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微生物浸出技术及其研究进展摘要：随着人们生活水平的不断提高，对矿产资源消耗量越来越大，而高品位矿石已近枯竭，开发利用低品位资源已提到议事日程；为此，必须找到一种经济上合理，技术上可行，并且安全环保的回收低品位矿石的方法，以充分利用原先丢弃的废矿或开采低品位的矿床。
目前，原地浸出（穿孔注液，不爆破）、就地浸出（爆破后就地喷液）、堆浸、池浸、搅拌浸出等技术被广泛应用，这些方法都伴随有微生物浸出部份。
在金矿、铜矿、铀矿的开采中，为了充分利用矿产资源和降低经济成本，科研人员利用微生物浸出技术来实现矿产资源的开发，使得微生物浸出技术成为开采金矿、铜矿、铀矿开采的重要技术。
本文在此通过对铜矿中使用的微生物品种的介绍、微生物浸出原理以及微生物浸出效率等进行讨论，并对微生物浸出技术的研究提出作者自己的看法。
关键词：微生物浸出技术；微生物浸出原理；浸出效率；影响因素；研究进展微生物浸出技术中，矿洞的开采环境以及微生物的特性不同，都会导致铜矿回收率的变化，从而影响到微生物的浸出效率。
因此，在使用微生物浸出技术进行铜矿资源的开采时，要保证其达到合适的pH值并满足铜矿的矿浆浓度，保证矿石粒度满足要求，避免粒径过细引起的叠堆。
同时，对加入了微生物的矿石进行充分搅拌，使其在搅拌中与微生物接触，保证微生物浸出过程中氧气和二氧化碳的充足。
目前，我国在研究高效菌种的培育以及高效菌种的散体渗流过程等还存在部分欠缺，为了提高微生物浸矿工艺的高效率，科研人员需要对现有的微生物浸出技术进行改进和完善。
1微生物浸出技术的概述最早的微生物浸出主要用于冶金，因此它还有着一个别称：湿式冶金技术，即通过利用微生物生命活动中的氧化以及还原特性来实现铜矿资源的开采。
在铜矿开采中，使用微生物浸出技术主要是因为微生物可以浸出金属，并对矿石表面的成份产生氧化还原，使其在水溶液中，以另一种形态的方式与原物质进行分离，包括元素沉淀或者离子状态等。
微生物浸出技术最早是被应用于贫矿中对金属的回收，比如铀、铜、金等。
学位论文Study on the Cyclonic Separation Mechanismof Flotation作 者：* *师：***教授中国矿业大学二○○*年*月同意本人所撰子版，②为教学和图书馆等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。
另外，根据有关法规，同意中国国家图书馆保存研究生学位论文。
（保密的学位论文在解密后适用本授权书）。
作者签名：导师签名：年月日年月日论文审阅认定书研究生 在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,送专家评审。
导师签字： 年 月 日致谢感谢ХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХ……………摘设备。
……………………….该论文有图15幅，表26个，参考文献160篇。
关键词：浮选；旋流；分选机理；浮选动力学；矿物分选AbstractCyclonic static micro-bubble flotationanddevice with China self-owned intellectual of this equipment in coal preparation along has…………………………Keywords: flotation; cyclonic separation;mineral separationExtended AbstractFlotation is being accepted by the mineralitssimplicity of structure, high efficiency andin the coal separation industry, column flotationHowever, there exists a problem that ideal separation performances can not be reached in some aspects (concentrate grade, recovery, processing capacity, etc.) by this equipment due to some scale-up and design principles were not well followed However, there exists a problem that ideal separation performances can not be reached in some aspects (concentrate grade, recovery, processing capacity, etc.) by this equipment due to some scale-up and design principles were not well followed.…………………………The successful application of cyclonic static micro-bubble column flotation in the separation of fluorite and copper oxides has built a stronger base for the industrialization of this promising equipment.Keywords: flotation; cyclonic separation; separation mechanism; flotation kinetics;mineral separation目录摘要 (I)目录 (V)图清单 (Ⅵ)表清单 (Ⅵ)变量注释表 (Ⅶ)1 绪论 (1)1.112 7 2.1 73 21 3.1 21 3.2 浮选柱选流场 (25)……………6 浮选动力学 (71)6.1 柱体背压的影响 (71)6.2 循环矿浆压力的影响 (72)6.3 循环矿浆量的影响 (76)……………8 结论 (107)参考文献 (111)作者简历 (117)论文原创性声明 (121)学位论文数据集 (123)ContentsAbstract..........................................................................................I Contents..........................................................................................V List of Figures .................................................................................Ⅵ List of Tables .................................................................................Ⅵ List of Variables ..............................................................................Ⅶ Introduction (1)1.1 Introduction .................................................................................1 2 Experiment Research of Column Flotation (7)2.1 Present Research o f Co lumn F lotatio n (7)……………3 Structure of Cyclonic Field of Column Flotation (21)3.1 Separation Mechanism of Column Flotation (21)3.2 Cyclonic Field of Column Flotation (25)6 Flotation Kinetics 716.1 Influence of6.2 Influence of6.3 Influence of 8 Conclusions……………………………………………………………………107 References………………………………………………………………………111 Author ’s Resume…………………………………………………………………117 Declaration of …………………………………121 123图清单变量注释表A c周向气流面积，m2b 明渠的底部宽度,mC L升力系数…………………x 与气流平行的距离,my h水力学（平均）深度,mz……………αβ边界层厚度,mm……………1 绪论1 绪论1.1……………… 1.1.1 研究目标借助研究循环建立基博士学位论文0.030.040.050.060.070.080.090.100.110.120.130.14循环矿浆压力 M p a Figure 1-1 Relationship between the pressure of circulating pulp and the back pressure 1.1.2研究方法流场模拟及分选机理研究。
黄铜矿的嗜热细菌生物浸出工艺研究:温度-p H-氧化还原电位之间的依赖关系J维尔凯兹等摘 要 嗜热细菌生物浸出黄铜矿的铜浸出率,取决于温度、p H和氧化还原电位,而且还取决于所使用的嗜热细菌的活性。
研究了在不同的p H值和温度并有着不同的初始Fe3+数量的条件下,使用三种嗜热细菌浸出时达到的铜浸出率。
获得的结果表明,由于Aci dianus brierl eyi(缩写为A1bri erleyi菌)浸出铁(以Fe3+形式)的能力很低,由接近临界值(450mV,Ag°/AgC l参比电极)的氧化还原电位,反映出达到了很高的生物量浓度,在这样的氧化还原电位下浸出时铜浸出率最高。
相比之下,由于S ul f olobus met al li cus(S1met al l icus菌)和Met al losp haer a sed ul a(缩写为M1sed ula菌)较高的浸出铁(以Fe3+形式)的能力,由很高的氧化还原电位反映出的很高的生物量浓度,再结合Fe3+以黄钾铁矾(KFe3[SO4]2(O H)b)形式的沉淀作用,因而就降低了浸出速率。
因此,在对于嗜热细菌的生长是最佳的温度时,并不总是意味着能达到很高的铜浸出率。
一般地说,最高的铜浸出率是在初始p H值为115的条件下达到的。
然而,在初始p H值为215时观测到比在p H210时达到了更高的浸出率,证实了在高p H值时黄铜矿的生物浸出是受氧化还原电位而不是由p H或温度所控制的。
当提供的为激发浸出反应所需的初始的Fe3+数量不足时,双向酸杆菌的生物浸出能力就会降氏,或浸出反应受到抑制,而硫化裂片菌和金属丝菌对初始的Fe3+提供量就没有那么敏感。
这一结果证实了对矿物表面直接的酶促催化作用,能引发黄铜矿的生物浸出反应,但稍后氧化还原电位就控制着黄铜矿的浸出速率。
关键词 生物浸出 嗜热细菌 黄铜矿前 言由于黄铜矿(CuFeS2)的难浸性,因此对它们进行生物浸出时必须采用高温和嗜热的细菌。
自养菌Autotroph; autotrophic bacteria; autotrophic bacterium又称无机营养菌(liphotrophic bacteria)。
有两个含义:1.指环境中CO2作为其唯一或主要碳素来源的细菌,包括能利用少量的有机物如维生素等。
2.更为严格的含义是生长和繁殖完全不依赖于有机物的细菌,即CO2已能满足其碳素需要。
自养菌（autotroph）该类菌以简单的无机物为原料，如利用CO2、CO32―作为碳源，利用N2、NH3、NO2―、NO3―等作为氮源，合成菌体成分。
这类细菌所需能量来自无机物的氧化称为化能自养菌，或通过光合作用获得能量称为光能自养菌。
"化能自养菌" 英文对照：chemoautotroph;硫化细菌硫化细菌（thiobacillus）氧化还原态硫化物（H2S、S2O2-3）或元素硫为硫酸，菌体内无硫颗粒，专性化能自养，主要是硫杆菌属（Thiobacillus）中的一些种，如氧化硫硫杆菌（T.Thiooxidans），排硫硫杆菌（T.thioparus），氧化亚铁硫杆菌（T.ferrooxidans），脱氮硫杆菌（T.denitrificans）等。
可进行以下反应：硫化细菌氧化硫化物获得能量，同化二氧化碳，其中的氧化亚铁硫杆菌，不仅能氧化元素硫和还原态硫化物，还能在氧化亚铁为高铁的过程中获得能量。
此种细菌常见于矿山的水坑中，可使金属硫化物氧化成硫酸，使矿物中的金属被溶解，已用于低品位铜矿等矿物的开采，称为细菌浸矿。
硫化细菌广泛分布于土壤和水中，其氧化作用提供了植物可利用的硫酸态硫素营养。
中温菌氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)氧化硫硫杆菌(Thiobacillus thiooxidans, T.t)1922年由Waksman和Joffe分离得到，具有快速氧化单质硫以及还原态的硫化物的功能。
T.t是一种矿质化能自养菌,专性好氧,嗜酸,革兰氏阴性菌,棒状,大小为1×2mm,宽0.3~0.5μm,长1.0~2.0μm。
典型硫化矿细菌浸出及腐蚀电化学研究
生物冶金技术具有充分利用资源、成本低、投资少和基本无环境污染等优点。
在国内外已经被广泛研究并应用于工业实践。
本研究以四种硫化矿单矿物—黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿为研究对象,对硫化矿进行细菌浸出试验研究,运用碳糊电极对硫化矿细菌浸出过程的
电化学机理进行了较为系统的研究。
试验所用浸矿细菌HQ0211,是以氧化亚铁硫杆菌为主的混合菌。
通过电镜观察可知,处于对数期的细菌菌体饱满,个体体积一致,形态比较均匀。
处于稳定期的菌体弯曲,长短不一。
处于衰亡期的细菌出现了多种形态,甚至畸形,有的菌体开始自溶。
针对单矿物黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿,在无菌体系和有菌体系中进行浸出的基础研究。
结果表明,在有菌体系中,硫化矿浸出率均比在无菌体系中明显提高。
循环伏安法研究认为,黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿的阳极氧化分解过程均由多步反应组成。
浸矿细菌的加入使阳极反应峰电流增加,表明有菌时,更易于硫化矿浸出,且对中间生成的元素硫有氧化作用。
Tafel极化研究显示,在有菌体系中,硫化矿电极的腐蚀电位和腐蚀电流密度与在无菌酸性体系中相比均升高。
腐蚀电位升高表明,在细菌作用下硫化矿发生化学反应的吉布斯自由能降低；腐蚀电流密度增大则表明在细菌作用下,硫化矿的腐蚀反应速度提高。
通过交流阻抗法研究认为,有菌时,黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿阳极氧化过程为电化学反应与扩散混合控制。
有菌体系中矿物表面膜层阻力较无菌体系中降低,说明加入细菌,可促进矿物阳极分解。
黄铜矿生物浸出机制研究进展曾伟民;邱冠周【摘要】ItS necessary to solve the problem of low efficiency of chalcopyrite bioleaching by the bioleaching mechanism. Reviewed the development progress of bioleaching mechanism from "direct and indirect action" theory to "contact action" theory,then "indirect action-direct contact action-indirect contact action" theory and introduced the correlation model and explanation in detail. The chalcopyrite bioleaching mechanism isnt verdict and needs to continue thorough research.%要解决黄铜矿生物浸出效率较低的难题,需要从生物浸出机制人手.回顾了生物浸出机制从“直接作用”和“间接作用”理论到“接触作用”理论,再到“间接作用-直接接触作用-间接接触作用”理论的发展历程,并对这些理论的相关模型和解释进行了详细介绍.最后指出黄铜矿生物浸出机制尚未定论,还有待于继续深入研究.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2012(000)002【总页数】5页(P94-98)【关键词】黄铜矿;生物浸出机制;直接作用;间接作用;直接接触作用;间接接触作用【作者】曾伟民;邱冠周【作者单位】中南大学资源加工与生物工程学院;中南大学资源加工与生物工程学院【正文语种】中文黄铜矿是一种重要的铜矿资源，约占我国硫化铜矿资源的70%［1］。
