶剂之外)。溶剂在贮藏和运输中、在浸出生产各工序的加热或冷凝过程中,不发生分解、聚合等造成溶剂化学成分和性质改变的化学变化,不与油料中的任何组份发生化学反应。无论是纯溶剂、溶剂的水溶液、溶剂气体及溶剂蒸气与水蒸气的混合蒸气,对设备都不应有腐蚀作用。
(3)容易与油脂分离。溶剂能够在较低温度下从油脂或粕中充分挥发。它应具有稳定及合适的沸点,热容低,蒸发潜热小,容易回收。与水不互溶,也不与水形成共沸混合物。
(4)安全性能好。无论是溶剂液体、溶剂气体或是溶剂蒸气与水蒸气的混合气体,应对操作人员的健康无害。脱除溶剂后的油料不应带有溶剂的不良气味和味道,不会残留对人体有害的物质。
(5)溶剂来源要广。浸出溶剂的供应量应能满足大规模工业生产的需求,溶剂的价格要便宜,来源要充足。
完全满足上述要求的溶剂可以称作理想溶剂。但是,到目前为止这样的溶剂还没有找到。在实际的油脂浸出生产中,是将所选用溶剂的性质与理想溶剂的性质进行比较,力求其偏离程度为最小。目前油脂工业中所用溶剂能满足上述所列的多数要求。
5.2 油脂在有机溶剂中的溶解度
两种液体的相互溶解度,取决于其分子极性的相似性。如果这两种液体的分子极性越相近,那么它们的相互溶解度就越大。通常用介电常数表示分子极性的大小。
植物油属于分子极性很小的液体(蓖麻油例外)。大多数油脂在常温下的介电常数为3.0~3.2。大多数的植物油都能充分地溶解在介电常数与之相当的非极性溶剂中。植物油与己烷、轻汽油、苯和二氯乙烷等溶剂的介电常数很接近,因此可与这些溶剂以任何比例充分混合和溶解。随着丙酮、乙醇、甲醇与油脂介电常数差距的加大,室温时它们与油脂的相互溶解度减小,随着温度的升高其相互溶解度增加。
水的介电常数是81,油脂在溶剂中的溶解度随溶剂含水量的增加而降低。而水在溶剂中的溶解度随溶剂的极性而变化。溶剂在水中的溶解度不同于水在溶剂中的溶解度。虽然浸出轻汽油和己烷在水中的溶解度很小(常温下为0.014%左右),但在废水中会由于溶剂与水的乳化现象,使溶剂在水中的溶解度大大地超过这一数值。
油料中非油物质在溶剂中的溶解度也取决于溶剂的极性。溶剂对油料中各种组分溶解具有选择性。
5.3 浸出植物油脂所用的工业溶剂及其特点
溶剂的分类可根据它们的极性、黏度和沸点来进行。根据溶剂的极性可将其分成低极性的、中极性的和高极性的溶剂。根据溶剂的黏度大小,可将其分成低黏度的、中黏度的和高黏度的溶剂。根据溶剂的沸点高低,可将其可分成低沸点、中沸点和高沸点的溶剂。作为工业应用的植物油溶剂应是低黏度、低沸点和低极性。
亦可将溶剂分成这样两大类:第一类为工业纯溶剂;另一类为两种工业纯溶剂所组成的混合溶剂或有水的混合溶剂。
工业纯溶剂是化学化合物,可包括如下各类:脂肪族烃类、氯代脂肪族烃类、芳香族烃类和脂肪族酮类。在国内外的油脂浸出生产中,脂肪族烃类得到最广泛的应用。它由若干化学性质相近的化合物和少量其他物质组成,浸出轻汽油或工业己烷是这类溶剂的主要代表。
5.3.1 脂肪族烃类
脂肪族烃类的溶剂主要有已烷、戊烷、丁烷、丙烷及其混合物,尤以已烷混合物的溶剂为多。
(1)6号抽提溶剂油。6号抽提溶剂油俗称浸出轻汽油,是石油分馏所得产品。其沸点范围较宽(60~90℃),这就要求混合油在蒸发、汽提和湿粕蒸脱溶剂时提高温度,将造成油和粕的质量指标有某些下降(增加了粕中蛋白质的变性作用,改变了油脂的酸值和色泽)。
浸出轻汽油在水中溶解量很小,忽略不计。
6号抽提溶剂油的安全性质:6号溶剂油的主要缺点是它的易燃性及与空气能形成爆炸性混合气体。当火花的温度达到233℃(物体被加热到同样的温度)的情况下,例如由于与裸露蒸汽管道的接触等都能够产生着火。因此,在浸出生产时,应用的过热蒸汽温度不应该高于220℃。溶剂蒸汽在空气中的浓度达到1.2%~6.9%时,是有爆炸危险的。溶剂蒸气比空气重2.79倍,因而容易聚集于低凹地区,因此浸出车间内不要有负标高设施(排入水封池的明沟除外)。
6号抽提溶剂油的毒理性质:6号抽提溶剂油的蒸气主要对人的神经系统有影响。溶剂蒸气的连续吸入,能引起头昏、头痛,直至失去知觉。较重的溶剂馏分比轻馏分的作用更强烈。溶剂中芳香烃(苯、甲苯)的存在,加强了它的毒性。在热的时候比在冷的时候更易中毒。
在浸出车间里,为了降低溶剂在空气中的含量,应在适当的地方安装排风机。使车间内每升空气中的溶剂含量不超过0.3mg。对局部的溶剂燃烧可采用饱和蒸汽进行灭火,比较现代的方法是利用车间内装备的雨林-泡沫联动系统灭火。
(2)工业已烷。工业己烷的主要化学组份是己烷(96%~98%)。它是目前我国油脂浸出的主要溶剂。其沸点范围为66~69℃(纯已烷沸点为68.74℃)。它对油脂的溶解性与6号抽提溶剂油无大差别,但其选择性比6号抽提溶剂油要好;工业已烷的沸点范围小,容易回收,浸出生产中的溶剂消耗小;生产工艺条件比较一致,有利于产品质量的提高。工业己烷的安全特性与6号抽提溶剂油相差无几。闪燃点为-32℃,易燃烧。自燃点为250℃,易爆炸,当已烷气体与空气相互混合后已烷浓度达到1.25%~4.9%时就会发生爆炸。其蒸气有毒,主要表现在对人的神经系统产生影响。
以上两种溶剂理化指标与质量标准参见相关国标。
5.3.2 脂肪酮和醇
(1)丙酮。丙酮与水能以任何比例互溶。化学纯的丙酮是中性的,不会对设备产生腐蚀。它不会与水形成共沸混合物,且沸点低、生产中容易回收。且由于丙酮在水中的无限溶解度,因此能够采用简单的洗涤方法进行回收。丙酮浸出所得产品质量较好。丙酮是亲油和亲水溶剂,所以在现代浸出法加工棉籽时不再使用。它的优点是在加工棉籽时棉粕的颜色极浅,棉酚浸出的也比较彻底。但缺点是它与油脂与水很难分离。现在已被6号油(正己烷)+甲醇所代替。但在其他物料浸出中还有应用。
(2)乙醇。乙醇是具有相同化学成分和固定沸点的溶剂。乙醇对油的溶解度随其含水量的不同呈现出很大差异。如使用98%以上的乙醇,在达到其沸点以前,就可使油和乙醇完全互溶。但要使95.92%的乙醇和油互溶就要在88℃左右,这就超过了乙醇的沸点,也即必须在加压条件下,才能使乙醇和油互溶。其次,乙醇和水易形成恒沸溶液,此时乙醇的浓度为92.97%。为此在常压下,当温度在60~70℃时,油在乙醇中的溶解度仅为5%左右,这就需要大量的乙醇,才能将一定量的油从大豆中浸取出来,而且必须消耗较多的热量和动力。
已醇作为溶剂的优点:温度达到120℃时能够充分地溶解油脂,而冷却到16~24℃时油脂与溶剂很易分层。用这样的方法,可以采用不经加热蒸发的方式,将混合油中的油脂与溶剂分离。
乙醇浸出毛油的颜色、酸值和油经加热后的沉淀物,均较其他溶剂的浸出油为佳。所得毛油可不需处理或略加处理即可食用。乙醇浸出粕的色浅、质量好,可用作食品原料。
乙醇对油脂的溶解度太低是它作为浸出溶剂的一大缺点。但乙醇能和蓖麻油以任何比例互溶。用乙醇作为油脂浸出工业用的溶剂还需作更多的研究。
摘要：本文主要论述了现代浸出法制油技术与初步设计的基本知识,涵盖浸出法与压榨法的特点比较、工艺、设备和环境的初步设计要点及主要溶剂的优缺点。
关键词：浸出法,初步设计,油脂
参考文献
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