目录
一、生物冶金产生背景 - 2 -
二、生物冶金的概念 - 2 -
三、生物冶金中的微生物培养 - 3 -
四、生物冶金的机理 - 3 -
五、生物冶金的工艺过程 - 4 -
六、生物冶金的特点 - 4 -
七、生物冶金的应用领域 - 5 -
八、生物冶金的发展趋势 - 5 -
九、结语 - 6 -
参考文献 - 7 -
生物冶金技术发展概况
一、生物冶金产生背景
我国是有金属矿产的储量大国和消耗大国，目前我国易采易选冶矿已为数不多，而现有的常规物理、化学选冶方法由于回收率低、资源损耗大、生产成本高和对环境污染严重等问题已不适应经济社会可持续发展得要求。在这种情况下， 微生物特别是细菌，在矿物分离方面的作用逐渐引起人们的重视：它既可用于矿物的就地浸出，也可用于工厂矿物处理、废水废渣处理；并且微生物浸矿具有投资少、生产成本低、工艺流程短、设备简单、环境友好、能处理复杂多金属矿物等优点[1]，可以预见，细菌浸矿的广泛应用，必将引起传统矿物加工处理技术的一场重大变革，为人类合理高效利用矿藏资源开辟新的图景。 二、生物冶金的概念
生物冶金技术，又称生物浸出技术，通常指矿石的细菌氧化或生物氧化，由自然界存在的
微生物进行，这些浸矿微生物被称作适温细菌，大约有0.5-2.0微米长、 0.5微米宽，只能在显微镜下看到，靠无机物生存，对生命无害。这些细菌靠黄铁矿、砷黄铁矿和其他金属硫化物如黄铜矿和铜铀云母为生。适温细菌和其他细菌通常生活在因为硫氧化而产生的酸性环境中，如温泉、火山附近地区和富含硫的地区。通过化学和生物作用将酸性金属氧化成可溶性硫酸盐，不可溶解的贵金属进入残留物中，铁、砷和其他贱金属，如铜、镍和锌等进入溶液。溶液可与残留物分离，在溶液中和之前，用传统加工方式，如溶剂萃取，回收贱金属。残留物中可能存在的贵金属，经细菌氧化后，通过提取vx545hd[2]无锡沦陷日。这种利用微生物的性质, 结合湿法冶金等形成的相关工艺，于1983年第五届细菌浸出国际会议上正式被命名为生物冶金。
18号染体
三、生物冶金中的微生物培养
目前，生物冶金中常见的浸矿微生物主要有氧化铁硫杆菌( thiobacillus ferrooxidans) 、氧化硫硫杆菌( thiobacillus thiooxidant ) 、硫化芽孢杆菌( sulfobacillus) 、氧化铁杆菌( ferrobacillus ferrooxidant ) 、氧化亚铁硫杆菌(thiobacillus ferroox idans)、高温嗜酸古细菌( thermoacido philic archaebacteria) 、微螺球菌属( 1eptospirillum) 等，一般多个菌种混合培养，生长环境各异。有些
生长在常温环境，有些则能在50-70℃或更高温度下生长。不同菌种可以处理不
同的矿物，如硫化矿氧化过程中会产生亚铁离子和硫元素及相关化合物，浸矿微生物一般选用化能自氧菌，它们从氧化亚铁或硫元素及其相关化合物获得能量， 吸收空气中的O2和CO2，并吸收溶液中的金属离子及其它所需物质，完成开尔文循环生长[3,4]。根据最佳生长温度，将浸矿微生物分为三类：中温菌、中等嗜热菌、高温菌。表1为几种生物冶金中常见细菌的性质[5]。
注: RISCs指还原态无机硫化合物，即Reduced inorganic sulfur compounds
四、生物冶金的机理
目前认为，细菌与金属硫化物的作用是一个化学变化的过程，具体的作用机制有三种[6]。
1. 间接浸出机制。细菌不与矿物接触，通过产生的Fe3+和H+氧化溶解矿物。
Fe2+ +(细菌)→Fe3+ ，MxS+2Fe3+ = 2Fe2+ + S0+xM( 2- x ) + ，式中M为Zn，Pb，Co，Ni，Bi，UO2 等[7]。
2. 达尔富尔问题接触浸出机制。细菌通过胞外聚合层(EPS)与矿物接触，以EPS层作为反应区域，EPS层富含Fe3+和胶体硫或硫中间产物，铁氧化菌通过产生Fe3+氧化矿物，硫氧化菌通过产生H+溶解矿物。MS+2O2酶联法=MSO4，式中M为Zn，Pb，Co，Ni等金属[7]。
3. 协作浸出机制。同时存在接触细菌和游离细菌，接触细菌通过EPS层与矿物接触；游离细菌以接触细菌溶解矿物产生的胶体硫、硫中间产物和矿物碎片为能量产生Fe3+和H+，通过间接机制溶解矿物。
五、生物冶金的工艺过程
根据处理规模和矿石配置，生物冶金技术可分为三类。
1. 堆浸法。此法处理量大，一次可处理几千到几十万吨，但占地面积大，所需劳动力多。以硫化矿提铜为例：
图2、生物堆浸提铜工艺流程图
2. 池浸法。在耐酸池中注满含菌提取液，再加入矿石粉，机械搅拌。此法一次可处理几十到几百吨矿粉，处理量少但易于控制。
3. 地下浸提法。此法是在开采完毕的场所和部分露出的矿体上浇淋细菌溶浸液，或者在矿区钻孔至矿层，将细菌溶浸液由钻孔注入，通气，待溶浸一段时间后，抽出溶浸液进行回收金属处理。此法在矿床上直接提取金属，节省人力物力，减少了环境污染[8,9]。
儿科学精品课程六、生物冶金的特点
与传统矿冶工艺依赖高温、高压、强酸、强碱等苛刻条件下的“强烈反应”来分解矿物提取制备金属的工艺相比，生物冶金技术有以下优点[10]：
1. 反应温和。利用微生物催化作用，在常温、常压及低酸条件下进行较温和的反应，不需冷却设备，节约了投资和运营成本，减少了劳动安全和健康问题。
2. 工艺流程简单化，降低了前期投入和运营费用，缩短了建设时间，维修简单方便；并且处理量大、易操作、生产成本低、产品价值高。
3. 无SO2等有害气体排放、溶液循环利用，对环境污染小，废弃物处理成本降低；工艺中矿石不需细磨，符合节能减排的要求。
4. 能较经济地处理常规法难以处理的某些低品位矿石，提高资源利用率，拓宽矿领域；适合于开发偏远交通不便地区资源，规模可大可小。
5. 细菌易于培养，对生产条件的适应力较强。
当然，作为一种矿冶技术，它也存在一些缺点，主要有[2]：
1. 浸出时间通常为几天，与焙烧和高压氧化的传统法技术相比，时间较长。
2. 难以处理碱性矿和碳酸盐型矿。
七、生物冶金的应用领域
生物冶金技术的诸多特点使其应用领域日渐广泛。目前主要应用于以下几方面[10]：
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议