浸礦細菌放大培養反應器的制作方法專利名稱：浸礦細菌放大培養反應器的制作方法技術領域：本實用新型涉及細菌培養設備，特別是一種氣升式自循環的浸礦細菌放大培養反應器。背景技術：生物浸出技術是選冶領域發展最快的一項新技術，具有能處理低品位復雜礦石、經濟安全和低碳環保等優勢，擁有廣闊的工業應用前景。該技術是利用礦區廣泛存在的硫、鐵氧化細菌與礦石中的硫化礦物(黃鐵礦、黃銅礦和鎳黃鐵礦等)作用，將礦石中的有價金屬元素釋放進入溶液，有價金屬元素通過富集、分離和提取等工藝成為可供銷售的工業產品。該技術的工業化實施過程中將浸礦細菌轉入礦石堆場或反應器前，需要放大培養大量的浸礦細菌；因此，浸礦細菌的放大培養是該技術的一項核心內容。目前，工業化的細菌放大培養主要在細菌培養池中進行，細菌培養池是在池中加入細菌和營養液進行曝氣培養，存在受天氣影響大、培養速度慢、效率低和條件控制難等缺點，并且該技術只適宜放大培養嗜溫嗜酸菌(生長活性溫度較低的一種浸礦細菌)。針對細菌培養池的上述缺點，急需開發一種能不受天氣影響，可放大培養多種浸礦細菌，具有安全、高效、可控性強的細菌放大培養反應器。實用新型內容本實用新型的目的是針對生物浸出技術在礦山工業化應用過程中細菌放大培養難的問題，為了克服現有浸礦細菌培養技術在工業化應用中存在的缺陷，提供了一種浸礦細菌放大培養反應器，該反應器利用氣體上升作用帶動液體流動，實現菌液的自動循環，可適應多種浸礦細菌的培養；具有安全高效、占地小、功耗低和操作簡單等特點。本實用新型要解決問題的技術方案如下浸礦細菌放大培養反應器，其特征在于包括培養罐、蓋于培養罐頂部的頂蓋，所述頂蓋上設置有料液口和冷凝排氣口，料液口和冷凝排氣口通過螺紋方式與頂蓋連接(也可通過其他等效方式連接，不局限于螺紋連接)，料液口通過管道連接至儲液罐；所述培養罐內部中心軸位置于罐底固定焊接有氣液循環管道，氣液循環管道中上段設置有氣液交換器，氣液循環管道底部的壁上設置有多個用于氣液流通的液體循環進口，培養罐罐底中心處設置有位于氣液循環管道口內的氣體噴頭；所述培養罐側壁下端設置有進液口，培養罐側壁上端設置有出液口。所述培養罐側壁外部包裹設置有加熱保溫外層，加熱保溫層位于進液口和出液口之間。所述加熱保溫外層從緊貼培養罐罐壁由內往外依次包括散熱金屬箔、自限溫加熱帶和多孔泡沫保溫帶。所述氣體噴頭通過防壓管道與位于培養罐外的噴氣系統的空氣壓縮機連接，空氣壓縮機產生的壓縮空氣通過防壓管道從培養罐底部與氣體噴頭相連，氣體流量由空氣壓縮機自帶的流量計控制。所述培養罐底部還設置有檢修排液口，檢修排液口也位于氣液循環管道口內。所述培養罐還連接有液體監測控制系統，液體監測控制系統包括數據采集控制箱、電極組、電磁接觸器和電磁泵，所述數據采集控制箱分別通過線纜與電極組、電磁接觸器和電磁泵連接，電極組穿過培養罐罐壁設置的測試孔與培養罐內液體接觸，電磁接觸器與加熱保溫外層連接，電磁泵與儲液罐連接。所述電極組包括防腐溫度探頭、pH電極、氧化還原電極和溶氧電極。液體監測控制系統是利用數據采集控制箱通過對電極組采集的數據進行分析，控制電磁接觸器對加熱保溫層進行通電或斷電，同時還控制電磁泵將儲液罐中的料液泵入培養罐內。本實用新型的工作原理是氣體通過培養罐底部的氣體噴頭噴出，進入培養罐中央的氣液循環管道上升，氣液循環管道內部有裝有氣液交換器，氣體上升帶動液體自循環并在氣液交換器內與微細空氣泡接觸交換，獲取細菌生長所需的氧氣等。通過培養罐外部包裹的加熱保溫層對培養罐進行加熱和保溫；在培養罐壁上裝備有各種檢測電極，用以監控液體性質變化，檢測數據通過控制箱處理并發出指令進行補液、調漿和加熱等操作。培養罐頂部出氣口設有冷凝器回流排氣中的水分，以減少培養罐內液體蒸發速度。本實用新型的有益效果如下本實用新型可以充分利用細菌培養器的噴氣系統實現液體自循環與氣液物質擴散交換，取消了攪拌設備，降低了反應器能耗；在氣液循環管道內部增設氣液交換器，增加了氣液接觸面積，提高了細菌培養效率；采用先進的自限溫電熱帶，可自動限制加熱時的溫度，并隨被加熱體系的溫度自動調節輸出功率；另外，該設備安裝有溫度、PH、ORP和溶氧等電極探測設備，通過數據采集控制箱進行數據監控和處理，通過電磁泵補加酸堿和營養液調節穩定培養罐內部液體性質；此外，該反應器還可通過傳遞口將多個反應器連接，實現大規模連續性運轉。圖1是本實用新型的結構示意圖附圖中各部分為1料液口(酸堿液和營養液等)，2頂蓋，3電極組，4電磁泵，5儲液罐，6數據采集控制箱，7電磁接觸器，8加熱保溫層，9進液口，10空氣壓縮機，11檢修排液口，12氣體噴頭，13氣液循環管道，14氣液交換器，15培養罐，16出液口，17冷凝排氣口。具體實施方式以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步詳細描述。如圖1所示，浸礦細菌放大培養反應器，包括培養罐15、蓋于培養罐15頂部的頂蓋2。所述頂蓋2上設置有料液口1和冷凝排氣口，料液口1和冷凝排氣口通過螺紋方式與頂蓋2連接(也可通過其他等效方式連接，不局限于螺紋連接)，料液口1通過管道連接至用于存儲調整液或營養液的儲液罐5；料液口1用于向培養罐15內添加酸堿液體或營養物質，冷凝器排氣口17用于外排蒸汽的冷凝回流。[0022]所述培養罐15內部中心軸位置于罐底固定焊接有氣液循環管道13，氣液循環管道13中上段設置有氣液交換器14，氣液循環管道13底部的壁上設置有多個用于氣液流通的液體循環進口，培養罐15罐底中心處設置有位于氣液循環管道13口內的氣體噴頭12。氣液循環管道13用于使氣流上升過程中在培養罐15內形成液體循環流；氣液交換器14用于氣體上升過程中的氣泡粉碎，擴大氣液傳輸面，提高氣液傳輸效率。所述培養罐15側壁下端設置有進液口9，培養罐15側壁上端設置有出液口16，以方便連續培養時使用。所述培養罐15側壁外部包裹設置有用于對培養罐15內液體加熱與保溫的加熱保溫外層8，加熱保溫層8位于進液口9和出液口16之間。所述加熱保溫外層8從緊貼培養罐15罐壁由內往外依次包括散熱金屬箔、自限溫加熱帶和多孔泡沫保溫帶。所述氣體噴頭12通過防壓管道與位于培養罐15外的噴氣系統的空氣壓縮機10連接，空氣壓縮機10產生的壓縮空氣通過防壓管道從培養罐15底部與氣體噴頭12相連，氣體流量由空氣壓縮機10自帶的流量計控制。所述培養罐15底部還設置有檢修排液口11，用于設備故障時清洗并排除培養罐15內殘余物質，檢修排液口11也位于氣液循環管道13口內。所述培養罐15還連接有液體監測控制系統，液體監測控制系統包括數據采集控制箱6、電極組3、電磁接觸器7和電磁泵4，所述數據采集控制箱6分別通過線纜與電極組3、電磁接觸器7和電磁泵4連接，電極組3穿過培養罐15罐壁設置的測試孔與培養罐15內液體接觸，電磁接觸器7與加熱保溫外層8連接，電磁泵4與儲液罐5連接。所述電極組3包括防腐溫度探頭、pH電極、氧化還原電極和溶氧電極。數據采集控制箱6用于采集數據處理和控制指令發布，電極組3用于對培養罐15內液體性質進行監測并將采集到的相關數據傳輸給數據采集控制箱6，電磁泵4和電磁接觸器7，用于接收數據采集控制箱6指令并進行工作。本實用新型的設備工作原理是培養液自進液口9進入培養罐15并加熱，在培養罐15中受氣體噴頭12噴出氣流的影響，隨氣體進入氣液循環管13向上流動，在氣液交換器14內與微細氣泡充分接觸并進行氣體交換，而后流出氣液循環管道13，轉而向下繼續流動，形成循環流。在培養液不斷循環的過程中，浸礦細菌不斷消耗培養液中的能源基質并大量繁殖，對培養液性質產生一定影響，數據采集控制箱6通過測控電極組3采集液體相關數據并發出指令讓電磁泵4和電磁接觸器7工作，從而調節營養液性質，使之適合浸礦細菌的生長繁殖，直到細菌進入生長停滯期后結束細菌放大培養工作。在浸礦細菌連續放大培養過程中，營養液自進液口9進入后，隨著液位升高部分培養液通過排液口16進入下一個培養罐15，如此幾個反應器連接即可形成連續培養作業，源源不斷地培養出新生菌液。權利要求1.浸礦細菌放大培養反應器，其特征在于包括培養罐(15)、蓋于培養罐(15)頂部的頂蓋(2)，所述頂蓋(2)上設置有料液口(1)和冷凝排氣口(17)，料液口(1)通過管道連接至儲液罐(5)；所述培養罐(15)內部中心軸位置設置有固定于罐底的氣液循環管道(13)，氣液循環管道(13)中上段設置有氣液交換器(14)，氣液循環管道(13)底部的壁上設置有多個用于氣液流通的液體循環進口，培養罐(15)罐底中心處設置有位于氣液循環管道(13)口內的氣體噴頭(12);所述培養罐(15)側壁下端設置有進液口(9)，培養罐(15)側壁上端設置有出液口(16)。2.根據權利要求1所述的浸礦細菌放大培養反應器，其特征在于所述培養罐(15)側壁外部包裹設置有加熱保溫外層(8)，加熱保溫層(8)位于進液口(9)和出液口(16)之間。3.根據權利要求2所述的浸礦細菌放大培養反應器，其特征在于所述加熱保溫外層(8)從緊貼培養罐(15)罐壁由內往外依次包括散熱金屬箔、自限溫加熱帶和多孔泡沫保溫市ο4.根據權利要求1所述的浸礦細菌放大培養反應器，其特征在于所述氣體噴頭(12)通過防壓管道與位于培養罐(15)外的噴氣系統的空氣壓縮機(10)連接。5.根據權利要求1所述的浸礦細菌放大培養反應器，其特征在于所述培養罐(15)底部還設置有檢修排液口(11)，檢修排液口(11)位于氣液循環管道(13)口內。6.根據權利要求1所述的浸礦細菌放大培養反應器，其特征在于所述培養罐(15)還連接有液體監測控制系統，液體監測控制系統包括數據采集控制箱(6)、電極組(3)、電磁接觸器(7)和電磁泵(4)，所述數據采集控制箱(6)分別通過線纜與電極組(3)、電磁接觸器(7)和電磁泵(4)連接，電極組(3)穿過培養罐(15)罐壁設置的測試孔與培養罐(15)內液體接觸，電磁接觸器(7)與加熱保溫外層(8)連接，電磁泵(4)與儲液罐(5)連接。7.根據權利要求6所述的浸礦細菌放大培養反應器，其特征在于所述電極組(3)包括防腐溫度探頭、PH電極、氧化還原電極和溶氧電極。專利摘要本實用新型涉及一種生物浸出技術工業化應用過程中使用的浸礦細菌放大培養反應器，該反應器包括培養罐、蓋于培養罐頂部的頂蓋，所述頂蓋上設置有料液口和冷凝