微生物脱硫技术国外研究现状
1 国外微生物脱硫研究现状
煤炭微生物脱硫的研究可追溯到应用微生物选矿的历史。1947年，Colmer和Hinkle发现并证实化能自养细菌Thiobacillus ferrooxidans能够促进氧化并溶解煤炭中存在的黄铁矿，这被认为是生物湿法冶金研究的开始。从这以后，研究人员对生物湿法冶金的理论和应用展开了广泛的研究。1958年美国用细菌浸出铜和1966年加拿大用细菌浸出铀的研究和工业应用成功之后，有20多个国家的学者开展了微生物选矿的研究，并定期开展湿法冶金学术研讨会。与此同时，学者们也开始了煤炭微生物脱硫应用的研究，Zurabina(1959)和Silverman(1963)就已经使用氧化亚铁硫杆菌从煤炭中脱除黄铁矿的研究。之后，国外在微生物脱硫的各方面都作了大量工作，其中包括对细菌与煤炭中黄铁矿相互作用的机理研究、能够用来脱硫的菌种及其对黄铁矿硫氧化能力的研究和细菌生长的动力学及细菌与黄铁矿相互作用的动力学的研究。进入80年代，国外开始把微生物脱硫研究工作转向应用性研究和实验，并成立了一些公司，如美国Artech公司和Hattelle公司。在此基础上，由欧共体资助，德国Essen的 Deutsche—Montan—Technologie(DMT)、意大利 Cagliari大学的采矿和矿物处理系、荷兰Delft技术大学和英国的实验室，在考察了生物法脱硫的可行性和限制因素后，于1991年在意大利的Eni Chem— Anie煤矿开展了浸出法微生物脱硫的连续性中试研究。该装置的处理能力为50kg／h原煤。该装置的运行为浸出法微生物脱硫获得了大量的参数，标志着煤炭微生物脱硫工作正由实验室走向应用。研究结果充分证明了微生物脱硫技术的可靠性和脱硫效率，在约2周的时间里，可脱除约90％的无机硫。但由于时间长，能耗过高，浸出法的经济可行性受到了质疑。在煤有机硫的脱除方面，康得拉(Chandra)等用一种混合细菌的丰富培养物脱除煤有机硫16． 5％～19．9％，艾斯比斯特(Isbister)等用二苯噻酚 (DibenzothiopHene，DBT)分离到一株假单胞菌 CBl，其脱除有机硫高达18％～47％，美国气化工艺培育了混合菌种IGT—S8来脱除伊利诺斯煤的有机硫，当把煤磨细到小于200目时，能脱除64％的有机硫。1994年德国的研究者们在小型电厂进行了微生物脱硫实验，能较好地去除有机硫。
2 国内微生物脱硫研究现状
中国科学院生物研究所的研究人员经过多年工作，从松藻矿中分离到氧化铁硫杆菌，在pHl．55" 1．70、细菌浓度为108～109个／ml并结合其它最佳条件，经过10～15天的浸出实验，煤炭中黄铁矿硫 36 的去除率达86．11％～95．16％。除此而外，中国矿业大学的周雪娇等研究人员也作过类似的研究，只是这些工作大多数集中在实验室中，还没能转向应用化生产。在煤有机硫的去除方面，中国科学院微生物研究所的钟慧芳研究小组作了许多有益工作，她们利用从河北任丘油田分离到的DBT菌株去除煤中有机硫。其原理是利用DBT作为生长碳源，将 DBT转化为水溶性有机硫化物，在15天内可脱除煤中有机硫22．2％～32．o％。这是我国应用异养微生物脱除煤中有机硫的良好开端，为今后开发更有效的脱除有机硫的微生物提供了借鉴。令人振奋的是，中国环境科学研究院的潘涔轩教授领导的项目研究小组将煤炭的洗选和煤的微生物脱硫结合起来，在前人研究、实验的基础上，研究出一条适合我国国情的高效低成本的脱硫方法，即浮选法微生物脱硫，它的基本原理是微生物脱硫的表面处理法。
在我国高硫煤中，硫的含量中绝大部分是黄铁矿硫，占煤全硫含量的60％以上，尤其是重庆地区的南桐、天府、松藻等局及贵州的六枝、林东等地的高硫煤多以黄铁矿硫为主。因此在目前的各种脱硫技术中，针对去除黄铁矿硫而开发的煤炭脱硫技术就具有重大的实用价值。煤的浮选法微生物脱硫就是以脱除黄铁矿硫为主的技术，它将煤炭浮选技术与微生物脱硫技术结合起来，其工艺设计路线既体现了选煤快速、设备简单的优点又充分考虑了微生物脱硫的自身特点，是一种新型的脱硫技术。潘教授项目小组的工艺技术路线如下页图示。
验采用的煤样是宁夏石炭井矿务局的煤样和煤科总院煤质室提供的湖南辰溪煤样，采用的人工模拟煤样由大武口选煤厂的浮选精煤与兖州的黄铁矿配合而成，采用的细菌为来自韩国的氧化亚铁硫杆菌，采用的起泡剂为甲基异丁基甲醇，疏水捕集剂为煤油。该项目研究组在总结前人所研究的各种浮选柱的基础上；结合氧化亚铁硫杆菌的特点设计了合适的浮选柱。
通过实验研究发现，浮选法微生物脱硫可提高煤中无机硫的去除率，但煤质与无机含硫量的差别能显著影响煤中无机硫的去除。无机硫含量愈高，浮选微生物脱硫效率就愈高。如，无机硫含量较低的大武口煤，微生物浮选法脱硫与一般浮选法脱硫相比，无机硫去除率提高了约14．7％，而无机硫含量较高的湖南辰溪煤则提高了约31．4％。另外，通过经济分析，该技术的经济可行性十分显著，运行成本很低，脱除lkg硫不到o．5元，随着技术的发展，还可进一步降低运行费用。
和细菌一浮选法相反，微生物一絮凝法采用的是一种本身疏水的分歧杆菌(phlei)。在煤浆中，这种细菌有选择地吸附在煤表面，使煤表面接触角增大，疏水性增强，在细菌作用下彼此结合形成絮团，而硫铁矿和其它杂质颗粒不吸附细菌，仍分散在煤浆里，可强化分离效果。煤吸附愈多，接触角增加就愈多，从而加大煤和矿物杂质疏水性的差异，为煤的疏水絮凝创造了条件。此法对硫分为2．5％，灰分12． 1％的煤分选，一次可除去85％的硫铁矿硫和60％的灰分。
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