浅述微生物浸矿技术及其发展趋势

难浸金矿微生物预处理技术及发展矿加01 汪巍 0901030121摘要：利用细菌对难处理金矿进行浸出处理，具有成本低廉、环境污染小、处理效率高等突出优点，已成为非常有前途的难处理金矿的预处理方法。

本文主要讨论难浸金矿微生物预处理的原理，方法，制约因素以及其发展前景。

关键字：难浸金矿微生物预处理细菌氧化正文金以自然金属状态存在，呈灿烂的黄颜色和具良好的物理性质可长期保存、经久不变且易采易选易加工成漂亮的首饰，深受人们喜爱。

但富金矿日益减少，更多是难浸金矿，因此处理此类金矿的工艺运用而生。

1.难浸金矿分类及其难浸的原因：难浸金矿就是不适合用传统氰化法直接处理的矿石，其中的金或为物理包裹或为化学结合，使之不能被有效地提取。

主要分三类：第一类难浸是因为金被非硫化脉石组分所包裹难以裸露，如硅石或碳酸盐包裹金；第二类是金包裹在硫化矿物与其形成难分离的固溶体，主要是在黄铁矿和砷黄铁矿中，是金的硫化矿包裹物，属于最大的一类难浸金矿；第三类是炭质金矿石，因为含碳矿物或含亚硫酸盐的矿物能与金发生吸附而共存2.难浸金矿微生物预处理原理：难浸金矿微生物预处理主要是细菌氧化，细菌氧化浸出机理主要分三种，直接作用机理、间接作用机理和直接与间接同时存在的复合作用机理。

其一，是利用细菌自身的氧化或还原性使矿物中某些组分得到氧化或还原，进而以可溶或沉淀形式与原物质分离，此即细菌浸出的直接作用。

例如，利用氧化亚铁硫杆菌能吸附在矿物表面，分泌出酶，在这种作用下，与空气中的O2共同作用将硫化矿直接氧化分解。

CuFeS2+ 4O2→ CuSO4+ FeSO4。

这样使得被包裹的金矿裸露出来从而可以进行下一步操作。

其二，利用细菌自身的氧化或还原产物通过与矿物中脉石组分反应，进而以可溶或沉淀形式与原物质分离，这叫做间接作用机理。

例如，利用氧化亚铁硫杆菌将Fe+2氧化成Fe+3，通过Fe+3的强氧化性氧化硫化物，产生单质硫，同时Fe+3被还原为Fe+2，然后细菌再将Fe+2氧化成Fe+3，如此循环完成氧化过程，因此，细菌在此过程中只起一个“催化剂”的作用。

基金项目:国家自然科学基金资助项目(批准号:20176019)作者简介:冯一军(19732),男,湖南岳阳人,工程师,现为青岛科技大学生物化工专业硕士研究生,研究方向:生物反应工程与工艺收稿日期:2005204204综述与进展微生物在矿物工业上的应用进展冯一军,刘均洪(青岛科技大学化工学院164信箱,山东青岛　266042) 摘　要:综述了生物氧化及浸出所采用的工业微生物、微生物氧化和浸出的机理和该技术在矿物工业上的应用和前景。

关键词:微生物;生物氧化;浸出 中图分类号:Q 939.97 文献标示码:A 文章编号:167129905(2005)0420017204 最早应用微生物对铜进行堆浸是1980年,其机理是嗜酸性氧化亚铁(硫)杆菌把硫化铜矿氧化从而使铜溶解。

智利的L o A gu irre 矿从1980至1996年中采用微生物对铜进行堆浸,处理量为16000t ・d-1[1]。

H arrison 等报道了采用嗜酸性氧化亚铁(硫)杆菌对铀进行浸出。

加拿大的E lli o t L ake 矿采用含Fe 2(SO 4)3的细菌溶液对铀矿进行堆浸,该工艺从低品位铀矿中提取铀,取得了较好的经济效益。

该法的另一重要应用是对难处理金矿进行生物氧化预处理。

南非在1986年以来就开始采用充气式机械搅拌生物反应器处理难处理金(精)矿,该工艺也用于尾矿中对钴的回收。

美国的N ewm on t 矿业公司采用生物氧化堆浸预先除杂再采用一断闭路磨矿的氰化提金工艺[2]。

在我国,德兴铜矿生物堆浸厂利用含细菌的酸性矿井水从低品位铜矿石中回收铜的生物堆浸研究始于1979年;紫金矿公司正在建设年产2万t 阴极铜的生物堆浸厂;2000年12月烟台黄金冶炼公司率先采用生物预氧化处理金精矿,金回收率达96%;2001年4月,由澳大利亚某公司设计的生物氧化厂在莱州投产;2003年7月,辽宁天利金业有限责任公司生物氧化提金厂竣工投产[3]。

镍块矿的微生物浸出技术的研究进展1. 引言镍是一种重要的金属资源，广泛应用于不锈钢、合金和电池等领域。

然而，传统的镍矿石矿体中镍含量较低，矿石贫化技术面临着环境破坏和高能耗的问题。

因此，开发新型的矿石处理技术对于提高镍的回收率和资源利用效率至关重要。

微生物浸出技术由于其环境友好和高效节能的特点，成为了矿石处理领域的研究热点之一。

2. 微生物浸出技术的原理微生物浸出技术利用特殊微生物在适宜环境条件下对矿石中的金属元素进行溶解和转移的能力。

典型的微生物浸出过程包括生物氧化和生物还原两个主要阶段。

在生物氧化过程中，一些硫杆菌和放线菌能够利用氧气在酸性条件下氧化金属硫化物矿石，产生相应金属离子。

而在生物还原过程中，某些还原菌则利用有机物或无机物作为电子供体，将溶解金属离子还原成金属沉淀。

该技术具有资源环境友好，生产成本低等优点。

3. 微生物浸出在镍矿石处理中的应用研究表明，微生物浸出技术在镍矿石处理中被广泛应用，并取得了显著的效果。

其中，一种重要的应用是利用硫杆菌对镍矿石进行生物氧化。

硫杆菌可以将镍矿石中的金属硫化物氧化为相应的金属离子，从而提高镍的浸出率。

此外，一些产氢菌也被发现可以利用氢气还原金属离子，从而实现镍的生物还原沉淀。

这些应用使得镍矿石的处理不仅环境友好，同时也能够提高镍的回收率。

4. 研究进展虽然微生物浸出技术在镍矿石处理中显示出很大的潜力，但仍然存在一些挑战和问题需要解决。

首先，微生物的培养和维护需要耗费一定的人力和资源，因此，提高微生物的活性和生存率是当前研究的重点。

其次，微生物浸出的效率受到很多因素的影响，如温度、酸度、氧气含量等，因此，优化环境条件对于提高浸出效果非常重要。

另外，一些矿石中可能含有抑制菌活性的有害物质，这也需要进一步的研究和解决。

近年来，研究人员通过改进微生物的培养方法、优化环境条件等措施，取得了一系列进展。

例如，利用基因工程技术可以构建具有更高金属氧化能力的菌株；通过调节温度、氧气含量等因素，提高微生物的生物代谢效率；同时，一些研究还结合化学浸出技术，利用微生物间接浸出的预处理产物进行进一步处理，提高了处理效果。

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。

铀矿石微生物堆浸技术浅议
铀矿石微生物堆浸技术是一种将微生物应用于铀矿石浸出中的
新技术，其主要原理是通过微生物代谢作用使铀矿石元素得到溶解，从而提高铀的浸出率。

该技术具有操作简单、环保节能等优点，在铀矿采选过程中具有广阔的应用前景。

铀矿石微生物堆浸技术中，微生物主要包括硫酸化细菌、酸性杆菌和放线菌等，这些微生物可以在铀矿石表面形成生物膜，并通过代谢作用将铀矿石中的铀元素溶解出来。

同时，堆浸技术中还需要控制pH值、氧气含量、温度等因素，以保证微生物的作用效果。

铀矿石微生物堆浸技术相比传统铀矿石浸出技术，具有以下优点： 1. 环境友好。

传统铀矿石浸出技术中，常用氰化物、硫酸等有
毒化学品，容易造成环境污染。

而铀矿石微生物堆浸技术中，微生物代替了有毒化学品，不会对环境造成危害。

2. 能耗低。

传统铀矿石浸出技术中，需要高温、高压等条件，
能耗较高。

而铀矿石微生物堆浸技术中，微生物在常温下工作，能耗大大降低。

3. 操作简单。

铀矿石微生物堆浸技术中，主要是培育适宜微生
物和控制堆浸条件，操作较为简单，不需要高端的设备和技术。

4. 适用范围广。

铀矿石微生物堆浸技术适用于各种类型的铀矿石，可以在自然界中广泛存在的微生物资源上开展研究和应用。

综上所述，铀矿石微生物堆浸技术具有诸多优点，在铀矿采选领域具有广阔的应用前景。

未来需要进一步研究和开发相关技术，以推
动该技术的应用和发展。

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。

生物冶金技术应用现状及发展趋势前言有记载的最早的生物冶金活动是1670 年，在西班牙的矿坑中回收细菌浸出的铜［8］。

1950 年美国开始原生硫化铜矿表外矿生物堆浸试验，并于1958年获得了生物冶金史上第一个专利。

直到1974 年，美国科学家从酸性矿水中分离得到了一种氧化亚铁杆菌。

此后美国的布利诺等又从犹他州宾厄姆峡谷矿水中分离出了氧化硫硫杆菌和氧化亚铁硫杆菌，并用这两种菌浸泡硫化铜矿石，结果发现能较好的把金属从矿石中溶解出来。

至此，生物冶金技术才开始得到人们的关注并逐渐发展起来目前,世界矿产资源日渐贫杂,资源、能源、环境问题越发引起人们重视,我国矿产资源国家战略地位与日俱增。

随着矿物贫杂化和严重能源危机及环境污染的加剧,传统的冶金技术面临巨大挑战,寻求更为高效、低能、清洁的绿色资源利用途径成为研究焦点。

根据美国国家研究委员会(NRC) 2001年的研究报告,在未来20年,美国矿业最重要的革新将是采用湿法冶金工艺取代有色行业传统的熔炼工艺。

微生物湿法冶金技术是一门新兴的矿物加工技术,它包括微生物浸出技术和微生物浮选技术。

在自然界，微生物在多种元素的循环当中起着重要作用，地球上许多矿物的迁移和矿床的形成都和微生物的活动有关。

生物湿法冶金是一种很有前途的新工艺，它不产生二氧化硫，投资少，能耗低，试剂消耗少，能经济地处理低品位、难处理的矿石。

目前，这种方法仍处于发展之中，它还必须克服自身的一些局限性，如反应速度慢、细菌对环境的适应性差，超出了一定的温度范围细菌难以成活，经不起搅拌，等等。

为此，一些科学家建议应从遗传工程方面开展工作，通过基因工程得到性能优良的菌种。

摘要生物冶金技术，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。

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。