生物选矿技术概论

生物选矿目录第一节生物选矿的基本概念 (3)1.什么是生物选矿工艺？ (3)2.微生物浸矿工艺包括什么？ (3)3.什么是生物浸出？ (4)4.什么是生物氧化？ (5)5.生物浸出和生物氧化的主要区别是什么？ (5)6.什么是自养菌和异养菌？ (5)7.生物选矿技术研究的方向主要有哪些？ (5)第二节生物细菌及工业应用 (6)8.生物氧化细菌分为哪几类？ (6)9.如何对细菌进行说明？ (6)10.细菌的计量方法有哪些？ (6)11.浸矿细菌如何采集？ (7)12.浸矿细菌如何分离？ (7)13.细菌浸出过程的影响因素有哪些？ (7)14.对细菌浸出有促进作用的表面活性剂有哪几类？ (8)15.工业生产应用的主要菌种有哪些？ (8)16.影响细菌生长的因素有哪些？ (9)17.生物氧化过程中细菌有哪些作用？ (9)18.细菌的测定和计量方式有哪些？ (10)19.生物氧化工艺类型的分类？ (11)20.工业上生物氧化(浸出)的方法有哪些？ (12)第三节金矿石处理 (13)21.什么是难处理金矿石？ (13)22.难浸金矿石的三种类型？ (13)23.难处理金矿石的预处理工艺的分类有几种？ (14)24.典型生物氧化厂的简介？ (15)第一节 生物选矿的基本概念1. 什么是生物选矿工艺？人类有目的的采用生物技术从矿物中直接或间接提取有用金属的方法。

根据生物作用于目的矿物的过程与结果的不同，生物对矿物的氧化过程可以分为两类：生物浸出(：Bio —leaching)和生物氧化(Bio —oxidation)。

2. 微生物浸矿工艺包括什么？微生物浸矿工艺包括堆浸法、地浸法、槽浸法以及搅拌浸出法等。

（1）堆浸法：堆浸一般都在地面以上进行。

该工艺通常利用斜坡地形。

将待处理大块矿石 (未经破碎或经过一段粗碎)堆置在不透水的地基上，形成矿石堆，在矿堆表面设置喷淋管路，向矿堆中连续或间断地喷洒微生物浸出剂进行浸出，并在地势较低的一侧建筑集液池收集浸出液。

第一章：矿石的准备作业1.选矿：是利用矿物的物理和物理化学性质的差异，借助各种选矿设备将矿石中的有用矿物和脉石矿物分离，并到达使有用矿物相对富集的过程。

2.有用矿物：能为国民经济利用的矿物，即选矿所要选出的目的矿物。

3.脉石矿物：目前国民经济尚不能利用的矿物。

3.精矿：分选所得有用矿物含量高，适合于冶炼加工的最终产品。

4.中矿：选别过程中得到的中间的、尚需要进一步处理的产品。

5.尾矿：选别后，其中有用矿物含量低、不需要处理（或技术经济上不适于进一步处理）的产品。

8.选矿的任务：（1）提精---对低品位的矿石，在冶炼前必须进行选矿；（2）分离---矿石中往往含有多种有用成分，必须事先用选矿方法将他们分离成单独的精矿；（3）去杂---矿石中除了有用成分外，还含有有害杂质，故必须在冶炼前用选矿法除去。

9.选矿的基本内容：（1）选前的准备作业----破碎筛分和磨矿分级：将矿石粉碎，使其中的有用矿物和脉石达到单体解离；（2）选别作业：将已经单体解离的矿石，采用适当的手段，使有用矿物和脉石分选。

三种方法---浮选、磁选、重选；（3）选后的脱水作业：浓缩，过滤，干燥。

12.选矿工作的重要意义：①节约能源；②提高冶金产品质量；③充分利用资源及达到环保；④促进采矿业发展。

13.破碎机种类：①颚式破碎机：用于粗碎阶段；②旋回破碎机：用于粗碎和中碎；③圆锥破碎机：用于中碎和细碎；④对辊破碎机：用于实验室和小型选矿厂；⑤反击式破碎机：用于中硬以下或片状、易脆矿石的破碎。

14.简摆式和复摆式颚式破碎机区别：①肘板数不同：简2复1；②颚板悬挂方式不同：简摆颚板悬挂轴与偏心轴分开，复摆颚板悬挂轴与偏心轴合一；③动颚运动方式不同：简摆前后运动，复摆椭圆运动；④破碎比不同：简摆i=3~5，复摆i=10:；⑤排矿口调节方式不同：简摆是垫片，复摆是滑块。

15.颚式破碎机工作原理：传动机带动转动，使连杆上下垂直运动，借助肘板使动颚绕悬挂轴作周期性摆动；当连杆向上运动时，肘板使动颚靠近定额，破碎腔中的矿石受到挤压、劈裂和弯曲的联合作用而破碎；但连杆向下运动时，动颚借助弹簧恢复力离开定额，已破碎的矿石在重力作用下，经排矿口排出。

选矿：利用矿物的物理或物理化学性质的差异，借助各种选矿设备将矿石中的有用矿物和脉石矿物分离，并达到使有用矿物相对富集的过程。

矿物：在地壳中由于自然的物理化学或生物化学作用形成的自然元素（金、硫磺等）和自然化合物（磁铁矿、石英等）其成分比较均一直接与选矿有关的矿物性质主要有：比重（矿物重量与4O C时同体积水的重量之比值）、导电性、磁性、湿润性（矿物能被水润湿的性质。

易被水润湿的矿物称为亲水性矿物反之称为疏水性矿物）矿床地壳中具有开采价值的矿石积聚区矿石：在当前的技术经济条件下，可以开采、加工和利用的矿物集合体。

脉石矿物目前国民经济尚不能利用的矿物矿产资源：指由地质作用形成的，具有利用价值的，呈固态、液态、气态的自然资源。

矿产资源加工的目的：提高矿石品位，高效利用矿产资源，满足用户需求矿产资源的加工过程：矿石分选前的准备作业---破碎车间；选别作业---磨选车间；选后的产品处理作业---脱水车间）选矿过程：选前的矿石准备工作（破碎筛分和磨矿分级）选别作业（将已经单体解离的矿石，采用使用的手段，使有用矿物和脉石分选的工序有浮游选矿法磁选法重力选矿法）选后的脱水作业（浓缩、过滤、干燥）磨选车间有磨矿分级作业选别作业构成。

选矿产品：精矿（分选所得有用矿物含量较高，适合于冶炼加工的最终产品中矿（分选过程中得到的，尚需进一步处理的中间产品）尾矿（分选后，其中有用矿物含量很低，不需要进一步处理理的产品）流程表示矿石连续加工的工艺过程工艺流程图用线和图表示流程时，原则流程图只表示流程的“骨干”而不记载流程细节机械流程图机械流程图用主要设备和辅助设备表示的流程图品位：指产品中金属或有用成分的质量与该产品质量之比。

α—原矿品位。

β—精矿品位；θ—尾矿品位。

产率：产品质量与原矿质量之比叫产率，用γ表示。

回收率：精矿中有用成分的质量与原矿中该有用成分质量之比，用ε表示。

选矿比：原矿质量与精矿质量的比值。

用它可以确定获得1t精矿所需处理原矿石的吨数，常以K表示富矿比：精矿品位与原矿品位的比值，常用E 表示：一、矿石的准备作业：一般指选别前的粉碎作业。

一、化学及生物选矿（重点掌握生物化学选矿的本质、基本过程及每个过程的定义）化学选矿矿物的化学处理定义：矿物的化学处理是一种化学加工方法。

它以矿物原料为加工对象，利用不同矿物在化学性质上的差异，采用化学处理或化学处理与物理选矿相结合的方法，使有价组分得以富集和提纯，最终产出化学精矿或单独产品（金属或金属化合物）。

化学选矿的一般过程：1）原料准备：矿物原料的破、磨、配料；预先富集。

2）焙烧：使目的组分矿物转变为易浸的或易于物理分选的形态，部分杂质分解挥发或转变为难浸的形态，且可改变原料的结构构造。

3）浸出：使有用组分或杂质组分选择性地溶于浸出液中，从而使两种组分分离。

一般情况下浸出含量少的组分。

4）固液分离：采用沉降倾析、过滤和分级等方法处理浸出液，以获得供后续处理的澄清溶液或含少量细矿粒的稀矿浆。

5）浸出液净化：采用化学沉淀法、离子交换法或溶液萃取法等进行净化分离，以获得有用组分含量高的净化溶液6）制取化学精矿：从净化液中采用化学沉淀法、金属置换法、金属沉积法以及物理选矿法，沉淀析出化学精矿。

常见的化学选矿方法：1）矿石焙烧2）矿物浸出3）离子交换4）溶剂萃取5）离子沉淀6）置换沉淀7）金属沉积1）矿石焙烧：在适当气氛中加热矿物原料至低于矿物组分熔点温度，使目的组分与炉气发生化学反应转变成适于后续作业所要求的形态的过程，称为焙烧。

（氧化焙烧，硫酸化焙烧，氯化焙烧，离析焙烧，还原焙烧，磁化焙烧，加盐焙烧，煅烧，微波加热）2）矿物浸出：浸出是溶剂选择性地溶解矿物原料中某组分的工艺过程。

矿物原料浸出的任务，是选择适当的溶剂使矿物原料中的目的组分选择性地溶解于溶液中，达到有用组分与杂质组分或脉石组分相分离的目的。

因此，浸出过程本身是一个目的组分提取与分离的过程。

（依浸出过程物料的运动方式，可分为渗滤浸出和搅拌浸出。

依浸出试剂种类，浸出可进一步分为：酸法，碱法，盐浸，细菌浸出，氰化法及混汞法等）3）离子交换：离子交换净化法是溶液中的目的组分离子与固态离子交换剂之间进行多相复分解反应。

1、矿物资源微生物技术的未来的发展方向①开发更经济的、有效的低品位铜矿石的微生物堆浸工艺，以提高技术指标和经济效益。

②深入系统地研究金属硫化物矿石微生物浸出过程中的基础理论，特别是细菌与矿物颗粒间的作用机制。

③燃煤微生物脱硫研究工作的进一步深化，无论是采用微生物堆浸、微生物搅拌浸出脱离工艺，还是采用微生物预处理—浮选脱硫工艺，在实现工业化应用之前，都需要进行大量的、深入细致的实验研究工作。

④采用生物吸附技术从工业废水中脱出重金属、镭、铀等有毒物质，集环境污染治理与资源综合利用为一体，将会受到广泛关注。

⑤针对不同矿种，寻找、分离和驯化新的浸矿用工程菌，拓宽矿物资源微生物处理技术的应用范围，将进一步受到重视。

⑥运用基因操纵与微生物工程技术修饰构件浸矿工程菌株将引起人们的更多关注，用蛋白质定量分析、特定酶基因分析、基因克隆及定点突变等一系列与“新工程菌”构件相关的研究工作将逐渐开展。

2、微生物是对所有个体微小的单细胞、结构极为简单的多细胞以及没有细胞结构的低等生物的同意称谓，是一群生物化学上进化地位较低的简单生物。

3.微生物的共同特点及特性①个体小、表面积与体积的比值非常大。

②分布广、种类繁多。

由于微生物及其微小，易随风飞扬，所以它们在自然界中的分布非常广泛，上至大气层的外层，下至深海的海底，无处不在。

③繁殖快。

绝大多数微生物以裂殖方式繁殖后代。

④代谢灵活性大、容易变异。

高等动物和高等植物的酶系是相当不灵活的，在个体发育中，虽然它们的酶系可稍作改变，但无法适应环境条件的较大变化，从而导致了它们在自然界中的分布明显受环境条件的制约。

4、细胞结构及其功能①细胞壁。

主要功能是固定细菌的细胞形态，保护脆弱的原生质体，避免渗透压引起原生质膜破裂，细胞壁还是一种有效地分子筛，它可以阻挡某些分子的进入，使其保留在革兰氏阴性菌的细胞壁和细胞膜之间的蛋白质分子。

此外细胞壁还为鞭毛提供支点，使鞭毛摆动。

②细胞质膜（原生质膜）。

附录C 专题生物选矿概况辽宁工程技术大学矿业学院矿加系，伍定发，123000，辽宁阜新摘要：本文主要介绍了生物选矿的一些概况，包括生物选矿的原理发展状况等。

通过对本文的阅读，可让读者对生物选矿有一个大致的了解。

生物选矿技术主要应用于：次生硫化铜矿( 辉铜矿、铜蓝、斑铜矿等)生物堆浸；原生硫化铜矿(黄铜矿)生物堆浸及精矿生物搅拌浸出；难处理金矿生物预氧化；硫化镍、钴、锌矿的生物浸出；煤炭脱硫，铝土脱硅等。

关键词：生物选矿；生物选金；生物选铜引言：60 年代以来,随着世界经济的快速发展,人类对矿物资源的需求不断增加，导致：矿物资源中,富矿减少、贫细矿物资源增加,这些矿床的特点是金属品种及伴生稀有、贵金属品种多，品位低，嵌布细，难处理。

煤炭是重要的能源,在中国尤是如此。

但燃煤给环境带来的污染已经成为全球严重关注的问题。

煤炭的脱硫及深加工技术一直是而且仍将是矿物加工面临的重要问题。

矿山、冶炼厂排出的废水、固体废弃物等对环境的污染与治理问题越来越受到重视。

传统的选矿技术（重选、磁选、电选、浮选）与理论已不能完全解决这些问题。

人类社会生活的发展要求矿物加工科技发展的目标是实现矿物加工过程的“高效益、低能耗、无污染。

由此产生了生物选矿技术。

生物选矿技术主要应用于：次生硫化铜矿( 辉铜矿、铜蓝、斑铜矿等)生物堆浸；原生硫化铜矿(黄铜矿)生物堆浸及精矿生物搅拌浸出；难处理金矿生物预氧化；硫化镍、钴、锌矿的生物浸出；煤炭脱硫，铝土脱硅等。

1生物选矿的概念与发展状况1.1 生物选矿的概念生物选矿是指利用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，或将矿物中某些元素溶解并除去的技术，也称为生物浸出或生物冶金，是矿冶工程和现代生物科学交叉结合形成的一门新型学科。

生物法选矿是生物学、化学及其他工程学科在矿物加工领域中的综合应用。

生物选矿就是利用某些微生物或其代谢产物与矿物相互作用,产生氧化、还原、溶解、吸附等反应从而脱除矿石中不需要的组分或回收其中的有价金属的技术。