矿产资源微生物技术-5微生物技术在矿物加工工程中的应用共90页文档

摘
要
碳酸盐 的成 岩成 矿作用主要与微生物作用有关 ， 杆菌属在硫化矿 中的氧化作用为 自身构成提 供物 硫
质 基础和能量 ， 海底锰结核 的成 因表 明超微生 物搭建 了锰结 核的构架 。介绍 了微生 物在 浮选 和浸 出技术 中的应 用
和 在这 些技 术 应 用 中 的 机 理 。
关键词
维普资讯
贵 州 化 工
・
２８ ・
Ｇｕｚ ｏ ｅ ｃｌＩｄ ｓｒ ｉｈ ｕＣｈ ｍｉａ ｎ ｕ ｔ ｙ
２０ ０ ７年 ６月 第３ ２卷 第 ３期
微生物成矿原理及其在矿物加工过程中的利用
罗兴 王蔚 文应财
（． １ 兴义市建设局 ， 贵州兴义 ，６ ４ ０２ 贵 阳市气象局 ， ５ ２０ ；． 贵州贵阳 ５０ ０ ３ 贵 阳监狱化冶所 ， ５ ０２；． 贵州贵 阳 ，５０ ３ ５００ ）
一
微生 物 的成岩 作 用 的研 究 ， 首先 是 从 碳 酸 盐 岩 开 始 的 。Ｍｕｒｙ和 Ｉ ｉｅ １８ ） 首 先研 究 了碳 酸 ｒ ａ ｒ ｎ （９９ 等 ｖ 钙 的沉淀 问题 。他们 认 为碳酸 钙 的沉 淀是 由于 碳 酸 铵 及硫 酸钙 的作用所产 生 的 ：
（ Ｈ ）Ｃ ３ ａ Ｏ 一 Ｃ Ｃ ３ Ｎ ４ ２ ０ Ｎ ４ ２ Ｏ ＋Ｃ Ｓ ４ ａ ０ ＋（ Ｈ ）Ｓ ４
速凝 聚 的结 核 ， 常 由方解 石 （ ａ Ｏ ） 成 ， 尔 还 通 ＣＣ ， 组 偶 具有 黄铁 矿 （ ｅ 的边 环 。结核 中还 常可发 现 未 被 ＦＳ） 压缩 的 、 存 极完 好 的化石 ， 至这 些 化石 的软 体构 保 甚 造都 可保 存 下来 。这表 明 ， 机 质 的分 解 有 助 于 局 有

微生物技术在矿物加工中的应用摘要：随着时代的发展，人们逐渐提出了低碳生活的发展目标。

低碳生活不仅仅涉及到人们的日常生活，还包含到了工业生产的行行业业。

矿物加工是工业生产中一个极为重要的环节，是工业生产维持运转的一个重要基础。

目前的矿物加工还是主要依赖于物理方法和化学方法。

这种加工方法技术成熟，可靠性也很高，但同样造成了极大的资源浪费和生态污染。

微生物技术是一种新兴的矿物加工方法，拥有着无污染、浪费小等诸多优点，在矿物加工上有着极为良好的应用前景。

本文通过对微生物技术的分析，探索了微生物技术在矿物加工中的应用，并对此提出了相应性的建议。

关键词：微生物技术；矿物加工；低碳生活背景和意义随着时代的发展，人们逐渐提出了低碳生活的发展目标。

低碳生活不仅仅涉及到人们的日常生活，还包含到了工业生产的行行业业。

在现代的生产生活中，工业生产占了很大一部分的资源消耗，同时也是高碳的重要排放户。

矿物加工是工业生产中一个极为重要的环节，是工业生产维持运转的一个重要基础。

矿物加工是指将原生型的矿石物质进行技术性处理，从而得到我们所需要的矿物元素整合体。

在矿物加工过程中，最重要的环节就是将矿石物质中的杂质祛除，例如铝矿中的铁元素杂质，铜矿中的铝元素杂质。

现在常用的处理方法就是物理方法和化学方法。

就是通过将矿石物质加热融化，然后再加入相应的化学融料，将所需要的矿物元素提取出来。

现在用物理方法和化学方法提取矿物元素的技术手段已经十分成熟。

无论是技术理论上的成熟性，还是实际操作中的可靠性都已经非常高了。

但同时我们也应该认识到，采用物理方法和化学方法对矿石物质进行处理，虽然技术成熟，但同样会造成很大的资源浪费。

因为加工矿石物质需要将矿物加热融化，这需要消耗大量的燃料。

同样，用化学方法来提炼矿物元素不仅需要大量的物质来制作化学融料，还需要花费大量的时间和精力来提取被溶解的矿物元素。

在这些过程中，不仅需要消耗大量的物质，同时也会造成很严重的资源浪费和生态污染。

矿物加工中生物技术的应用在当今的工业领域，矿物加工是一项至关重要的工作，它为我们提供了各种宝贵的资源。

随着科技的不断进步，生物技术逐渐在矿物加工中崭露头角，为这一传统领域带来了新的活力和机遇。

生物技术，简单来说，就是利用生物体系和生物过程来解决问题和创造价值的技术。

在矿物加工中，生物技术的应用范围广泛，且具有诸多独特的优势。

微生物浸出技术是生物技术在矿物加工中的一项重要应用。

微生物能够通过氧化、还原等代谢作用，将矿物中的有价金属溶解出来。

例如，某些嗜酸细菌可以有效地浸出铜、金等金属。

与传统的物理和化学方法相比，微生物浸出技术具有成本低、环境污染小等优点。

它不需要高温高压等苛刻的条件，对设备的要求相对较低，同时能够减少化学试剂的使用，降低对环境的负面影响。

生物选矿也是一个重要的方面。

利用微生物对矿物表面的选择性吸附和作用，可以改变矿物的表面性质，从而实现矿物的分离和富集。

例如，一些微生物能够选择性地吸附在特定的矿物表面，使其疏水性增强，从而更容易与气泡附着并浮出，达到选矿的目的。

这种方法对于处理一些低品位、复杂难选的矿石具有很大的潜力。

生物技术在矿物加工中的应用还体现在生物修复方面。

在矿物开采和加工过程中，往往会产生大量的废弃物和污染土壤。

微生物可以通过自身的代谢活动，分解和转化其中的有害物质，将其转化为无害或低害的物质。

这不仅有助于减少环境污染，还能够为废弃矿区的生态恢复创造条件。

此外，生物技术还可以用于矿物的预处理。

通过微生物的作用，可以预先去除矿物中的杂质或有害成分，提高后续加工的效率和产品质量。

然而，生物技术在矿物加工中的应用也并非一帆风顺，还面临着一些挑战。

例如，微生物的生长和代谢活动受到环境因素的影响较大，如温度、pH 值、营养物质等。

为了保证微生物的活性和效率，需要对这些因素进行严格的控制和优化，这增加了工艺的复杂性和成本。

另外，微生物浸出等过程通常需要较长的时间，这在一定程度上限制了其在大规模工业生产中的应用。

微生物矿化微生物矿化是一种用微生物技术来提高或改变矿物的性质的过程。

这一技术被认为是今天最先进的矿物研究方法之一，可以用来更细致地研究和分析矿物。

微生物矿化是一种现代微生物学的应用，它采用的技术和方法均是在最新的研究环境中发展起来的。

微生物矿化的基本原理是，利用微生物作用于矿物质上，结合它们之间的化学和物理作用，改变矿物的性质。

微生物将把矿物中的某些化学成分，特别是一些有机成分，分解掉，从而改变矿物的性质，进而改变矿物的价值。

微生物不仅可以分解矿物，而且还可以产生新的成分，这种化学结果有助于研究人员更好地了解矿物的物理性质、化学性质和形态特征，从而更准确地识别矿物。

微生物矿化可以应用到不同种类的矿物中，并且有不同的效果。

例如，在某些金属矿石中，微生物可以催化矿石中金属元素的释放，使其可以更容易地被运输出去；在特定的岩石中，微生物可以改变其气味、外观和结构，令其价值增加；在碳酸钙矿中，微生物可以促进钙的解离，从而加快释放钙的速度并增加原料的质量。

微生物矿化的优势非常明显：它是一种安全和环保的技术，不需要使用任何有害物质；它也可以减少成本，提高产品的质量。

除此之外，还有许多其他优势，比如可以提高矿物的处理速度和效率；可以提高矿物的储存期、可用性和清理费用；可以促进更好的矿物利用，改善矿物的价值，以及提高矿物的可再生和经济效益。

虽然微生物矿化确实具有诸多优势，但是它也有一些弊端。

其中一个主要的问题是，由于微生物环境的复杂性，使得微生物矿化过程非常不稳定，容易受到外部环境因素的影响，甚至出现变异现象，因此，对微生物矿化的控制和调整变得更加复杂。

此外，微生物矿化也会污染矿物环境，并可能会产生副产物，这些副产物可能会影响矿物的性能和适用性。

总之，微生物矿化是一种有前景的技术，它可以以安全、有效、环保的方式提高和改变矿物的价值。

对于矿物研究和分析，微生物矿化可以作为一种最佳解决方案，以更细致地分析和了解矿物的性质，从而为人类的发展和矿物资源的利用提供更加有效的指导。

选技 术 主 要 的 微 生物 类 群 包括 细 菌病 毒 霉 菌放 线 茵 酵母 茵 及 肝 细胞 藻 类等 微 生物 和 他 的新 陈代 谢 也 可 以 分散 和 絮 凝 。
即 通 过 生 物 吸 附 ． 生 物 积 累 及 生 物 吸 收 的 方 式 和 矿 物 发 生 作
１ 微 生物成 矿原理
到 浮选 和 分 离的 作 用 。 某 些 细 菌和 代 谢 产物 也 可 以做 用 于 固
指 结 构 简单 的 多细 胞 ， 形状 细 小 的 单 细胞 。 和 没 有 细胞 结构 的 微 小生物等。 所谓微生物成矿原理 ， 即微 生 物 根 据 自身 的 生理 特征 ． 在 与 矿 石 发 生 作 用 作 用 的 过程 中而 形成 的 。 亦 或指 矿 石
为 活跃 的 发展 领 域 之 一 。 我们 通过 对 本 文 的 了解 和 认识 更 加 全 面 的进 行 微 生 物 成 矿 原 理 及 其 在 矿 物 加 工 过 程 中 的 利 用 。
【 关键词 】 微生物 ； 成矿 ； 加工 ； 利用
【 中图分类号 】 Ｐ ６ １ １
【 文献标识码 】 Ａ
营 养物 质 ， 大 多属 于 自养 茵 。 他 们 只 需要 靠 无 机 盐就 可 生存 。
除 此之 外 ． 还存在一类 细菌 ， 与他 们 不 同 的 是 ， 他 们 的 生存 依
附 于有 机 营养 才 能 活 动 ， 此 种 细 菌为 异 养 茵 。 这 些 异 养 菌 也会 运 用 于矿 物 的加 工 。 然而． 可 以 广 泛作 用 的 只有 自养 茵。
１ ． １ 微 生物 的定 义
微 生 物 。 顾 名 思 义 即指 ， 一 切 细微 生 物 的 总 的 称 呼 ， 主 要

生物冶金细菌学研究进展
最初是由Colmer与Hinkel，分离
a
b
c
得到了氧化亚铁硫杆菌（T.f），拉
开了生物冶金细菌学的研究。现在
已经发现Acidithiobacillus
ferrooxidans、Leptospirillum
ferrooxidans和Acidiphilium spp
等几十个种属普遍存在于浸矿废水
• 1958年美国用细菌在铜矿中浸出了金属铜，之 后有20多个国家的学者开展了微生物冶金工业 的应用的研究。
• 1966年加拿大细菌浸出铀的研究和工业应用获 得成功，使得应用微生物技术在低品位金属矿、 难浸金矿、矿冶废料、矿冶废料处理等方面的应 用呈现较好的前景。已经实现了铜矿、铀矿、金 矿等一系列矿种的微生物浸出生产。南非、加拿 大、美国、英国先后有工厂投入生产应用。
缩短了建设时间，维修简单方便； • 生产在常压和室温（约为25摄氏度）条件下进行，
不用冷却设备，节约了投资和运营资本； • 生物浸出的废弃物为环境所接受，节约了处理废
弃物的成本，生物浸出的废弃物的预防措施也很 少； • 细菌易于培养，可承受生产条件的变化，对水的 要求也很低，每百万水溶液中可溶解固体物2万份。
中的。
d
e
嗜酸氧化亚铁硫杆菌是目 前生物冶金最有应用价值 的一个种。属革兰氏阴性， 化能自养菌，好氧嗜酸， 主要生长在pH1-3的环境
中。
几种浸矿细菌SEM照片
a：Acidithiobacillus ferrooxidans；b：Acidithiobacillus caldus；c： Acidithiobacillus albertensis；d：Leptospirillum ferrophilium；e： Acidiphilium spp.

微生物资源利用技术及其应用微生物是一种非常庞大的生物资源，广泛存在于自然界中，生活在土壤、水体、大气中等各种环境中，包括细菌、真菌、病毒、原生生物等等。

微生物虽然很小，但是对我们人类生存发展产生了重要影响，细菌可以促进土壤肥力，生产食品和药品等。

因此，微生物资源具有巨大的应用价值，微生物资源利用技术也应运而生。

一、微生物资源利用技术概述微生物资源利用技术主要涉及微生物菌株的筛选和分离、培养和保藏、鉴定和分类、改良和选育、菌株代谢产物提取和分离纯化等方面。

其中，最核心的是菌株代谢产物提取和分离纯化技术。

微生物代谢产物是指微生物在生长代谢过程中所分泌的代谢产物，具有潜在的用途。

微生物代谢产物常用于生产药物、食品添加剂、工业原料、环保材料等各种领域。

当前，提取和分离微生物代谢产物的技术逐渐成熟，已经实现规模化生产和工业应用。

二、微生物资源利用技术的应用微生物资源利用技术是一个广泛应用的领域，其应用范围涉及食品、医药、环保、农业等诸多领域。

1、食品微生物在食品加工中具有重要作用。

食品中许多组分都是由微生物代谢产物产生的，如酸奶、豆腐、酸菜等食品都是由微生物发酵生产而成。

此外，利用微生物代谢产物生产食品添加剂，可增强食品的味道、保鲜效果等。

2、医药微生物代谢产物中有很多种组分具有药用价值。

如青霉素、链霉素、红霉素等各种抗生素都是由微生物产生的。

此外，微生物也可以生产抗肿瘤类药物、抗菌药物、免疫增强剂等。

3、环保微生物还可以被用来解决环境问题。

如利用微生物降解污染物、有机废弃物、污水等，以及在气稳污染治理中引入微生物等。

4、农业微生物在农业上也有着重要作用。

微生物可以促进农业生产，含有固氮物质的微生物可以帮助大豆、花生、菜类等农作物吸收更多的氮素，提高农作物的产量，可降低对化肥的依赖。

三、微生物资源利用技术面临的挑战微生物资源是一个非常广阔的领域，但是微生物资源利用技术面临着一些挑战。

1、小样本量微生物在自然界的生存环境十分复杂，从一个特定的环境中找到符合要求的微生物菌株不容易。

微生物在生物地质学中的应用与发展微生物是指肉眼无法直接看见的微小生物体，包括细菌、真菌、病毒等。

它们在地球上广泛存在，不仅在自然界中扮演着重要角色，同时也对人类社会的发展产生了深远影响。

在生物地质学领域，微生物被广泛应用，为我们认识地球生态系统和地质过程提供了重要依据，并为环境保护和资源开发提供了新思路。

一、微生物在地质过程中的作用1. 生物矿化作用微生物矿化作用是指微生物通过代谢活动，使无机物质转化为可溶性或不溶性的矿物质。

其中最重要的是微生物对有机碳的矿化作用。

微生物通过分解有机物质释放的二氧化碳对地球碳循环具有重要作用，维持了地表生态系统的基本稳定。

此外，微生物还参与了硫、铁、锰等元素的氧化还原过程，推动了岩石风化和土壤形成。

2. 岩石侵蚀和形成微生物能够通过分泌酸性代谢产物、黏着菌菌丝以及生物胶体形成胶结结构等方式参与岩石侵蚀和形成过程。

微生物在岩石表面和裂隙中寻找营养物质，其活动可加速岩性物质的溶解和侵蚀，进而改变地表地貌。

3. 矿物成因和勘探微生物在矿物成因和勘探中也具有重要意义。

例如，在金属矿床的形成过程中，微生物参与了金属元素的富集和沉淀。

同时，微生物对矿物的可溶性、浸出性等性质也会进行调控，为矿物资源的勘探提供重要线索。

4. 地下水和土壤环境微生物在地下水和土壤环境中广泛存在，对地下水和土壤质量具有重要影响。

微生物参与了有机物质的降解、无机物质的转化以及物质的迁移转化过程。

通过微生物的活动，有机物质得以分解，进而影响土壤的肥力以及地下水的水质。

二、微生物在环境保护中的应用1. 污水处理微生物在污水处理中起到了关键作用。

利用微生物的生物降解能力，可以将有机物质转化为无害的物质，并去除水中的氮、磷等污染物。

通过生物方法处理污水，不仅能够有效减少污染物的排放，还可以获得可再生能源（如沼气）和有机肥料。

2. 土壤修复微生物在土壤修复中发挥着重要作用。

利用微生物的降解活性和生物吸附能力，可以有效地去除土壤中的有机污染物、重金属等有害物质。

微生物在生物矿化过程中的作用机制研究生物矿化是指微生物通过于矿物质相互作用形成的一种矿物质沉淀的过程。

微生物在生物矿化过程中发挥着重要的作用，其作用机制一直是科学家关注的热点问题。

本文将对微生物在生物矿化过程中的作用机制进行研究。

1. 概述生物矿化是一种兼具环境和经济重要性的现象。

微生物在生物矿化中扮演着重要的角色，能够通过代谢活性及特殊的生理功能改变环境条件，通过这些活性引发的生物矿化过程可以改变矿物质形态、结构及特性。

因此，理解微生物作用的机制对于探索可持续环境解决方案和利用矿物资源具有重要意义。

2. 小节一：微生物参与的生物矿化过程生物矿化过程主要包括微生物诱导的矿物沉积和微生物介导的矿物晶体形成。

在微生物诱导的矿物沉积中，微生物通过分解环境中的有机物和产生的代谢产物来改变环境条件，从而诱导矿物质的沉淀。

在微生物介导的矿物晶体形成中，微生物通过产生有机骨架和胞外多糖等有机物来引导矿物质的沉淀，并通过微生物的代谢活性调控矿物晶体的形态和结构。

3. 小节二：微生物参与的矿物转化过程微生物参与的矿物转化过程主要包括微生物产生的酶对矿物质的降解和微生物产生的代谢产物对矿物质的改造。

微生物产生的酶具有特殊的催化作用，能够有效降解矿物质，从而促进矿物质的溶解或转化。

微生物产生的代谢产物如酸、碱等可以改变矿物质的pH值和环境条件，从而影响矿物质的结构和性质。

4. 小节三：微生物参与的矿物质与生物相互作用微生物与矿物质之间存在着复杂的相互作用关系。

微生物通过与矿物质的相互作用改变矿物质表面的电荷、结构和化学组成，从而影响矿物质的形态与特性。

同时，矿物质的特性也会影响微生物的附着、吸附和营养摄取等过程。

微生物和矿物质之间的相互作用是生物矿化过程中的关键环节。

5. 小节四：未来研究方向尽管对微生物在生物矿化过程中的作用机制已经有了一定的认识，但仍有许多问题有待进一步研究。

未来的研究可以从以下几个方面展开：1）探究微生物产生的酶及其催化机制，揭示微生物与矿物质的相互作用过程；2）研究微生物对不同矿物质的降解能力和转化效率，为资源回收和环境修复提供科学依据；3）开发新型微生物材料，利用微生物在矿物质形成中的作用机制，实现制备具有特殊性能的材料。

169管理及其他M anagement and other浅谈微生物技术在矿物加工中的应用陈利娟（湖南有色金属职业技术学院，湖南 株洲 412006）摘 要：国家改革开放之后，经济在不断的上升，特别是2000年之后，经济水平的发展更是迅速。

经济水平提高之后，我国的每一个行业都在迅速的扩充发展，象征着新型科技的微生物技术也展现出了它的大好前景，利用现代的微生物技术不仅仅可以有效的治理环境的污染，而且微生物技术在金属矿物材料的加工应用中也十分重要。

可以说是21世纪最重要的技术之一。

关键词：微生物技术；有色金属；矿物加工中图分类号：TD92 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）19-0169-2收稿日期：2020-10作者简介： 陈利娟，女，生于1988年，汉族，湖南衡阳人，硕士研究生，讲师，高职院校教师，从事矿物加工工程技术、环境工程技术专业的教学。

随着我国经济的快速发展，相关的高新技术的水平也不断升高，微生物技术作为高新技术的一种，也在不断地发展，现代微生物技术在控制环境的污染和创造加工新型金属矿物材料方面产生了巨大的成效，为社会的发展提升做出了巨大的贡献。

因为现代微生物技术对污染的处理时间特别短，自身的投资也不高，得到了大量的应用，现代微生物技术可以利用一些微生物完成对金属的冶炼，而且还可以降解高分子的材料，能有效解决世界范围内的重金属污染。

所以说现代微生物技术在矿物的加工中占有很重要的地位，本文就来谈谈现代微生物技术和其在材料领域的应用[1]。

1 微生物技术的概念和发展趋势微生物技术就是利用一些微小的，甚至是肉眼看不见的生物来解决人们日常生活中的一些具体的问题，是一项十分具有发展前景的一项前沿科技。

微生物技术是现时代全球都在关注的热门技术，现代微生物技术在许多方面都有很重要的作用，比如在环境治理和金属材料及矿物的加工制作方面。

我国的工业随着国家经济的发展不断的提高，随着工业化的进程，我国的重金属污染变得日益严重，而传统的环境治理方法不足以解决这些问题，所以催生了微生物技术对污染的治理方案，微生物技术治理重金属污染具有很多特点，比如效率十分高，对于环境的保护效果好[2]。

生物矿化这个事实发生于生物产生的初期，近代以来海洋生物学 家和地质学家对生物矿化进行了初步的研究。但真正的大规模研 究——从化学和材料学的角度——还是始于英国Bristol大学的 Mann S等人，随之出现了一大批这方面的专家，包括Weiner S, Lowenstam HA, Addadi L等人。目前生物矿化研究工作做得很 好的单位，国外的有Bristol Univ的Mann S组，Israel的 Weizmann Inst Sci，德国MPI的Colfen H等组；国内的有清华大 学的崔褔斋组（他们一直致力于生物材料和组织工程的研究，部 分研究成果已应用于临床），中科大俞书宏组，浙大唐睿康组以 及中科院的一些研究单位。现在越来越多的化学家和材料学家开 始关注这个方面。虽然已经发展了20多年，但实际上，真正的研 究还是处于初级阶段。为什么这么说成矿物的作用，是在生 物的特定部位，在一定的物理化学条件下，在 生物的有机物质的控制和影响下，将溶液中的 离子转变为固相矿物的作用。
1.1生物矿化作用类型

根据受生命物质的制约程度，生物矿化作用可 分为生物诱导矿化作用和生物控制矿化作用两 种，其间存在着一系列的过度形式。生物对矿 化作用的控制程度取决于他的演化程度、矿化 机体和矿化能力。两种生物矿化作用可发生于 同一生物体，甚至同一组织中。
铁矿物形成过程中的微生物作用

在自然体系中，广泛存在的微生物与矿物的相 互作用是普遍存在的，而且对于所处环境具有 重要的作用。研究表明，细菌作用下形成针铁 矿、水针铁矿和赤铁矿的过程中，细菌对矿物 的作用贯穿于溶解吸附、络合、转换、结晶成 核的全过程。

细菌是影响针铁矿生物矿化和主要微生物细菌作为自 然界中最为活跃的物种，不仅具有能量的转化传递作 用，而且对物质形态转换、晶体结构的变化产生重要 影响。对于铁矿物而言，可在微生物作用下发生黄铁 矿晶体结构类型向针铁矿、赤铁矿、磁铁矿类型的转 变。根据现有的资料与研究结果可确定铁细菌的生长 环境，从中可判定铁细菌与相应的铁矿物之间的关系。 细菌在含铁容易人中形成沉淀的实验研究表明，细菌 作用下在弱酸性、弱碱性溶液中先形成无晶型铁氢氧 化物水针铁矿，并很快转化为针铁矿、赤铁矿。

矿物分离中微生物的作用研究在当今的矿业领域，矿物分离是一项至关重要的工作，它直接关系到矿产资源的有效利用和经济效益。

而随着科学技术的不断发展，微生物在矿物分离中的作用逐渐受到关注和重视。

微生物以其独特的性质和作用机制，为矿物分离带来了新的思路和方法。

微生物在矿物分离中的应用并非是一个全新的概念。

早在很久以前，人们就已经在一些小规模的矿业活动中观察到了微生物与矿物之间的相互作用。

然而，真正系统地研究和应用微生物在矿物分离中的作用，还是在近几十年才逐渐兴起。

微生物在矿物分离中的作用主要体现在以下几个方面。

首先，微生物可以通过生物氧化作用来改变矿物的表面性质。

许多微生物具有氧化能力，它们能够将矿物中的某些成分氧化，从而改变矿物表面的化学组成和电荷性质。

例如，一些嗜酸细菌能够氧化硫化矿物，如黄铁矿、黄铜矿等，使其表面的疏水性增强，有利于矿物的浮选分离。

其次，微生物的代谢产物对矿物分离也有着重要的影响。

微生物在生长代谢过程中会产生各种有机酸、氨基酸、多糖等物质。

这些代谢产物可以与矿物表面发生化学反应，改变矿物的表面性质，提高矿物的可浮性或可浸出性。

再者，微生物还可以通过吸附作用直接与矿物颗粒相互作用。

微生物细胞表面具有各种官能团，能够吸附在矿物表面，形成生物膜。

这种生物膜的存在可以改变矿物表面的物理化学性质，影响矿物的分离过程。

此外，微生物的存在还可以影响矿物分离过程中的溶液化学环境。

微生物的代谢活动可以改变溶液的 pH 值、氧化还原电位以及离子浓度等，从而间接影响矿物的分离效果。

在实际应用中，微生物在矿物分离中的作用已经取得了一些显著的成果。

在浮选分离方面，利用微生物预处理矿物可以显著提高浮选指标。

通过微生物的作用，矿物表面的疏水性得到改善，从而提高了矿物与浮选药剂的结合能力，增加了有用矿物的回收率。

在浸出工艺中，微生物浸出已经成为一种重要的技术手段。

对于一些低品位、难处理的矿物资源，微生物浸出具有成本低、环境友好等优点。

微生物冶金技术及其应用（李学亚叶茜）引言随着人类社会的快速发展,人类对自然资源的需求量与日俱增,而自然矿产资源的枯竭,对矿冶工作提出了更高的要求。

微生物冶金技术是近代学科交叉发展生物工程技术和传统矿物加工技术相结合的工业上的一种新工艺其能耗少、成本低、工艺流程简单、无污染等优点,在矿物加工、三废治理等领域展示了广阔的应用前景,并取得了较好的经济效益。

1微生物冶金技术按照微生物在矿物加工中的作用可将生物冶金技术分为:生物浸出、生物氧化、生物分解。

1．1生物浸出硫化矿的细菌浸出的实质是使难溶的金属硫化物氧化使其金属阳离子溶入浸出液,浸出过程是硫化物中S2-的氧化过程。

其浸出机理是:直接作用:指细菌吸附于矿物表面,对硫化矿直接氧化分解的作用。

可用反应方程式表示为:式中M———Zn、Pb、Co、Ni等金属。

间接作用:指金属硫化物被溶液中Fe3+氧化,可用以下反应式表示:所生成的Fe2+在细菌的参与下氧化成Fe3+:原电池效应。

两种或两种以上的固相相互接触并同时浸没在电解质溶液中时各自有其电位,组成了原电池,发生电子从电位低的地方向高的地方转移并产生电流。

例如对于由黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿组成的矿物体系,在浸出过程中静电位高的矿物充当阴极,低的矿物则充当阳极:原电池的形成会加速阳极矿物的氧化,同时细菌的存在会强化原电池效应。

1．2生物氧化对于难处理金矿,金常以固-液体或次显微形态被包裹于砷黄铁矿(FeAsS)、黄铁矿(FeS2)等载体硫化矿物中,应用传统的方法难以提取,很不经济。

应用生物技术可预氧化载体矿物,使载金矿体发生某种变化,使包裹在其中的金解离出来,为下一步的氰化浸出创造条件,从而使金易于提取。

在溶液pH值2~6范围内,细菌对载体矿物砷黄铁矿的氧化作用可用下式表示:生物预氧化方法其投资少、成本低、无污染等优点,在处理难处理金矿过程中体现了理想的效果,并取得了较好的经济效益。

1．3生物分解铝土矿存在许多细菌,该类微生物可分解碳酸盐和磷酸盐矿物。

微生物在采矿及石油开采中的应用运用本文对微生物在采矿和石油开采中的应用进行分析。

采矿及石油工业中应用微生物勘测技术以及采油技术，实现了石油开采中细菌浸出等方法的应用，并结合金属负极生物技术，在石油开采中发挥出巨大的效果，拥有很广泛的发展前景。

标签：微生物技术;石油开采;生物工程随着技术的进步，微生物在采矿工业和石油开采中作用发挥越来越大。

生物技术在采矿领域中应用经过数十年的发展已经得到了理论和实践结果的验证。

运用细菌浸出法和金属负极生物方法，提高微生物性能，能够在多种类矿产中发挥功效。

1、微生物在采矿工业中的应用生物技术结合石油开采，运用微生物采油技术，实现了石油开采的进一步拓展，这种功效经过国际理论界验证是当前较为先进的勘探技术。

1.1细菌浸出技术细菌浸出技术在上世纪50年代开始研发，随着工业迅猛发展和人民生活水平的提高，对于金属的需求数量和质量均有所增长，但是在多年的开发中，高品位和一选矿产资源的减少，使得人们不得不考虑将低品位资源加以利用，细菌浸出技术就是在这个时候出现，铜矿和铀矿开采中使用了细菌浸出技术获得了巨大的成功。

1956年在国际和平利用原子能大会上，曾经发表了关于铀的生物自然浸出法的言论，对这一方法的使用在那时候开始得到国际认可。

细菌浸出技术在世界50多个国家和地区得到了广泛应用，目前使用细菌浸出法生产出的铜占了铜总产量的20%以上，工业生产中铀的主要方法均采纳了细菌浸出法，这一方法具有低品位、复杂开采环境依然能够实现高产量的特征。

近20年来，细菌浸出已经形成了湿法冶金等高科技技术应用。

例如高硫高高精金矿，采用细菌浮选脱除的办法，正在成为更为活跃的发展方向[1]。

目前采用的细菌浸出法，包括间接法、直接法，直接法是指细菌附着在硫化矿物表面，细菌内的铁氧化酶和硫氧化镁发生了没解，从而将氧化硫化矿物加以分解，将不溶性的硫化物转化为可溶性的留言酸。

而間接法是利用细菌的新陈代谢，将硫酸、高铁等代谢产物加以产生，将矿石中的金属转化为盐类，单体亚铁在生成硫酸之后被融浸。

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广 州化 工
２０ ０７年 ３ 第 ５期 ５卷
微 生 物技 术在 矿物 加 工 和 冶 金 中的应 用
赵智平 方伟成 文小强２ ， ，
（ 西理工 大 学资源与环 境工 程 学院 ， 州 ３ １ ０ ； １江 赣 ４ ０ ０ ２江 西理工 大学应 用化 学 ， 州 ３ １ ０ ） 赣 ４ ０ ０ 摘 要 ：随着现代化进程的加快， 支撑经济发展的重要领域 一 矿物加工与冶金行业也得到迅速发展 ， 其资源的不可再
ｎ ｗａ ｌ ｒｓ ｕ ｃ ｅｔｉｔｄ ｔ ｅｄ ｖ ｌｐ ｅ ｔ ｅ ｂｅ ｅｏ ｒｅ ｒ ｒｃｅ ｈ ｅ ｅ ｍ ｎ ．Ｔｈ ｔｒｑ ｅ ｔｆ ｒｕ ｉ ｈ ｄ ａ ｃｄ ｔｃ ｎ ｌｇ ｓ ｉｈ ｒａ ｄ ｓ ｓ ｏ ａ ｅ ｕ ｓ ｏ ｓｎ ｔ ｅａ ｖ ｎ ｅ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｗａ ｈｇ ｅ ｎ ｇ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｗ ｉ ｈ ａ ｉ ｒｗｔ ｆｍｏ ｅｎ ｚｔ ｎ，ｍ ｉｅａ ｎ ｔｌ ｒ ｉａ ｐｏ ｅｓ ｈ ｅｙ ｉ ｏ ｔｎ ｓｒ ｃ ： ｔ ｔ ｅｒ ｐｄ ｇ ｏ ｈ ｏ ｄ ｒ ｉ ｉ ｈ ａｏ ｎ ｒ ｌ ｄ ｍｅａｌ ｇｃ ｌ ｒｃ ｓ ，ｔ ｅｖ ｒ ｍｐ ｒａ ｔ ａ ｕ ｆ ｌｓ ｉ ｄ ，ｗｈ ｃ ｕ ｔｉ ｈ ｃ ｎ ｍｉ ｏ ｍ ｓ ａ ｅａｓ ｘ ｅ ｉｎ ｅ ｐ ｅ Ｙｅ ｐ ｎ ｉｎ ｅ ｉｈｓ ｓａｎ ｔ ｅｅｏ ｏ ｃｂ ｏ ，ｈ ｖ ｌ ｅ ｐ ｒ ｃ ｄｓ ｅｄ ｘ ａ ｓｏ ．Ｔｈ ｃ ｓｔ ａ ｈ ｏ ｒ — ｏ ｅ ｅｆ ｔ ａ ｗａ ｈ ｔｔｅｎ ｎ ｅ
硫化矿的细菌浸出的实质是 使难 溶的金属硫化 物氧化 ， 使其金属 阳离子溶入浸 出液 ， 出过程是硫 化物 中 ｓ 一 浸 ２ 的氧 化过程 。其机理如下 ： （） １ 直接作用 细菌直接吸附在硫化物矿物表面 ， 作用机理是细菌氧化 硫化物 ， 通过 细菌 细胞 内特有 的铁氧化酶和硫氧化酶直接 氧 化金属硫化物 ， 将金属溶解 出来 。用化学反应式来表达 ：

安徽农学通报，Anhui Agri，Sci，Bull，2021，27（18）微生物菌肥联合植物生态修复技术在矿山治理中的应用研究叶胜兰舒晓晓（陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司，陕西西安710075；陕西省土地工程建设集团有限责任公司，陕西西安710075；自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室，陕西西安710075；陕西省土地整治工程技术研究中心，陕西西安710075；自然资源部土地工程技术创新中心，陕西西安710075）摘要：在经济快速发展、能源消耗日益增多的趋势下，矿山开采已经成为能量来源的重要途径。

而大面积的开采，将出现严重的生态环境破坏问题，因而矿山治理已刻不容缓。

其中，微生物菌肥联合植物生态修复技术不仅实现了矿石的绿色修复，避免二次污染，还有利于增加区域生物多样性，实现矿区修复后生态可持续发展。

关键词：菌肥；生态修复；矿石治理中图分类号X752文献标识码A文章编号1007-7731（2021）18-0156-021前言在经济快速发展、能源消耗日益增多的趋势下，我国矿山资源的需求量将持续增加，尤其是对工业发展中煤炭资源的不可或缺。

据统计，目前我国煤炭储量约为9.5×1012t，其含量约占全世界煤炭总储量的11%［1］，且年产量达到13亿t以上。

我国对煤炭的开采量仍在增加中，由于长期开采引发的植被破坏、土壤污染和当地生态系统受损已成为了严重问题［2-3］。

针对煤矿开采引发中出现的一些问题，我国许多专家学者都投入到了矿区的土地生态修复及后续保护的相关工作，但由于起始时间较晚，导致现在的一些生态修复技术仍与欧美发达国家存在一定的差距。

尤其是陕北地区丰富的煤炭资源与脆弱的生态环境之间的矛盾在近年来的资源开发中愈发凸显。

陕北地区的煤矿区属于黄土高原和内蒙古高原的一段过渡区域，该地区位于陕北黄土高原和毛乌素沙地南缘的交界处，具有丰富的能源矿产资源。

正是其特殊的地质发生条件、地理所处位置、气候显著特征及近年来大量的煤矿资源开采，引发了当地严重的地质及生态环境问题［4］。

一微生物冶金的定义和分类⏹微生物冶金是指以细菌为主体的微生物技术应用于矿产资源的提取冶金，在相关微生物存在时，由于微生物的催化氧化作用，将矿物中有价金属以离子形式溶解到浸出液中加以回收，或将矿物中有害元素溶解并除去的方法。

⏹微生物冶金包括生物浸出、生物吸附、生物选矿和富集、废弃物生物重整等4个方面。

应用于微生物冶金的微生物包括细菌、真菌、藻类和霉菌等。

细菌是其中研究最深入、应用最广泛的一类微生物。

二生物分类2. 五界说2.1. 原核生物界（Procaryotae ）2.1.1原核生物具有以下的特点（一）：①核质与细胞质之间无核膜因而无成形的细胞核；②遗传物质是一条不与组蛋白结合的环状双螺旋脱氧核糖核酸（DNA）丝，不构成染色体（有的原核生物在其主基因组外还有更小的能进出细胞的质粒DNA）③以简单二分裂方式繁殖，无有丝分裂或减数分裂；④没有性行为，有的种类有时有通过接合、转化或转导，将部分基因组从一个细胞传递到另一个细胞的准性行为（见细菌接合）；⑤没有由肌球、肌动蛋白构成的微纤维系统，故细胞质不能流动，也没有形成伪足、吞噬作用等现象；⑥鞭毛并非由微管构成，更无¡°9＋2¡±的结构，仅由几条螺旋或平行的蛋白质丝构成；2.1.1原核生物具有以下的特点（二）：⑦细胞质内仅有核糖体而没有线粒体、高尔基器、内质网、溶酶体、液泡和质体（植物）、中心粒（低等植物和动物）等细胞器；⑧细胞内的单位膜系统除蓝细菌另有类囊体外一般都由细胞膜内褶而成，其中有氧化磷酸化的电子传递链（蓝细菌在类囊体内进行光合作用，其他光合细菌在细胞膜内褶的膜系统上进行光合作用；化能营养细菌则在细胞膜系统上进行能量代谢）；⑨在蛋白质合成过程中起重要作用的核糖体散在于细胞质内，核糖体的沉降系数为70S；⑩大部分原核生物有成分和结构独特的细胞壁等等。

总之原核生物的细胞结构要比真核生物的细胞结构简单得多2.2. 原生生物界(Protista)是单细胞生物，它们的细胞内具有细胞核和有膜的细胞器。