ch5-细菌浸矿

16世纪，匈牙利人从矿坑水中回收铜。
1953年，葡萄牙的“镭公司”应用细菌浸 出铀矿石。 19世纪60年代初，中国微生物研究所、核 工业北京化冶院和711矿联合开展了含铀贫 矿细菌浸出试验 。

2 细菌的生物化学特性

浸矿细菌是一种特殊的微生物。用于工
业生产的浸矿细菌主要有：氧化硫硫杆菌、聚 生硫杆菌、氧化铁硫杆菌、氧化铁杆菌和氧化 硫杆菌等。一般在pH=2～4，温度30～35℃条 件下生长良好、繁殖速度快。对于铜和铀浸出 工艺最有价值的为氧化铁硫杆菌，能氧化金属
3 细菌浸铀（矿）的基本原理

自20世纪50年代发现浸矿微生物以来，经 过许多人的研究和试验，人们已基本掌握了微 生物浸出过程的规律和作用原理，细菌浸矿的 机理主要有直接作用、间接作用以及复合作用 三种理论。也有学者提出了破硫膜作用学说。
Hale Waihona Puke Baidu

直接作用理论：
指不依赖于Fe3+的触媒作用，细菌的细
胞和金属硫化矿固体之间直接紧密接触，


复合作用理论： 是指在细菌浸出过程中，既有细菌直接作用， 又有通过Fe3+氧化的间接作用，有时以直接作用 为主，有时则以间接作用为主。这是至今为止绝 大多数学者所赞同的观点。 破硫膜作用： 有的学者认为，在浸矿过程中，矿块表面覆 盖着硫的薄膜，阻碍了溶浸液与矿块表面的直接 作用，若有细菌存在，可以将硫薄膜氧化或破坏， 使金属得以继续浸出。
第五章 细菌浸矿



1 概述 2 细菌的生物化学特性 3 细菌浸铀（矿）的基本原理 4 微生物培养基 5 菌种的保藏 6 细菌的驯化培养 7 细菌浸出的影响因素
概

述
利用细菌的生物化学作用进行铀（矿）的 浸出，叫做细菌浸铀（矿），又称细菌冶金、 微生物浸矿等。细菌浸矿是用浸矿微生物将矿 石或精矿中有用组份有选择地转化为可溶化合 物，实现有用组份与杂质的分离，达到回收有 用金属的目的。
7 细菌浸出的影响因素

1 矿石的性质：矿石的透气性，物理化学性质 2 矿石的粒度：矿石粒度越细，对浸矿越有利
3 温度：温度太高或太低都不利
4 pH值：细菌氧化Fe2+最适pH为1.5~2.5 5 培养基成分：影响细菌生长繁殖速度


6 通气量：充分供气是很重要
7 铁离子：Fe3+是金属矿物的氧化剂 8 光线 ：微生物对紫外线很敏感 9 氨离子浓度：氨离子是细菌生长所必需的 10其他影响因素。



③固体培养基：在液体培养基中加入1~2%琼脂或者 5~12%明胶，可制成固体培养基 。
5 菌种的保藏

活性优良菌种应及时进行保藏，菌种的 保藏要达到不死亡、不变异两个要求。因 此，要达到这两点必须使菌种处于不活跃 状态。
长期保藏菌种的方法很多，但对浸矿菌 种来讲，采用砂土——黄铁矿保藏法和冰 冻干燥法较为有效。
6 细菌的驯化培养

细菌的驯化培养是指用某一特定因素长 期处理某微生物的群体，同时不断地对它们 进行接种传代，以达到逐步适应其环境→适 应环境→生长繁殖的目的。

例如，在装有一定体积培养基的三角 瓶中加入较低浓度的金属离子，然后接入 要驯化的细菌进行恒温培养，开始细菌不 适应，要较长时间才能生长，待细菌适应 并能正常生长后，再将它转移到会有更高 浓度金属离子的培养基中继续培养。以此 类推，叫做细菌驯化。
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，使金属溶解出来。

间接作用理论：
氧化硫硫杆菌、氧化铁铁杆菌等具有氧
化低价铁和元素硫生成高价铁和硫酸的能力，
利用这些细菌所生成的氧化产物硫酸高铁和硫
酸对沥青铀矿等主要铀矿物进行溶解和氧化。
Fe2（SO4）3能将不溶于水的四价铀氧化成溶于
水的六价铀，从而达到浸出的目的。
4 微生物培养基

培养基是指用人工方法配制的专供微生物生长繁殖 的营养混合物。用于细菌浸矿的主要微生物培养基有 以下三种：
①液体培养基：是指营养物质以溶质状态溶解于液 体中，使微生物能更充分地接触和利用养分，因而也 能更好地积累代谢产物。 ②半固体培养基：在液体培养基中加入0.2%的琼脂 作凝固剂，就可得到半固体培养基。
硫化物、硫酸亚铁、硫代硫酸盐以及元素硫。

氧化硫硫杆菌为化能自氧菌，它把元
素硫氧化生成硫酸，利用这一反应生成的 能量作为其生活能源，以CO2和氨为原料合 成菌体进行繁殖；氧化铁硫杆菌和氧化铁 杆菌，以Fe3+作为能源在含有矿物盐类强酸 性介质中生长。
浸矿细菌的种类和特性




①氧化亚铁硫杆菌： 该菌在含亚铁的培养基中能将亚铁氧化成高铁。生长条件： pH值1.5~3.5（2.0最佳）。温度16—40℃（30—35℃最佳） ②氧化硫硫杆菌： 该菌的亚铁培养基保持清澈生长条件：pH=1.4~6.0能生 长，但最佳值为pH=2.5~5.8，最适温度为25~30℃。 ③排硫硫杆菌： 该菌靠氧化硫代硫酸盐成硫酸盐获得能量：Na2S2O3 生存条件：pH=4.5~7.8能生长，最佳pH=6.6~7.2，最适 温度：28℃。 ④蚀阴沟硫杆菌： 该菌与氧化硫硫杆菌相类似，但它可以利用硝酸盐或氨离 子作氮源，不能利用亚硝酸盐。