硫化铜矿微生物浸出的影响因素和机制

一种复杂难处理硫化矿的生物浸出研究随着可用Cu矿资源的逐渐匮乏,生物浸出成为一种有效的解决途径,它具有生产成本低、投资少、工艺流程短、设备简单、环境友好、能处理复杂多金属矿物等诸多优点,成为矿物加工和冶金行业的最佳选择。

本文首先进行复杂难处理硫化矿的搅拌浸出研究,并用实时荧光定量PCR技术监测浸出过程中菌群的动态变化。

研究结果表明,在多种微生物的共同作用下,硫化矿的生物浸出率达到85.66%,而酸浸仅为24.43%。

在生物浸出的前期,嗜酸氧化亚铁硫杆菌(At.ferrooxidans)是主要的浸矿微生物,Cu的浸出率达到79.50%。

而浸出后期嗜酸氧化硫硫杆菌(At. thiooxidans)成为优势种。

进一步进行Mantel分析发现,浸出液中Cu(r=0.87, p<0.05)和Fe(r=0.91, p<0.05)与微生物群落结构的关系密切。

其次进行复杂难处理硫化矿的柱浸研究,并用功能基因芯片(FGAs)技术监测浸出过程中群落结构和功能的变化。

结果表明：Cu的浸出速度与Fe2+和Eh密切相关,Fe2+通过影响微生物群落结构影响浸出速度,一定范围内的Eh有利于Cu 的浸出；浸出24天后硫化矿表面形成的钝化层严重阻遏了Cu的浸出,硫酸钙结晶可能是钝化层的重要组成部分；群落结构强烈影响Cu的浸出,当At. ferrooxidans为优势种时,浸出速度很快。

当At. thiooxidans为优势种时,Cu的浸出速度很慢；在整个浸出过程中,浸出速度逐渐下降的同时,Fe2+氧化菌的含量逐渐减少,硫氧化菌的含量逐渐增多；浸出液中Cu2+、Mg2+、Fe2+和Fe3+等离子与群落结构密切相关(p<0.10)；以FGAs技术研究柱浸过程中群落功能基因的变化规律,通过分析发现,铁代谢、硫代谢、氮代谢、碳代谢、电子传递、金属抗性的相关基因与Cu的浸出的关系密切,群落的功能对浸出速度有较强的影响,所有功能基因的信号值呈先升后降的趋势,且当信号值较大时浸出速度较快。

硫化矿湿法浸出机理研究摘要：本文主要针对硫化矿，根据其具有还原性的特点，需采用酸和氧化剂进行浸出。

由于不同的浸出剂，其反应过程也不相同，分别以不同的化学反应方程式的形式阐述了硫化矿在不同浸出体系的反应机理，同时考察了硫元素在每一个浸出体系反应过程中的存在形态及反应体系中的酸碱度变化，为生产过程出现的现象提供理论依据。

关键字：硫化矿，浸出，反应机理，氧化1、前言矿床基本可以分为两大类：氧化矿和硫化矿。

氧化矿常采用火法处理，加入碳作为还原剂，将有价金属转换为单质，再经过精炼产出产品。

也可以直接以氧化矿为原料用酸浸出，存在矿物处理量大，耗酸高等缺点，且浸出液中有价金属含量较低，一般小于5g/l，杂质含量多且高，后续回收困难。

目前较为成熟的回收方法为选择一种特效萃取剂，可得到较为纯净的反萃液，为后续处理创造良好的条件；硫化矿的处理方法分为三部分：选矿、火法冶炼和湿法精炼。

选矿可以将脉石与有用矿物分离，提高矿物中有价金属含量，火法精炼可进一步分离钙、镁、硫等其他杂质元素，得到有用矿物成分很高的精矿，精矿有两种出来方法，一种为铸成阳极板进行电解精炼，产出纯度很高的金属板，另外一种为用酸浸出精矿，浸出液净化后电积产出金属板。

本文主要针对硫化精矿，探讨其湿法浸出处理过程中的化学反应机理。

2、物料特性硫化矿主要为硫化物与合金的混合物，还含有少量的氧化物及硅、钙、镁等杂质元素。

通常使用酸作为浸出剂，也可在酸浸的过程中加入氧化剂共同浸出。

不同金属的硫化物需要的浸出条件不同，其与酸和氧化剂的反应机理各不相同。

同时可控制不同的反应条件抑制或加速某种反应的进行，实现选择性浸出的目的。

3、浸出机理使用的浸出剂不同，其浸出机理也各不相同。

根据浸出剂的种类可以分为三大类：硫酸氧气浸出体系、盐酸氯气浸出体系和硝酸浸出体系。

在不同体系浸出过程中需加入一种合适的氧化剂才能使浸出过程顺利进行。

3.1硫酸氧气浸出体系硫酸体系浸出一般分为两个过程：常压预浸和加压浸出，以空气或氧气作为氧化剂协助浸出。

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硫化铜矿的细菌浸出法的优势
细菌浸出硫化铜矿具有以下优点：
①它能处理某些难处理的精矿。

这些精矿含有不同的有价金属，不能用传统的技术分离。

例如分散细粒的浸染型铜矿和铅、锌矿。

②它能处理较低晶位的精矿、既扩大了资源，又可提高回收率。

③它可在矿山进行浸出，不需要运输，从而减少了运输成本
④它能建设成由若干组合部件构成的生产系统，因而易于扩建。

⑤它能在矿山生产废酸，这种废酸可以用来处理氧化物料。

⑥它具有低的建设费用和操作费用，铜的生产成本低。

⑦它不产生空气污染问题。

矿物加工中生物浸出技术的应用在当今的矿物加工领域，生物浸出技术正逐渐崭露头角，成为一项具有重要意义和广阔应用前景的技术手段。

生物浸出技术，简单来说，就是利用微生物的代谢作用，将矿物中的有用成分溶解出来，从而实现矿物的提取和分离。

生物浸出技术的原理基于微生物与矿物之间的相互作用。

一些特定的微生物，如嗜酸氧化亚铁硫杆菌、嗜酸氧化硫硫杆菌等，具有独特的代谢途径和生理特性，能够在酸性环境中生存并氧化矿物中的硫化物。

在这个过程中，微生物会产生一系列的氧化还原反应，将矿物中的有价金属从固相转化为液相，便于后续的回收和利用。

生物浸出技术在铜的提取方面应用广泛。

传统的铜提取方法往往需要高温、高压等高能耗的条件，并且可能会对环境造成较大的污染。

而生物浸出技术则相对温和、环保。

在含铜矿石中，微生物通过氧化作用将铜硫化物转化为可溶的硫酸铜，然后通过一系列的工艺步骤，将铜从溶液中回收。

这种方法不仅降低了能源消耗，还减少了化学试剂的使用，从而降低了对环境的负面影响。

除了铜，生物浸出技术在金的提取中也发挥着重要作用。

对于一些难处理的金矿，常规的氰化法可能效果不佳，而生物浸出技术则提供了一种新的解决方案。

微生物能够分解金矿中的某些包裹层，使金暴露出来，从而提高金的浸出率。

同时，与传统的氰化法相比，生物浸出技术减少了氰化物的使用，降低了环境污染和安全风险。

在镍的提取中，生物浸出技术同样具有优势。

镍矿中的硫化镍在微生物的作用下被氧化，生成可溶的镍离子。

这种方法对于低品位的镍矿尤为适用，能够有效地提高镍资源的利用率，降低开采成本。

生物浸出技术还在锌、铀等多种金属的提取中得到了应用。

其应用范围的不断扩大，不仅为矿物加工行业带来了新的机遇，也为解决资源短缺和环境保护等问题提供了有力的支持。

然而，生物浸出技术在实际应用中也面临着一些挑战。

首先，微生物的生长和代谢需要特定的环境条件，如温度、pH 值、氧气含量等。

如果环境条件控制不当，可能会影响微生物的活性和浸出效果。

化学—生物联合浸出次生硫化铜精矿的研究随着矿产的日益丰富，可以采用多种方法提取这些矿物。

在传统的采矿方法中，传统的化学提取技术采用化学方法分离金属，而后者利用生物也是一种提炼方法。

然而，这两种技术有各自的优缺点，在一定程度上可以互补彼此的不足。

而结合这两种技术，即“化学-生物联合浸出”，既可以充分发挥化学技术的优势，又可以利用生物提炼的效率和可控性。

为了研究这一技术的应用，本研究采用了化学-生物联合浸出的方法来提炼次生硫化铜精矿，以期获得较高的金属提取率和更低的成本。

首先，本研究针对次生硫化铜精矿进行了全面的物理和化学分析，结果表明，次生硫化铜精矿中大部分主要元素为铜、硫、氧、氮和锌。

在此基础上，本研究进行了化学提取实验，运用六氯化铜溶液的腐蚀去除铜精矿中的硫元素，同时用硫酸铜溶液去除铜。

接下来，应用反应催化剂和非活性剂，有效地去除次生硫化铜精矿中的氧和锌元素。

最后，在化学浸出过程中采用柠檬酸溶液来去除次生硫化铜精矿中的氮元素。

在化学浸出过程之后，为了最大限度地提高金属提取率，本研究采用了生物浸出的方法，即选择了三种不同类型的硫化氢菌，分别是硫氰酸菌、硫醚菌和硫酸菌，并根据其形态和生理生化特性对次生硫化铜精矿进行浸出。

通过对浸出液中的金属成分的分析，研究发现，在此生物浸出过程中，铜和硫的含量明显提高，而氧、氮和锌元素的含量明显降低。

通过结合化学和生物提炼技术，本研究发现，可以显著提高次生硫化铜精矿中金属的提取率。

而且，由于采用的是可控的生物技术，因此整个提炼过程可以有效控制，还可以在短时间内节省大量成本。

因此，这表明，化学-生物联合浸出技术可以成为一种有效的提炼技术，可以实现较高的金属提取率和节省大量成本。

本研究不仅为硫化铜精矿的提炼提供了一种新的解决方案，而且为矿产提炼领域提供了一种更全面的技术支持，可以有效提高整个采矿工艺的效率，为我国的采矿行业和相关的科学研究提供了重要的理论指导和实践支持。

矿物学因素对黄铜矿微生物浸出影响的研究现状报告黄铜矿是一种含铜硫化物矿物，广泛应用于冶金工业领域。

矿物学因素对黄铜矿微生物浸出的影响已成为当前研究热点。

本报告将就矿物学因素对黄铜矿微生物浸出的影响进行分析和评价。

第一，黄铜矿的物化性质对微生物浸出产生影响。

黄铜矿的主要成分是黄铜矿矿物和黄铁矿矿物，黄铜矿的硬度和结晶度较高，往往难以被微生物有效浸出。

同时，黄铜矿与氧化铁矿等硫化物矿物共存时，可能会出现表面氧化物的覆盖，这种情况也很难被微生物浸出。

因此，矿物的结构和物理性质对微生物浸出黄铜矿的效果有着至关重要的影响。

第二，金属离子对微生物浸出的作用也十分显著。

黄铜矿的浸出并不是单纯由微生物进行的，其中还包括了一种化学反应——铜离子被还原成为可被微生物有效浸出的二价铜离子。

这种化学反应的产生与客观地配合微生物浸出，使得微生物更加容易进行黄铜矿的浸出。

第三，黄铜矿微生物浸出中所用到的微生物对浸出效果影响很大。

当前应用较广泛的微生物有两类，一类是颜色偏蓝的相似细菌株，另一种是醇酸杆菌。

其中相似细菌株的适应性强，可以适应在各种不同温度、酸碱度和铜离子浓度环境下工作。

而醇酸杆菌则适应范围有限，但其却具有极高的浸出效率。

选择合适的微生物可以提高浸出效率。

第四，微生物浸出实验的条件对微生物浸出效果影响也非常显著。

微生物浸出实验的环境往往会对微生物的繁殖、代谢、生存产生一定的影响。

包括温度、酸碱度、气氛、铜离子浓度等等因素都会对微生物浸出效果产生显著的影响。

选择合适的条件可以提高微生物浸出的效率。

综上所述，矿物学因素对黄铜矿微生物浸出的影响非常显著。

矿物的组成和物理性质、金属离子、微生物以及实验条件等因素的因素综合起来，可以得出最佳的微生物浸出效果。

今后可以通过进一步的研究来寻求更加优秀的黄铜矿微生物浸出方法。

黄铜矿微生物浸出的相关数据主要包括浸出率、铜离子浓度、微生物种类和实验条件等方面的数据。

以下对这些数据进行分析和解释。

15Metallurgical smelting冶金冶炼微生物强化浸出及微波技术在黄铜矿冶金中的运用李正中（云南锡业股份有限公司铜业分公司，云南 蒙自 661100）摘 要：在以往的湿法炼铜工艺中，应用微生物的氧化活性，通过加热搅拌的方式进行黄铜矿的浸出，但是浸出效率不高，应用微生物强化浸出技术，比如，在浸出液中加入适当的金属阳离子，或者是表面活性剂，改善微生物的遗传物质，提高微生物的活性，从而提升浸出效率。

运用微波电磁波的穿透性，以及热效应和非热效应，通过加热黄铜矿，起到很好的催化作用，可加快黄铜矿的浸出效率，与传统的加热方式相比，微波技术加热的可选择性，以及浸出无污染的特性，使其在冶金行业中得到一定的应用，在倡导环境保护的今天，具有十分广阔的推广前景。

关键词：微生物强化浸出；微波技术；黄铜矿冶金中图分类号：TF18 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）18-0015-2收稿日期：2020-09作者简介：李正中，男，生于1979年，汉，云南大理人，本科，冶炼工程师，研究方向：有色冶金。

湿法炼铜是一种非常环保的冶金技术，与火法冶金相比，其不会产生SO 2，对环境的污染程度较小，受到了冶金行业的普遍关注。

湿法炼铜的浸出技术较多，比如，生物堆浸、微生物浸出、搅拌堆浸、加压浸出等，其中，微生物浸出受到的关注度教高，其对环境的污染非常小，并且冶金投入的成本低，在冶金行业内应用较为普遍。

1 微生物强化浸出在黄铜矿冶金中的运用低品位硫化铜矿是冶炼黄铜的主要矿物质，而其中黄铜的浸出对技术要求较高，并且浸出困难，需要强化微生物的浸出能力，提高浸出的效率，可以应用以下措施，增强微生物的活性，从而加快浸出速度，缩短浸出时间。

1.1 微生物浸出原理微生物浸出的原理是，利用其细菌的氧化性，与矿石中的低价硫发生反应，细菌获取了生长所需的营养物质，同时细菌通过培养基，获取N、K、P，和其他微量元素，满足自身生长繁殖的需求，再与矿石中的二价铁发生氧化反应，生成三价铁，而三价铁具有很强的浸出能力，可用于浸出难度大的矿石冶金中。

第19卷第3期(总第75期)2000年9月湿法冶金H ydrom etallu rgy of Ch inaV o l.19　N o .3(Sum .75)Sep .2000影响细菌浸出率的因素研究徐茗臻(江西铜业公司职工中专,江西贵溪　335400)摘要:利用细菌浸矿技术回收金属已广泛应用到工业生产中。

细菌浸矿成本低,对环境污染小,但浸出速度缓慢。

从几方面探讨了提高细菌浸出率的方法。

关键词:细菌浸出;矿石;细菌活性;铜中图分类号:T F 18;T F 811　文献标识码:A 文章编号:1009-2617(2000)03-0032-03引言 收稿日期:2000-04-23 生物浸矿技术已引起世界各国的广泛兴趣。

美国Kenneco tt 铜矿公司O toh 矿首先将细菌浸出铜工艺应用于工业生产中,并获得成功,并于1958年获得第一个有关细菌浸出技术的专利。

此后,细菌法提铜在矿业领域中得到了世界范围的承认,至今,全世界铜产量的20%～30%来自细菌法。

但生物浸矿速度缓慢,影响了矿石的处理能力及铜的产量。

因此,研究细菌浸出过程中如何提高细菌浸出率具有实际意义。

根据生产实践,从矿石性质、细菌活性及工艺条件等几方面谈谈提高细菌浸出率的一些看法。

1　细菌浸出机理细菌浸出主要针对硫化矿。

硫化矿的溶浸过程是细菌浸出与化学作用相结合的过程。

细菌对金属溶解具有催化作用,利用细菌浸矿,可大大提高金属的溶解速度,一般比通过水和氧气发生的化学溶解速度高出50万～100万倍。

当今,已知的用于铜的浸出的细菌有氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌、布赖尔利叶硫杆菌等,但是目前研究最多的是氧化亚铁硫杆菌。

氧化亚铁硫杆菌是一种化能自养菌,专性好氧,嗜酸性,以氨、硫酸盐、磷酸盐、钾、钙、镁等无机物为养料,生长所需的碳和氧从空气中摄取。

浸出铜时,一是靠细胞内特有铁化酶和硫氧化酶直接催化硫化矿物,破坏矿物的晶格,使矿物中的铜与酸化合,形成硫酸铜而转入溶液。