吃金属的微生物与微生物采矿

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三类生物冶金微生物菌种的选育及其与矿物作用研究

三类生物冶金微生物菌种的选育及其与矿物作用研究除氧化亚铁硫杆菌能浸出金属硫化矿，其它一些微生物也具有与矿物作用的能力，报道产胞外多糖的硅酸盐细菌胶质芽孢杆菌可以溶解铝硅酸盐矿物，产有机酸的黑曲霉真菌可以浸出氧化矿中的金属元素。

作者在本研究中采用不同的方法分离筛选了以上三种类型的生物冶金微生物，并对它们的培养条件、浸矿生理及其与矿物作用效果进行了研究。

首先富集筛选了江西德兴铜矿、城门山铜矿、广东大宝山铜矿等六处矿坑水中的氧化亚铁硫杆菌，获得6个富集菌株。

通过研究6个菌株的Fe2+和S0氧化能力，发现不同菌株的氧化活性存在差异，但发现Fe2+氧化活性高的菌株S0氧化活性也高。

同时发现S0培养基中的细菌浓度比Fe2+培养基中细菌浓度高。

使用DBS菌株浸出低品位含铁闪锌矿，浸出30d，金属锌的浸出率达到100％；浸出含铁闪锌矿精矿石，浸出率也可达到50％，说明该菌株具有良好的浸矿效果。

研究了氧化亚铁硫杆菌耐干燥、耐高温的抗逆性生理特性。

发现该细菌具有较强的耐干燥能力，但不耐高温，55℃下细菌完全丧失氧化能力。

同时研究了多种因素对氧化亚铁硫杆菌生长活性的影响，发现在Fe2+氧化体系中添加0.25％固体物浓度的硫化矿物时，细菌的Fe2+氧化速度会降低，细菌生长停滞期延长，浸出液中细菌浓度减少。

当矿浆浓度增大时，由于矿物颗粒的运动及液体流动对菌体的机械损伤加剧，会使细菌的氧化活性进一步下降。

在9K培养基中舔加1％的S0时，细菌的Fe2+氧化活性也会受到抑制。

微生物成矿

微生物成矿朱泰天，长春黄金研究院地球的半径大约为6370千米。

在海底，从地表到5千米~8千米的深处是坚硬的玄武岩层；而在大陆，从地表到30千米~70千米的深处，则是较松软的花岗岩层。

矿产资源是地球上的重要资源。

地球上的矿物已知有3300多种，并构成多样的矿产资源。

矿产资源是社会发展的源泉，是人类文明的基础。

因此，全人类十分关心资源开发，各国政府、国际有关组织和联合国纷纷制定相关的资源政策鼓励、促进矿业发展。

至今，人们都认为矿产资源是有限的、不可再生的。

不同时期经常听到资源告急的警钟。

我们记得，上世纪70年代有些科学家和政府有关部门呼吁全世界的煤只能还用20年~30年，按着这个说法，到上世纪90年代全世界就没有煤可烧了。

实际上，人类历史推进到21世纪，全世界的煤还是源源不断地供应着人类社会，不但没有减少，反而增加了。

石油、铁矿及各种有色金属、贵金属、稀土资源的新增储量也都在增长。

那么，究竟矿产资源能不能再生呢？矿产资源是怎样形成的？成矿活动当代，科技迅猛发展，人类可以在太空对地观测；宏观和微观分析仪器使人们的视野更扩大和深入；陆地深钻和海洋钻探能观测到地壳深部的地质作用；潜水器和各种探测器可以下到海洋最深处观察和取样；各种尖端测试手段提供精确的分析数据和资料。

近些年来，人类已经直接观察到许多正在进行中的地质作用和成矿作用。

实际上，20世纪70年代有些人已经直接观察到了正在进行中的成矿活动及丰富的矿床。

但是迫于矿产资源是不可再生的理论束缚不敢提出矿产资源正在形成。

近些年出版的现代成矿作用的专著中也提到“再生矿床”，但是又自相矛盾地在自己的书上强调“矿产资源是有限的，不可再生的”。

这就说明矿产资源不可再生的观念严重地束缚着有些科学家及人们的思想。

让我们回到大自然，看看现在正在进行中的地质作用和成矿作用。

人类早在6000年以前开始利用砂金，19世纪以前，砂金曾是金的主要来源。

但是，人们从未想过砂金矿采完了还可以再生。

微生物在矿物开采中的应用

微生物在矿物开采中的应用近年来，随着科学技术的不断进步，微生物在各个领域的应用也越来越广泛。

其中之一就是在矿物开采中的应用。

微生物在矿物开采中发挥着重要的作用，不仅可以提高矿物的开采效率，还可以减少环境污染以及资源浪费。

本文将从微生物的三个方面探讨其在矿物开采中的应用：微生物的自然界分布、微生物的作用机制以及微生物的应用案例。

一、微生物的自然界分布微生物是一类微小的生物体，在自然界中广泛分布。

它们可以存在于土壤、水体、空气等各种环境中。

在矿物开采中，微生物主要存在于矿石表面以及附近的水体中。

这些微生物包括细菌、真菌、藻类等，在不同的环境条件下，它们会表现出不同的特性和功能。

二、微生物的作用机制微生物在矿物开采中起到的作用主要有生物矿化、生物浸取和生物还原等。

首先是生物矿化，微生物通过产生特定的有机酸和抗氧化酶等物质，使得矿石表面产生溶解和析出反应，从而促进金属矿物的沉淀和结晶。

其次是生物浸取，微生物可以利用其代谢产物对金属矿物进行氧化或溶解，使其转化为可溶性离子，从而提高金属矿物的浸取率。

最后是生物还原，微生物可以通过代谢过程将金属氧化物还原为金属离子或纳米颗粒，从而提高金属的还原率。

三、微生物的应用案例微生物在矿物开采中的应用已经有了一些成功的案例。

例如，菌堆浸出法是目前较为常用的一种微生物浸出金属的方法。

该方法通过微生物对含有金属矿物的原料进行浸出处理，利用微生物的代谢活动将金属溶解为溶液，然后通过沉淀和结晶等工艺将金属离子沉淀为纯金属。

另外，还有微生物治理酸性矿山的成功案例。

通过引入生物浸出的方式，可以降低矿山中的酸浸出物含量，减少对周围环境的污染。

综上所述，微生物在矿物开采中的应用具有重要的意义。

通过了解微生物的自然界分布和作用机制，可以更好地利用微生物来提高矿物的开采效率，减少资源的浪费。

因此，未来的研究和应用将进一步推动微生物在矿物开采领域的发展，为可持续的资源利用提供了新的途径。

细菌冶金方兴未艾

细菌冶金方兴未艾无论是在天空、海洋还是在陆地上，到处都有细菌在活动。

一提到细菌，人们往往会想到那些危害人类健康的细菌，如霍乱菌、结核菌……，然而并不是所有的细菌都是坏东西，有不少细菌还是人类的好朋友呢如酵母菌能为我们酿出美味的葡萄酒，能发酵做出松软的大馒头。

有的细菌能将石油变为蛋白质，将空气变为氮肥，真有“点石为金，变废为宝”的神通呢由于细菌具有这种特殊的功能，它已成为人类用来战胜疾病、征服自然的工具，人们还利用细菌“吃”金属的本领，开创了从矿石中提取金属的新工艺。

体积小到肉眼看不见的细菌，竟能大规模地从矿石中采集出各种有用金属。

这不能不令人惊叹不已。

能“吃”铁的细菌最早发现于１９０５年，德国的德里斯顿的大量自来水管被阻塞了，拆修时发现管内沉积了大量铁末。

科学家在显微镜下从铁末中找到了一种微小的细菌，这种细菌能分解铁化合物，并把分解出来的铁质“吃下去”。

这些自来水管中的铁细菌，因“吃”了水中铁的化合物，“暴食”而死，铁末沉积在管内。

在毛里塔尼亚，人们发现深水潜水泵中的零件表面坑坑洼洼的，好象被什么东西咬过似的，后来，经化验才知道，这里的水中生长着一种“吃”铁的细菌，它们一见钢铁做的潜水泵下水，就蜂拥而上，抢吃起来。

科学家们还发现有一种能“吃”硫的细菌。

它们生活在矿井的水中，专靠“吃”金属化合物中的硫而生存。

这种细菌叫做“氧化铁杆菌”。

由于“吃”铁的细菌和“吃”硫的细菌的发现，引起了各国冶金学家的极大兴趣。

它们设想在矿山大量繁殖能“吃”金属的细菌，通过细菌直接来提炼各种金属，这样就比从矿石中冶炼金属方便多了。

于是一门新兴的技术细菌冶金便产生了。

细菌冶金具有以下几个优点：一、可以充分利用资源。

一些不值得开采的贫矿、尾矿、外表矿、废矿和某些难采或常规处理很不经济的富矿等，它都可以大显神通。

二、技术效果好。

一般低品味的黄铜矿，如用酸浸只能浸出１０％左右的铜，而加入细菌后，铜的浸出率可提高到３０％～４０％，俄罗斯过去用氰化钠处理含砷的金精矿，浸出率仅为１０％～２０％，而且细菌除砷后再用氰化钠处理，金浸出率提高到８０％～９０％。

矿山开采微生物与酶法处理金矿尾矿培训

展望
未来，该技术有望与其他先进技术相结合，进一步提高处理效果，为矿山开采和环境保护提供有力支持。
04
金矿尾矿处理的其他方法
物理法
物理法是一种利用物理手段处理金矿尾矿的方法，主要包括重选、浮选和磁选等。这些方法通过利用不同矿物间物理性质的差异，将有价值的矿物与尾矿分离，实现资源的回收利用。
化学法
化学法是通过化学反应将金矿尾矿中的有价组分转化为可提取的形态，从而实现资源的回收利用。化学法主要包括酸浸、碱浸、氧化还原等。
酸浸是利用酸与矿物中的成分发生化学反应，溶解矿物中的有价组分，然后通过提取液的回收实现资源的提取。在金矿尾矿中，酸浸常用于回收金、银等贵金属。
碱浸是利用碱与矿物中的成分发生化学反应，溶解矿物中的有价组分，然后通过提取液的回收实现资源的提取。在金矿尾矿中，碱浸常用于回收铜、锌等有色金属。
矿山开采微生物与酶法处理金矿尾矿培训
汇报人：可编辑 2023-12-31
目录
• 矿山开采微生物概述 • 酶法处理金矿尾矿技术 • 矿山开采微生物与酶法处理金矿尾矿的联合应用 • 金矿尾矿处理的其他方法 • 培训总结与展望
01
矿山开采微生物概述
矿山开采微生物的定义与分类
定义
矿山开采微生物是指那些在矿山环境中生长、能够利用矿物资源进行代谢活动的微生物。
03
矿山开采微生物与酶法处理金矿尾矿的联合应用
联合应用优势与效果
高效环保
降低成本
微生物与酶法处理金矿尾矿，可有效降低尾矿中重金属含量，减少环境污染。
微生物与酶法处理技术成熟，操作简便，可降低处理成本。
节约资源
通过微生物与酶法处理，可从尾矿中提取有价值的金属，实现资源的有效利用。

微生物在采矿及石油开采中的应用分析1栗明林

微生物在采矿及石油开采中的应用分析1栗明林发布时间：2021-08-18T06:27:32.755Z 来源：《防护工程》2021年13期作者： 1栗明林 2张智江[导读] 随着生物技术的发展,微生物在采矿工业及石油开采中作用也十分显著。

微生物采矿技术主要有细菌浸出法和金属富集生物技术,生物学家已经将基因工程技术应用到采矿工业,以提高微生物的效能,并使它们能在更多种类的矿产上发挥其功效。

1身份证号码：37083019910503****2身份证号码：61052319890724****摘要：在我国科技不断发展，各领域技术水平逐渐提高的今天，新兴生物技术不断出现,采矿工业的有关人员以及生物学家已经开始考虑对某些在金属回收工艺中有重要作用的微生物采用基因操作的方法,以便提高这些微生物的效能,并使它们能在更多种类的底物上行使其功能。

关键词：微生物；采矿；石油开采引言随着生物技术的发展,微生物在采矿工业及石油开采中作用也十分显著。

石油开采中有许多生物技术,最主要的是微生物勘探技术和微生物采油技术。

1.微生物采油技术原理原油中含有大量的饱和烃、芳香烃、胶质与沥青质，采油用微生物将烃类作为碳源，通过注入井灌注的营养液实现微生物的增殖，同时实现了烃类内代谢酶的有效利用，同时，在其代谢循环过程中，会产生一系列的氢气及二氧化碳，这些产物会提高地层压力，同时降低黏稠度，有效提高了原油的流动性，代谢生成的有机物可以改变油藏内岩石湿润性，大幅度降低原油界面张力，对油层表面岩石具备脱膜的功能，有利于提高石油的采收率。

通过对微生物内酸类物质的应用，可以加快岩石内盐分的溶解，真正提高了岩石孔隙度，实现了渗透率的提高，适应了现阶段石油开采工作的要求。

2.微生物在采矿中的应用2.1细菌从矿石中溶解(沥滤)金属有两种方法:间接法与直接法。

微生物技术在稀有金属回收中的应用

微生物技术在稀有金属回收中的应用随着现代工业的迅猛发展，资源的需求量越来越大，其中包括了一些稀有金属，这些金属可以用于各种电子产品、新能源开发等方面。

然而，稀有金属的采掘和回收一直是一个难题，一些常规的采掘和回收方式对环境造成了严重的污染和破坏，同时造成了对资源的浪费。

微生物技术作为一种新型的、环保的稀有金属回收技术逐渐受到了广泛重视，由于其绿色、经济、高效、可控等一系列独特性，而在现代工业生产中得到广泛的应用。

一、微生物能够吸收金属，从而实现稀有金属回收微生物是一类生长在土壤、水体、自然界中、细菌、藻类、真菌等微小单细胞或多细胞生物，微生物在普通环境和自然界中就会吸收大量矿物质、营养元素和金属，其中包括稀有金属。

微生物能够将金属吸附到其表面，将其稳定于细胞外或细胞内，并将其还原为离子状态，从而实现了稀有金属的回收。

二、微生物技术在金属回收中的主要应用领域1. 废水处理中稀有金属的回收在半导体、钛金属和其他相关工业中产生的废水中，往往含有大量的稀有金属离子，这些金属离子如果直接排放到环境中，会对环境造成严重污染，甚至会危及水生态系统的健康。

微生物技术可以有效地实现稀有金属的回收和废水的净化。

2. 电子废料中稀有金属的回收电子废物中含有大量的稀有金属，微生物技术可以在短时间内使电子废料中稀有金属得到高效回收。

其中一般采用的就是微生物菌剂进行处理。

3. 井岗山伴生稀有金属和稀土元素中的稀有金属回收井岗山伴生稀有金属和稀土元素是我国的宝藏，其中含有大量的稀有金属离子。

使用微生物技术进行回收显然是一种非常合适的选择。

因此，微生物技术在废水处理、铜、金、铁、锌、铝、镍等矿物中稀有金属回收与利用以及稀土元素的回收等领域中都得到了广泛应用。

三、微生物技术的优势和潜力1. 具有环保优势微生物技术利用生物学的优势，实现对废水、废料等产生环保的净化作用。

2. 具有安全性微生物技术可以在自然条件下进行，避免了其他传统工艺可能造成的安全隐患。

金属矿微生物浸出开采

金属矿微生物浸出开采1、简介：某些微生物及其代谢产物，能对金属矿物产生氧化、还原、溶解、吸附、吸收等作用，使矿石中的不溶性金属矿物变为可溶性盐类，转入水溶液中，为进一步提取这些金属创造条件。

微生物浸出开采就是利用微生物的这一生物化学特性对金属矿进行开采。

微生物矿浸是生物工程、冶金工程与采矿工程相结合的一门新型技术，是近几十年迅速发展起来的一种新的采矿方法。

近20年来，微生物浸矿的研究工作非常活跃，国内外对浸矿微生物选育、驯化、改良，微生物浸矿机理，微生物浸矿工艺技术等方面进行了深入的研究，取得了十分可喜的成果，大大促进了微生物浸矿技术的发展。

浸矿微生物：据报道可用于浸矿的微生物的细菌有几十种，按他们最佳的生长温度可分为：中温菌（mesophile），中等嗜热菌（moderate thermophile）与高温菌（thermophile）。

中等嗜热菌2、特点：1）微生物浸矿是一种集采矿、选矿、冶金于一体的新的采矿理论和采矿方法，具有成本低，投资少，能耗低，污染小，可重复利用的特点，是未来采矿冶金行业发展的理想方向之一。

2）微生物浸矿主要针对贫矿，含矿废石，复杂难选的金属矿等。

常规冶金技术在这类矿物加工过程中，成本高，污染大，使用微生物浸矿技术，通俗的讲就是用含细菌的菌液进行浸泡，它们以矿石为食，通过氧化获取能量，这些矿石由于被氧化，从不溶于水变成可溶，人们就能够从溶液中提取出矿物。

3）目前，微生物浸矿仍处于发展之中，微生物与采矿结合还有自身的一些局限性，如反应速度慢、细菌对环境的适应性差，超出了一定的温度、PH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。

3、微生物浸矿的工业应用范围微生物浸矿应用范围较广，主要处理一下几种金属矿产资源：1)用传统方法不易分离的混合精矿2）因为存在某些有害的物理化学因素，如含砷、有机碳、锑、包裹金、微细粒金等金矿，用传统化学方法提取浸出率低，或生产成本高，而用微生物浸出法十分有利3）通过降低精矿品位可以提高实收率的某些精矿4）大量贫矿、表外矿、尾矿、废弃矿山积存的矿石、露天剥离尚含有极低有用组分的废石5）小而分散的矿山，地处边远，集中处理运费搞，就地进行微生物浸出则较为合理4、微生物浸出采矿方法微生物浸出的工艺方法基本上与溶浸采矿工艺相同。

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吃金属的微生物与微生物采矿
在本世纪初的时候，在一件奇特的事情引起了科学家们的注意；在美国和墨西哥的已经开采完并被水淹没的旧铜矿中，分别发现了大量的铜！它们是从哪里来的呢。

是被人放进去的还是自己跑进去的？全不可能啊！于是科学家们猜想可能是废矿渣中残留的铜在某种因素的影响下跑了出来。

经过进一步的观察和研究发现，这些铜确实来自于旧矿渣，而把它们从旧矿渣中请来的也不是别人，正是一类对铜有着特别喜好的嗜金属细菌。

这些细菌在矿井中残存的含铜硫化物表面生长繁殖，以金属铜为食帮助自身的代谢，同时促使铜从含铜的硫化物中游离出来，富集到一起，便导演了使废矿“死而复生”的奇迹。

以上这一发现可帮了冶金业的大忙。

科学家们也由此认为，细菌是可以帮助人们进行采矿和提炼金属，并把着眼点集中于比铜值钱得多的金等稀有贵重金属上。

把含有金属硫化物的废矿渣浸泡在含有嗜金属细菌的水中，就可以达到提炼金属的目的。

到那儿去找含有细菌的水呢？其实利用废矿井中的污水就可以了。

废水＋废渣＝贵重金属，这就是细菌采矿的巨大优越性。

也解决了人们多年来末解决的矿渣再提炼的难题。

在金属的采炼过程中，总会留下大量的矿渣，经检验证明，这些矿渣仍含有多种贵重的稀有金属。

但由于含量太低，提炼起来比较困难，且成本太高，有点得不偿失，但扔掉又实在太可惜了。

因此往往造成矿井和选矿厂矿渣堆积如山的被动局面。

现在，细菌们披挂上阵，利用小巧的身躯随水钻进岩石和矿渣的每一个微小缝隙中，把躲藏在其中的金属元素一一请出，完成了人类办不到的艰难工作，把矿渣变成了聚宝分。

事实上，利用细菌可以把采矿和金属提炼一步完成，一下子就可以从细菌液浸提物中收集到纯度比较高的金属。

由于细菌在采集、提炼金属方面特殊功效的发现，导致了一种新兴的冶金工业——生物冶金业的发展。

利用微生物发酵工程，人工制取大量细菌浸提剂，用它来喷淋堆放在浸提池中的矿石，溶解矿石中的有用成分，然后从收集的浸提液中分离，浓缩和提纯有用的金属。

这种方法也称为湿法冶金技术。

利用这一技术，可以撮包括金、银、铜、铀、锰、钼、锌、钴、钪等在内的十几种贵重金属和稀有金属。

其中最有诱惑力的要数细菌采金了。

黄金是十分贵重的金属，它的存量和产量水平，与一个国家的经济实力有着重要的联系，因此各个国家都十分重视黄金资源的开发。

尽管黄金在世界上分布很广，几乎到处都是，但绝大部分地区含量是很低的。

用化学方法提炼黄金成本高，因此只有相对富金的矿才有开采价值。

现在把嗜金细菌请出来，情况就大不一样了。

这些栖息于自然界中的嗜金细菌，可以将分散的金属微粒乃至单独的金原子聚集起来，从而形成天然的黄金矿床。

据说，我国的科学家已经分离出一些具有强烈聚金能力的微生物，聚金能力达到５０％－６０％，最高可达８０％－９０％以上。

有人研究得出，聚金细菌体表存在一种特殊的蛋白质，它要利用金原子进行代谢，所以把金原子聚集在自己的体表，甚至吸收进细胞内，形成金结晶核，并逐渐增生、扩大、相互连接，最后形成肉眼可见了的砂金。

据报道，已经有人进行了这样的尝试，即利用这类微生物培养液在含金矿石中聚集黄金微粒。

此外，微生物在金矿的探测上也可以发挥它的奇效。

某些芽孢杆菌，如蜡样芽孢杆菌，与黄金有着不解之缘。

它们凭着对黄金的特殊敏感，可以嗅出黄金的气味。

因此，人们可以根据这类细菌的分布、增殖数量、与黄金发生的特殊颜色反应等，作为探测黄金的依据。

人们甚至做成微生物探针，带到野外去用来标示黄金的潜在储量。

总之，微生物在黄金资源的
开发上大有可为。

生物冶金给冶金业带来了新的生机和希望。

科学家们对能够帮助人们采矿的微生物也进行了多方研究，在自然界中总共发现了２０多种这类细菌，最为常见的是硫化细菌，它毁容易找到，又容易繁殖，是高效的采矿能手。

此外，科学家们也在借助于基因工程、细胞融合技术等构建新的“工程菌”来充当采矿工，从而使我们人类能够从大自然中获取更多的财富。

现在世界上已经有许多国家利用微生物进行冶金。

我国自七十年代也开始进行生物冶金的尝试，取得了不了成功的经验。

比如说安徽铜陵特区的铜官山矿和湖南水口山矿务局的柏坊矿都成功采用了这项技术，并创造了很高的经济效益。

相信在不久的将来，生物冶金就会风靡全球，为我们人类创造巨大的财富。