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微生物冶金的研究與發(fā)展
摘要 ：本文主要介紹了微生物冶金對銅礦石浸出工藝﹑浸礦微生

物種類以及微生物在浸出過程中的直接作用和間接作用。 為微生 物冶金處理低品位和難處理銅礦石浸礦技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了展望。 關(guān)鍵詞：微生物冶金，銅礦石，細(xì)菌，浸出機(jī)理。 關(guān)鍵詞
前言： 前言 １﹑背景

隨著銅礦石資源的不斷開發(fā)，銅礦石的品位逐

漸下降， 難處理的銅礦石的利用已經(jīng)迫切的擺世人的面前。 對低品位的銅 礦石采用傳統(tǒng)的采﹑選﹑冶工藝回收其中的銅， 不僅得不到經(jīng)濟(jì) 效益，反而污染環(huán)境。而微生物冶金的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是適合處理低 品位礦石和復(fù)雜的礦石，生產(chǎn)成本低，并不污染環(huán)境，能滿足可 持續(xù)發(fā)轉(zhuǎn)的要求。

國內(nèi)從 20 世紀(jì) 60 年代開始研究這項(xiàng)技術(shù)從難選冶和低品位銅礦 中提取銅， 目前這項(xiàng)技術(shù)在我國得到了很大的發(fā)展，現(xiàn)在我國 已陸續(xù)建成幾十座浸出——萃取—電沉積廠， 生產(chǎn)規(guī)模從年產(chǎn)銅 幾百噸到幾千噸不等， 現(xiàn)在每年采用浸出——萃取—電沉積技術(shù) 生產(chǎn)的銅已經(jīng)到達(dá) 2.5 萬噸左右，生產(chǎn)規(guī)模還在不斷地?cái)U(kuò)大。而 全球濕法煉銅產(chǎn)量占總產(chǎn)量的 20%以上，而且近幾年來的增勢不
減。 2

﹑銅礦石浸出工藝

2.1 銅礦石的浸出體系 浸出體系的選擇原則是熱力學(xué)可行﹑動(dòng) 力學(xué)反應(yīng)速度快﹑經(jīng)濟(jì)合理﹑來源容易﹑對脈石和雜質(zhì)元素不 溶﹑不對環(huán)境造成污染。 （1）水浸出 水浸出是用水作為浸出劑溶解物料中的有價(jià)金 屬。改浸出方法要求物料中的有機(jī)金屬為可溶于水的鹽類，故以 硫化物為主的的銅礦石要進(jìn)行預(yù)處理后才能浸出， 所以該法有一 定的局限性。 （2）酸浸出 酸浸常用的浸出劑有硫酸﹑鹽酸﹑硝酸，有時(shí)也 用亞硫酸和有機(jī)酸。但對銅礦石浸出而言主要是硫酸。 （3）氮浸出 氮浸出用的是氮和銨鹽的水溶液，一般銨鹽為碳

酸銨。此體系既可浸出氧化礦，又可浸出硫化礦。 （4）鹽類浸出 單純用酸幾乎不能浸出硫化銅礦，必須用氧化 劑。鹽浸出就是用較高電位的鹽類做氧化劑浸出的方法。 （5）細(xì)菌浸出 細(xì)菌浸出又稱為微生物浸出，是借助某些細(xì)菌 的催化作用，是礦石的銅溶解。細(xì)菌浸出是使用的主要是化學(xué)能 自養(yǎng)微生物，他們主要借助無機(jī)物的氧化過程獲得能量。 2.2 浸出方式 浸出方式的選擇與礦石含銅品位及礦物的組成﹑ 浸出的難易程度﹑浸出的工廠的具體條件等因素有關(guān)。 （1） 滲濾槽浸 浸出劑在重力的作用下自上而下的浸出過程。 一般在浸出槽中用較濃的硫酸浸出含銅 1%以上的氧化礦。浸出 液中銅的濃度較高，可以直接用來電積銅。 （2） 攪拌浸出 將磨細(xì)的礦物與浸出劑再攪拌槽中進(jìn)行的強(qiáng) 烈攪拌的浸出過程，用較低的硫酸溶液浸出細(xì)粒（小于 75μm 占 90%以上的硫化礦或氧化礦的焙砂）一般含銅品較高。 （3） 加壓浸出 對于在常壓和通常溫度下難于有效浸出的礦 物常采用加壓浸出的方式。 加壓浸出是在稱為加壓釜的密閉容器 中在高于大氣壓的壓力下對礦石進(jìn)行進(jìn)出。 （4）堆浸 堆浸常用于貧礦表外礦和銅礦廢石的浸出。浸 出場地多選在不透水的山坡山， 將開采的廢礦石破碎到一定的粒 度。在礦堆表面噴灑浸出劑，浸出劑滲過礦堆時(shí)銅被浸出，浸出 液返流到浸液池回收。堆浸的特點(diǎn)是浸出設(shè)備投資少，運(yùn)行費(fèi)用 低。 （5） 就地浸出 就地浸出可用于處理的殘留礦石或未被開 采的氧化銅礦和貧銅礦， 是通過鉆孔或爆破后將溶浸劑注入天然 埋藏條件下的礦體中，有選擇的浸出有用成分（銅） ，并將含有 有用成分的溶液通過抽液鉆孔抽到地表面后送到萃取點(diǎn)積廠處 理。 3.浸出的細(xì)菌及培養(yǎng)方法 3.1 細(xì)菌的種類和特性 微生物大致可以分成兩大類：自養(yǎng) 微生物和異養(yǎng)微生物，用于浸礦的細(xì)菌有 20 多種，比較重要的 有以下幾種。 （1） 氧化鐵硫桿菌 氧化鐵硫桿菌是目前銅礦浸出中最常 用的細(xì)菌，它棲息于含硫溫泉，硫和硫化礦礦床，煤和含金礦礦 床，，也存在于硫化物礦床氧化帶中，在礦坑水中生存。其最佳生

長的 PH 值在 2.0~3.0。 它屬于自養(yǎng)型微生物， 有較強(qiáng)的合成能力， 你能利用簡單無機(jī)物如二氧化碳和無機(jī)物合成本身所需要的的 糖好，蛋白質(zhì)，核酸和維生素等復(fù)雜的細(xì)胞物質(zhì)。因此，培養(yǎng)自 養(yǎng)微生物培養(yǎng)基是由簡單的無機(jī)物組成的。 （2）氧化硫硫感菌，棲息于硫和硫化礦礦床，能把亞鐵氧 化成高價(jià)鐵，能氧化元素硫和一系列硫的還原性化合物，還能氧 化硫化物礦物，其最佳的生長 PH 為 2.0 到 2.5。 （3）硫化芽孢桿細(xì)菌，此類細(xì)菌廣泛存在于自然界中， 如硫化礦的開采廢石堆，火山區(qū)等。 （4）氧化嗜酸古細(xì)菌，此類細(xì)菌是微生物進(jìn)化的一個(gè)獨(dú)立 支系，在自養(yǎng)條件下能催化硫，亞鐵以及硫化物的氧化，適宜生 長的 PH 值為 2.0~3.0。 （5） 微螺球菌， 棲居于黃銅礦礦堆等處， 能氧化亞鐵離子， 黃鐵礦和白鐵礦，不能氧化氧化硫和硫的其它的還原性化合物。 最適宜的ＰＨ值為２．５～３．０。 ３．３細(xì)菌的培養(yǎng) 細(xì)菌的培養(yǎng)條件包括：合適的培養(yǎng) 基，溫度，以及氧氣和二氧化碳的供給。銅礦浸出所用的細(xì)菌主 要是氧化鐵硫桿菌，培養(yǎng)氧化鐵的培養(yǎng)基成分包括硫酸銨 0.15g, 亞磷酸鉀 0.05g,硫酸鎂 0.50g,硝酸鈣 0.01g,蒸餾水 1000mL,培養(yǎng)方 法是將調(diào)整好的 PH 值培養(yǎng)基分別裝在已經(jīng)消毒的三角瓶中做淺 層培養(yǎng)， 1~10mL 含有細(xì)菌的礦坑水中放入瓶內(nèi)， 取 然后置于 28 度至 36 度得恒溫箱內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)。如果以元素硫做能源只局限于 靜止培養(yǎng)，培養(yǎng) 1~2d 后即可檢查是否有氧化鐵硫桿菌，其判斷 依據(jù)是：1 培養(yǎng)液的顏色由淺藍(lán)色轉(zhuǎn)為米紅色；2 液相由清澈變 為渾濁；3 測定亞鐵的氧化率；4 PH 值增大；5 通過顯微鏡觀察 形態(tài)并計(jì)數(shù)。



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