本发明属于粉煤灰生物冶金，具体涉及一种利用酸性矿井水和高硫尾矿辅助生物浸出粉煤灰中稀土的方法。
背景技术：
1、稀土广泛应用于新能源、新材料等领域。煤炭是我国主要的能源资源，我国每年产生大量的粉煤灰，粉煤灰中的稀土平均含量可达400ppm，具有回收价值。目前对粉煤灰的利用途径主要包括制造水泥混凝土、合成沸石、土壤改善和废水处理等，对其中稀土元素的回收利用不足，造成了资源的浪费。
2、高硫尾矿是高硫煤矿分选后的固废，长期堆积的高硫尾矿占用土地资源。中高硫煤在开采时和开采后，由于铁硫矿物的生物地球化学反应，产生大量酸性矿井水，其ph值一般2-4，污染地表和地下水资源，危害生态环境和人体健康，因此，目前一般采用石灰石中和法来处理酸性矿井水，该方法不仅费工费时，也不产生经济价值。
3、目前，从粉煤灰中提取稀土一般联合采用碱式焙烧和酸浸，稀土的浸出率可达到80％，但是能耗高，试剂消耗量大。生物浸出技术是利用微生物分解矿物提取有价金属，适用于处理低品位复杂矿物。嗜酸氧化亚铁硫杆菌和嗜酸氧化硫硫杆菌已成功用于提取粉煤灰中稀土，浸出率约60％。酸性环境有利于金属的溶出，同时铁硫氧化菌的适宜生长的ph为2左右，而粉煤灰环境一般是偏碱性的。除了适宜的酸碱环境，阻碍生物浸出技术应用于粉煤灰的另一个因素是缺乏还原性的铁和硫等能源物质。额外添加硫粉和黄铁矿将增加生物浸出的成本。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供了一种利用酸性矿井水和高硫尾矿辅助生物浸出粉煤灰中稀土的方法，该方法不仅可降低成本，还能达到变废为宝、以废治废的目的。
2、为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
3、一种利用酸性矿井水和高硫尾矿辅助生物浸出粉煤灰中稀土的方法，包括以下步骤：
4、(1)采用交替平铺粉煤灰和高硫尾矿来构筑矿堆，根据高硫尾矿中的含硫量来设定粉煤灰以及高硫尾矿的层厚度；
5、(2)在矿堆底部设置通风系统，向矿堆中通入空气；
6、(3)焊接喷淋管道，用ph值2-4的酸性矿井水喷淋矿堆，润湿矿堆及降低矿堆ph；
7、(4)在矿堆附近设置集液池，收集浸出液，当浸出液ph值低于3时，喷淋铁硫氧化菌菌液，直到矿堆中微生物数量达到至少1010个/吨；
8、(5)收集稀土浸出液，用于后续分离富集稀土。
9、优选的，步骤(1)中，所述筑堆中，粉煤灰与高硫尾矿中的无机硫的质量比为10：1，粉煤灰中总稀土含量400ppm以上。
10、优选的，步骤(1)中，所述筑堆中，每层粉煤灰厚度15-25cm,每层高硫尾矿厚度15-25cm。
11、优选的，步骤(3)中，所述酸性矿井水ph值约为2-4；喷淋强度为10-20l/h/m2，每喷淋5天，休息2天。
12、优选的，步骤(4)中，所述铁硫氧化菌为嗜中温的嗜酸氧化亚铁硫杆菌、嗜酸氧化硫硫杆菌、氧化亚铁钩端螺旋菌中的一种或几种。
13、优选的，步骤(4)中，所述菌液中的活菌数为1×107至1×108个/ml。
14、优选的，步骤(2)中，通风强度为200l/h/m2，每天6h。
15、与现有技术相比，本发明有益效果如下：
16、(1)本发明充分利用了酸性矿井水中的无机酸，酸性矿井水为微生物生长创造适宜环境，从而减少了粉煤灰中提取稀土一般方法中酸的消耗，同时解决了酸性矿井水对环境的污染问题；
17、(2)本发明充分利用了酸性矿井水中含有的原生铁硫氧化菌微生物群落，减少了生物浸出系统中菌液的用量；
18、(3)本发明充分利用了高硫尾矿中的硫作为生物浸出系统中微生物的能量来源，解决了粉煤灰不能为微生物提供能源的问题，无须再添加单质硫、黄铁矿等物质，最大限度地降低了成本，同时解决了高硫尾矿的环境污染问题。
19、(4)本发明利用生物堆浸工艺，向矿堆喷淋酸性矿井水，或喷淋酸性矿井水和菌液混合液，无须焙烧、调节ph值、搅拌等操作，该工艺控制简单。
20、本发明工艺控制简单，充分利用了酸性矿井水、高硫尾矿和粉煤灰三种煤矿废弃物来回收粉煤灰中的稀土，最大限度地降低了成本，解决了高硫尾矿、粉煤灰、酸性矿井水造成的环境问题，达到变废为宝，以废治废的目的。
1.一种利用酸性矿井水和高硫尾矿辅助生物浸出粉煤灰中稀土的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种利用酸性矿井水和高硫尾矿辅助生物浸出粉煤灰中稀土的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述筑堆中，粉煤灰与高硫尾矿中的无机硫的质量比为10：1，粉煤灰中总稀土含量400ppm以上。
3.根据权利要求1或2所述的一种利用酸性矿井水和高硫尾矿辅助生物浸出粉煤灰中稀土的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述筑堆中，每层粉煤灰厚度15-25cm,每层高硫尾矿厚度15-25cm。
4.根据权利要求1或2所述的一种利用酸性矿井水和高硫尾矿辅助生物浸出粉煤灰中稀土的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述酸性矿井水ph值约为2-4；喷淋强度为10-20l/h/m2，每喷淋5天，休息2天。
5.根据权利要求1或2所述的一种利用酸性矿井水和高硫尾矿辅助生物浸出粉煤灰中稀土的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述铁硫氧化菌为嗜中温的嗜酸氧化亚铁硫杆菌、嗜酸氧化硫硫杆菌、氧化亚铁钩端螺旋菌中的一种或几种。
6.根据权利要求1或2所述的一种利用酸性矿井水和高硫尾矿辅助生物浸出粉煤灰中稀土的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述菌液中的活菌数为1×107至1×108个/ml。
7.根据权利要求1或2所述的一种利用酸性矿井水和高硫尾矿辅助生物浸出粉煤灰中稀土的方法，其特征在于，步骤(2)中，通风强度为200l/h/m2，每天6h。
