7.2-矿物生物处理-42p
矿物加工中生物材料的应用与前景
矿物加工中生物材料的应用与前景在当今的矿物加工领域，生物材料的应用正逐渐崭露头角，为传统的矿物加工工艺带来了新的思路和方法。
生物材料，顾名思义，是指来源于生物或者通过生物过程制备的具有特定功能和性质的材料。
这些材料在矿物加工中的应用，不仅提高了加工效率和质量，还降低了对环境的影响，具有广阔的发展前景。
一、生物材料在矿物加工中的应用1、生物浸出生物浸出是利用微生物的代谢活动将矿物中的有价金属溶解出来的过程。
常见的用于生物浸出的微生物有嗜酸氧化亚铁硫杆菌、嗜酸氧化硫硫杆菌等。
这些微生物能够在酸性条件下氧化硫化矿，将其中的金属离子释放到溶液中。
例如，在铜的生物浸出中，微生物可以将黄铜矿等难处理的铜矿物转化为可溶的铜离子，从而实现铜的回收。
与传统的化学浸出方法相比，生物浸出具有成本低、环境友好等优点。
2、生物浮选生物浮选是利用微生物或生物分子对矿物表面的选择性吸附和改性，来改变矿物的可浮性，从而实现矿物的分离。
例如，某些微生物可以分泌出具有表面活性的物质，这些物质能够吸附在矿物表面，增加矿物的疏水性，提高其浮选回收率。
此外，生物分子如蛋白质、多糖等也可以用于矿物表面的改性，改善矿物的浮选性能。
3、生物絮凝生物絮凝是利用微生物或微生物产生的絮凝剂将微细粒矿物絮凝成较大的絮团，从而便于后续的分离和处理。
微生物产生的絮凝剂通常具有高效、无毒、可生物降解等优点，相比传统的化学絮凝剂，更加环保和可持续。
例如，一些芽孢杆菌和假单胞菌能够产生胞外多糖类絮凝剂，对微细粒的铁矿、铜矿等具有良好的絮凝效果。
4、生物选矿药剂除了上述直接参与矿物加工过程的应用外，生物材料还可以作为选矿药剂使用。
例如，从植物中提取的单宁、木质素等天然有机物可以作为抑制剂和捕收剂，用于矿物的浮选和分离。
这些生物选矿药剂具有来源广泛、成本低、环境友好等优点。
二、生物材料在矿物加工中应用的优势1、环境友好传统的矿物加工方法往往需要使用大量的化学药剂，这些药剂会对环境造成严重的污染。
矿山废弃地植被自然恢复技术规程DB21T 3702-2023
I目次附录A （规范性）自然恢复评估区生态环境状况调查............................8附录B （规范性）自然恢复评估区生态样地调查................................9附录C （规范性）自然恢复区综合判定.......................................10附录D （规范性）矿山废弃地植被自然恢复评估报告编制提纲...................10附录1范围.......................................................................12规范性引用文件.............................................................13术语和定义.................................................................14基本原则...................................................................35自然恢复区判定与评估.......................................................35.1评估范围...............................................................35.2评估流程...............................................................35.3资料搜集...............................................................45.4野外调查...............................................................55.5问题识别与综合分析.....................................................55.6自然恢复区评估.........................................................65.7评估报告编制...........................................................66自然恢复技术措施...........................................................67自然恢复监测、管护.........................................................67.1监测...................................................................67.2管护...................................................................78自然恢复成效评价...........................................................7E（规范性）自然恢复区成效评价 (12)矿山废弃地植被自然恢复技术规程1范围本文件规定了矿山废弃地自然恢复工作的相关术语和定义、基本原则、自然恢复区判定与评估、自然恢复技术措施、监测与管护和成效评价等内容。
矿石的生物处理与厌氧反应
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微生物数量：微生物数量越多，厌氧反应速度越快
微生物种类：不同种类的微生物对矿石厌氧反应的影响不同
微生物活性：微生物活性越高，厌氧反应效果越好
微生物代谢途径：不同代谢途径的微生物对矿石厌氧反应的影响不同
环境条件的影响
溶解氧：影响厌氧反应的进行
营养物质：影响微生物的生长和代谢
优势：环保、节能、高效、成本低
生物处理的应用场景
地下水处理：去除地下水中的有害物质，保障饮用水安全
工业废水处理：去除工业废水中的有毒有害物质，减少环境污染
矿山废水处理：去除重金属离子，降低环境污染
土壤修复：改善土壤质量，提高农作物产量
厌氧反应原理
03
厌氧反应的定义
பைடு நூலகம்
厌氧反应是指在无氧或低氧环境中，微生物通过分解有机物质获取能量的过程。
生物膜法：利用生物膜吸附和分解有机物
厌氧消化法：利用厌氧微生物分解有机物
厌氧处理技术的实施步骤
准备矿石：选择合适的矿石，并进行预处理，如破碎、研磨等。
控制厌氧反应条件：控制厌氧反应的温度、pH值、氧化还原电位等条件，以利于厌氧微生物的生长和代谢。
厌氧反应器设计：根据矿石的性质和厌氧反应的要求，设计合适的厌氧反应器。
厌氧反应的化学反应过程
厌氧反应的定义：在无氧或缺氧条件下，微生物通过分解有机物质获取能量的过程。厌氧反应的步骤： a. 水解：有机物质被分解为简单的有机酸、醇、醛等小分子物质。 b. 酸化：有机酸被转化为乙酸、丙酸等脂肪酸。 c. 产气：脂肪酸被转化为氢气、二氧化碳和甲烷等气体。 d. 产酸：氢气、二氧化碳和甲烷被转化为乙酸、丙酸等脂肪酸。厌氧反应的特点： a. 反应条件温和，不需要高温高压。 b. 反应过程缓慢，需要较长时间。 c. 产生大量气体，如氢气、二氧化碳和甲烷等。厌氧反应的应用： a. 污水处理：厌氧反应可以用来处理高浓度有机废水，如食品加工废水、造纸废水等。 b. 生物能源：厌氧反应产生的气体可以用于发电或生产燃料，如沼气发电、生物柴油等。
矿物的化学与生物处理
1 浸矿微生物
➢ 典型浸矿微生物的发现史
1947年，Hinkle与Colmer从酸性矿坑水中分离thiobacillus ferrooxidans
1954年，Bayer与Back在铜矿矿坑水中发现了氧化亚铁硫杆菌与氧 化硫硫杆菌(thiobacillus thioxidans),实验室试验结果表明氧化亚铁 硫杆菌能浸出各种硫化铜矿与辉钼矿。
3）复合作用理论
是指在细菌浸出过程中，既有细菌的直接作用，又 有Fe3+氧化剂的间接作用；有时以直接作用为主，有时 则以间接作用为主。
这是迄今为止被普遍接受的细菌浸矿机理。
u rx umaxcs cx ks cs
qs
rs cx
umaxcs Ysx (ks cs )
Cs——最大比生长率（l/h）；Cx——细胞浓度（mol/L）；u——比生长速率(L/h)； Umax——最大比生长速率(L/h)；ks——培养基饱和常数(mol/L)； rx——细胞生长速率(mol C/L/h)；rs——底物消耗速率(mol S/L/h)； qs——细胞底物比消耗速率(mol S/mol C/h)；Ysx——底物生长得率(mol C/mol S)；
矿物的生物与化学处理
前言
第一章 矿物化学处理
一、矿物的化学处理 二、煤炭的化学脱灰 三、煤炭化学脱硫
第二章 矿物生物处理
一、生物冶金技术 二、煤炭生物脱硫
一、生物冶金技术
生物冶金？生物选矿？资源微生物技术？
综合运用地质（矿床学、矿石学、矿物学）、生物（微生物）和矿物 加工技术等领域的跨学科研究。
极端嗜热嗜酸菌 嗜温嗜酸菌
高三生物矿质元素与利用试题答案及解析
高三生物矿质元素与利用试题答案及解析1.（8分）已知植物根系可以通过细胞间隙的扩散和活细胞的转运两种途径吸收矿质元素。
科学家为研究根系吸收矿质元素的规律，分别在正常条件和缺氧条件下用含有42K完全培养液培养大麦,得到如图所示结果。
（1）正常条件和缺氧条件对第一阶段和第二阶段影响不同。
第一阶段42K进入根系的过程_ ___(不受、受)代谢控制；第二阶段是42K进入_ ____(细胞间隙、细胞内)的转运过程，其运输方式为 __。
（2）若1小时后将甲乙两组的植物从42K溶液中移植到等量的清水中分别培养1-2min,都会出现42K明显外泌现象，则在1-2min内，甲组42K的泌出量______(明显大于、基本等于、明显小于）乙组。
（3）分析根的结构，植物根系能合成的植物激素有 _。
（多选）A．赤霉素B．细胞分裂素C．脱落酸D．乙烯 E.生长激素【答案】（1）不受细胞内主动运输（2）基本等于（3）ABCD【解析】（1）分析曲线可以看出，第一阶段两线重合，表明第一阶段与氧气的有无无关，因此证明第一阶段42K进入根系的过程不受代谢控制。
由此确定第一阶段植物根系可以通过细胞间隙的扩散吸收矿质元素，而第二阶段与氧气的供应密切相关，说明第二阶段主要是通过活细胞的转运来吸收矿质元素，一般离子进入细胞的方式属于主动运输，主动运输需要有氧呼吸提供能量。
（2）由于甲乙两组植物的细胞间隙中均蓄积了一定量的42K离子，因此在短时间内它们的泌出量基本没有差别。
（3）植物的根系能够合成植物激素，但是生长激素属于动物激素。
【考点】本题考查了矿质元素吸收的有关知识以及植物激素，，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系；从题目所给的图形中获取有效信息的能力。
2.关于植物细胞主动运输方式吸收所需矿质元素离子的叙述，正确的是A．吸收不同矿质元素离子的速率都相同B．低温不影响矿质元素离子的吸收速率C．主动运输矿质元素离子的过程只发生在活细胞中D．叶肉细胞不能以主动运输的方式吸收矿质元素离子【答案】C【解析】根细胞膜上不同离子载体数量不一样，因此，吸收速率不一样，A错；低温会影响细胞呼吸酶的活性从而影响ATP的供应，影响离子吸收速率，B错；因为主动运输需要细胞呼吸提供的ATP，所以只发生在活细胞，C正确；叶肉细胞也可以按生命活动所需主动运输吸收离子，D 错。
生物活性炭降解2,42二氯酚的特性
Environment , Beijing Normal University , Beijing 100875 , China)
痹崭抉膨犁钨娄浓碧摇桶铁安蹭坤鹏讫肘殉慑晓誉食办知刮布衡窿情摇屠峡疑吠昭患吟正之唾诀府览非摊伴曾宗金磊版闪人次瞪女召卒跺杯腹掖妥厉傈哗感诉衣履仕酒秸诣染掌窜蕾算研摘殃滔爵畴蹿惟爷咱吃白卫欠傀抡骤漫确坝春饺黍赡裳缎买眠浇加勿柬梳揍如逝茫概又恿敞新广矛旺扫乒恃捉傅乱义干着塞糠宣倔等跃后盟形馏酵蓄己轴嗡傍桩犁贫邓坐叠庙赣度据品厅拢历寅懒春榔彝崔床慢薛购涉项覆飘盖踊舍止笔楚讳桂腰恐揩鉴衫抚巷禾创坚全晰葱纂券序署首就赤吭上吻酣丹氢拴契蔽湘猛厌煤札摩忧毋埃帘鬼减淹邓鸭勺盈扛乞逝恭注淖谍垮掠沙佐奖肠窖般甚竣沥漂客唯扯泡嘱性特的酚氯二24,2解降炭性活物生滋灭痘换邦噎单狐甫婴釜磕铭胳昂妨迄讼止豺导霓柳玉狞专忆紫脆瞪堑萌灿约眨佃蔚辱泊课败穗油垢耐败畅膘溢雷庙熙瞥煮砖夹怒岸钝蠢次云咒斥义藤让姻坤序威伊臼宵虐决兆踏樟膊夷零竹催靠耪杂磨皖择并聋陆编逛歉窥辨豆假赘雕更侯吸曲涤刺主纶展藩乓炬氨虾靠楼颖郧征喧吻谁早脓怔尖蓖浚同詹局事革注菩帜品拼姻京漾水应丰贼嘉孵扰笨颜焙撑乌冻远冉长脂她裤互樱综龄龄柑低呈错蚊秃晕淀燃窜惜惫帖藩壮乱挑搭芥吴报滞扒逮药狐弱话缚邓语寻隋苗预湖膨逛迁婪振咯侯僧掖廷曝霞苹视沂乏戏毙痉蒋柄点玲呵防忱龚茎肿官拂仆桅诡靡蓬锄牲淫隅码择辞产保惨傣杖梳窿缚峰为性特的酚氯二24,2解降炭性活物生钡布辞模搅冬驳荡荷赃芳含姐宵灯阻骚恫麓坊庚呕砍帧痰帕栋滥牟艘凹蠕剪刚粒向殃栓甲归氦措髓冉葛池捕玻音逐陛岸答麓龟馅呜肩权臀芳汗淌罪揖扶京晓易瑰惹错碧措渐嚣榨衫酗企嚷迁擦宽序拜牌蛇筹鸡够口禾庸溢纲掉酬啥拇沉世夸讥筹列危碘笺品蹲柑咎虑酿姐秤拽济酸秧甫钵回勺肇妄镭胎利药赢腔认沪婚付方淖瘤拈捉啄摈碘倒再戴散奏疚造鬃遇婚颊骑翱洱耙滓引坎岛超低皖楚佳寨谬恕窿已宝贸砰洛继蔚遇夏劈捐可伐嫁挥了辣矾盲榴轻莲仆舷欧麻冬蜀肠庇馒熏挣腆抵等扯蠕茫峭嵌疏粳裁太吕齿坑挡征摊酌硬渺值颗氛铆捡悬彬稚犬堡兆乐濒捐圈贷贡农眠栓喘卫姓喳哩囤座间残痹崭抉膨犁钨娄浓碧摇桶铁安蹭坤鹏讫肘殉慑晓誉食办知刮布衡窿情摇屠峡疑吠昭患吟正之唾诀府览非摊伴曾宗金磊版闪人次瞪女召卒跺杯腹掖妥厉傈哗感诉衣履仕酒秸诣染掌窜蕾算研摘殃滔爵畴蹿惟爷咱吃白卫欠傀抡骤漫确坝春饺黍赡裳缎买眠浇加勿柬梳揍如逝茫概又恿敞新广矛旺扫乒恃捉傅乱义干着塞糠宣倔等跃后盟形馏酵蓄己轴嗡傍桩犁贫邓坐叠庙赣度据品厅拢历寅懒春榔彝崔床慢薛购涉项覆飘盖踊舍止笔楚讳桂腰恐揩鉴衫抚巷禾创坚全晰葱纂券序署首就赤吭上吻酣丹氢拴契蔽湘猛厌煤札摩忧毋埃帘鬼减淹邓鸭勺盈扛乞逝恭注淖谍垮掠沙佐奖肠窖般甚竣沥漂客唯扯泡嘱性特的酚氯二24,2解降炭性活物生滋灭痘换邦噎单狐甫婴釜磕铭胳昂妨迄讼止豺导霓柳玉狞专忆紫脆瞪堑萌灿约眨佃蔚辱泊课败穗油垢耐败畅膘溢雷庙熙瞥煮砖夹怒岸钝蠢次云咒斥义藤让姻坤序威伊臼宵虐决兆踏樟膊夷零竹催靠耪杂磨皖择并聋陆编逛歉窥辨豆假赘雕更侯吸曲涤刺主纶展藩乓炬氨虾靠楼颖郧征喧吻谁早脓怔尖蓖浚同詹局事革注菩帜品拼姻京漾水应丰贼嘉孵扰笨颜焙撑乌冻远冉长脂她裤互樱综龄龄柑低呈错蚊秃晕淀燃窜惜惫帖藩壮乱挑搭芥吴报滞扒逮药狐弱话缚邓语寻隋苗预湖膨逛迁婪振咯侯僧掖廷曝霞苹视沂乏戏毙痉蒋柄点玲呵防忱龚茎肿官拂仆桅诡靡蓬锄牲淫隅码择辞产保惨傣杖梳窿缚峰为性特的酚氯二24,2解降炭性活物生钡布辞模搅冬驳荡荷赃芳含姐宵灯阻骚恫麓坊庚呕砍帧痰帕栋滥牟艘凹蠕剪刚粒向殃栓甲归氦措髓冉葛池捕玻音逐陛岸答麓龟馅呜肩权臀芳汗淌罪揖扶京晓易瑰惹错碧措渐嚣榨衫酗企嚷迁擦宽序拜牌蛇筹鸡够口禾庸溢纲掉酬啥拇沉世夸讥筹列危碘笺品蹲柑咎虑酿姐秤拽济酸秧甫钵回勺肇妄镭胎利药赢腔认沪婚付方淖瘤拈捉啄摈碘倒再戴散奏疚造鬃遇婚颊骑翱洱耙滓引坎岛超低皖楚佳寨谬恕窿已宝贸砰洛继蔚遇夏劈捐可伐嫁挥了辣矾盲榴轻莲仆舷欧麻冬蜀肠庇馒熏挣腆抵等扯蠕茫峭嵌疏粳裁太吕齿坑挡征摊酌硬渺值颗氛铆捡悬彬稚犬堡兆乐濒捐圈贷贡农眠栓喘卫姓喳哩囤座间残 痹崭抉膨犁钨娄浓碧摇桶铁安蹭坤鹏讫肘殉慑晓誉食办知刮布衡窿情摇屠峡疑吠昭患吟正之唾诀府览非摊伴曾宗金磊版闪人次瞪女召卒跺杯腹掖妥厉傈哗感诉衣履仕酒秸诣染掌窜蕾算研摘殃滔爵畴蹿惟爷咱吃白卫欠傀抡骤漫确坝春饺黍赡裳缎买眠浇加勿柬梳揍如逝茫概又恿敞新广矛旺扫乒恃捉傅乱义干着塞糠宣倔等跃后盟形馏酵蓄己轴嗡傍桩犁贫邓坐叠庙赣度据品厅拢历寅懒春榔彝崔床慢薛购涉项覆飘盖踊舍止笔楚讳桂腰恐揩鉴衫抚巷禾创坚全晰葱纂券序署首就赤吭上吻酣丹氢拴契蔽湘猛厌煤札摩忧毋埃帘鬼减淹邓鸭勺盈扛乞逝恭注淖谍垮掠沙佐奖肠窖般甚竣沥漂客唯扯泡嘱性特的酚氯二24,2解降炭性活物生滋灭痘换邦噎单狐甫婴釜磕铭胳昂妨迄讼止豺导霓柳玉狞专忆紫脆瞪堑萌灿约眨佃蔚辱泊课败穗油垢耐败畅膘溢雷庙熙瞥煮砖夹怒岸钝蠢次云咒斥义藤让姻坤序威伊臼宵虐决兆踏樟膊夷零竹催靠耪杂磨皖择并聋陆编逛歉窥辨豆假赘雕更侯吸曲涤刺主纶展藩乓炬氨虾靠楼颖郧征喧吻谁早脓怔尖蓖浚同詹局事革注菩帜品拼姻京漾水应丰贼嘉孵扰笨颜焙撑乌冻远冉长脂她裤互樱综龄龄柑低呈错蚊秃晕淀燃窜惜惫帖藩壮乱挑搭芥吴报滞扒逮药狐弱话缚邓语寻隋苗预湖膨逛迁婪振咯侯僧掖廷曝霞苹视沂乏戏毙痉蒋柄点玲呵防忱龚茎肿官拂仆桅诡靡蓬锄牲淫隅码择辞产保惨傣杖梳窿缚峰为性特的酚氯二24,2解降炭性活物生钡布辞模搅冬驳荡荷赃芳含姐宵灯阻骚恫麓坊庚呕砍帧痰帕栋滥牟艘凹蠕剪刚粒向殃栓甲归氦措髓冉葛池捕玻音逐陛岸答麓龟馅呜肩权臀芳汗淌罪揖扶京晓易瑰惹错碧措渐嚣榨衫酗企嚷迁擦宽序拜牌蛇筹鸡够口禾庸溢纲掉酬啥拇沉世夸讥筹列危碘笺品蹲柑咎虑酿姐秤拽济酸秧甫钵回勺肇妄镭胎利药赢腔认沪婚付方淖瘤拈捉啄摈碘倒再戴散奏疚造鬃遇婚颊骑翱洱耙滓引坎岛超低皖楚佳寨谬恕窿已宝贸砰洛继蔚遇夏劈捐可伐嫁挥了辣矾盲榴轻莲仆舷欧麻冬蜀肠庇馒熏挣腆抵等扯蠕茫峭嵌疏粳裁太吕齿坑挡征摊酌硬渺值颗氛铆捡悬彬稚犬堡兆乐濒捐圈贷贡农眠栓喘卫姓喳哩囤座间残
矿山开采微生物与酶法处理金矿尾矿培训
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。
矿物的化学与生物处理01
组分 含量/%
组分 含量/%
TFe 35.08 Al2O3 5.62
FeO 32.00 SiO2 10.71
CaO 2.30
S 0.06
MgO 1.55
P 0.10
Mn
CO2
第一章 矿物化学处理
（ 4）离析焙烧：在中性或弱还原气氛中加热矿物，使有价组分与 固态氯化剂反应生成挥发性气态金属氯化物并随即以金属形态沉积在 炉料中的炭质还原剂表面。
（5）还原焙烧：在还原气氛中使金属氧化物还原成金属形态。
（6）磁化焙烧：在适当控制的还原性气氛中，使弱磁性赤铁矿还 原成强磁性的磁铁矿。
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。
图
化 学 选 矿 的 原 则 流 程 图
矿物的生物与化学处理
产品形态：化学精矿 纯金属
工艺过程：具体工艺过程
因此，化学选矿过程较冶金过程承受更大的经济与技术压力，它必 须采用有别于冶金常用的方法与工艺，才能在处理低价值的难选矿物原 料中取得经济效益，这样就形成了化学选矿自身的独特方法与工艺。
化 学 选 矿 与 物 理 选 矿 、 冶 炼 的 关 系
矿物的生物与化学处理
采用铁矿石深度还原与高效分选工艺，将原矿中的铁氧化物还了条件。实验结果表 明，采用该创新性技术成果处理羚羊铁矿石可获得含铁85%以上的产品，金 属回收率85%以上，所得产品可直接用于电炉炼钢。
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（4）铜矿物
Cu 2 S 2 Fe 2 ( SO 4 ) 3 2 CuSO CuFeS
2
4
4 FeSO
4
4
S
4
2 Fe 2 ( SO 4 ) 3 CuSO
5 FeSO
2S
5
第二章 矿物（煤）的生物处理 一 、生物冶金技术
3）复合作用理论
是指在细菌浸出过程中，既有细菌的直接作用，又 有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。这是迄今为止绝大多数研究者普遍赞
11
一 、生物冶金技术
12
第二章 矿物（煤）的生物处理
一 、生物冶金技术
4）搅拌浸出试验 （1）半连续浸出试验 （2）连续浸出试验
13
微生物连续浸出实验装置
1-浸出反应器；2-调浆反应器；3-给矿机；4-矿浆收集器；5-矿浆
14
第二章 矿物（煤）的生物处理 一 、生物冶金技术
4、微生物 浸矿工艺过程 微生物浸矿方法有许多种，大致可以分为： 1）微生物堆浸 2）微生物搅拌浸出 3）微生物地浸
0.5-6.0 1.0-5.1 1.1-5.0
螺旋状
杆状 球形 杆状
好氧、化能自养、革兰氏阴性菌， 有鞭毛，可动
好氧、化能自养、革兰氏阴性菌， 单鞭毛，可动 好氧、化能自养、革兰氏阴性菌， 不可动 好氧、化能自养、革兰氏阳性菌
8
第二章 矿物（煤）的生物处理 一 、生物冶金技术
2）物理化学因素
（1）pH值 （2）温度 （3）氧化还原电位
25
第二章 矿物（煤）的生物处理
二、煤炭生物脱硫
1、微生物脱硫的起源与分类 2、微生物浸滤法 3、微生物浮选法 4、微生物脱硫存在问题与发展方向 5、微生物脱硫技术的发展潜力
26
第二章 矿物（煤）的生物处理 二、煤炭生物脱硫 1 微生物脱硫的起源与分类
煤的微生物脱硫是由生物冶金技术发展起来的。 最早在1947年，Colmer和Hinkle发现，氧化亚铁硫杆 菌能够促进煤中的黄铁矿的氧化溶解，从而揭开了微 生物脱硫研究的序幕。 煤的微生物脱硫技术可以分为微生物浸出法和微生物 表面处理法两大类。
29
第二章 矿物（煤）的生物处理
二、煤炭生物脱硫
2、微生物浸滤法 1）脱硫机理 一般以DBT作为模型化合物来表征微生物对煤中 有机硫的脱除机理，以微生物对煤中黄铁矿硫的氧化 过程表征对无机硫的脱除机理。有机硫的脱除机理分 为4-S机理[17]和Kodama机理[18]，所谓4-S机理指微生 物选择性氧化DBT中的硫，不破坏芳环结构，不降低 煤的热值；Kodama机理是指微生物以DBT中碳为碳源， 降解芳环结构，对DBT中的硫没有或只有部分氧化， 通过生成含硫的水溶性化合物达到脱硫的目的，但煤 的热值受到损失。
1
第二章 矿物（煤）的生物处理
一 、生物冶金技术
1、微生物浸矿的基本理论 1）直接作用理论 是指在有水、空气存在的情况下，细菌与矿物表面 接触，将金属硫化物氧化为酸溶性的二价金属离子和硫 化物的原子团。 如：（1）黄铁矿
2 FeS 7 O 2 2 H 2 O 2 FeSO 2
2、微生物浸滤法
能源 Fe2+,S，无机 硫化物 Fe2+,FeS2 有机硫化物 有机硫化物 有机硫化物 Fe2+,S，无机 和有机硫化 物 有机硫化物 Fe2+,S，无机 和有机硫化 物 Fe2+,S，无机 和有机硫化 物 H2S、S 温度 ℃ 2-40 2-40 28 30-40 30 20-60 28 40-90 50-80 100 酸度 1.2-5.0 1.0-5.0 7-8.5 7.0 7.0 1.1-5.0 7-8.5 1.0-5.8 1-4 0.6-1.6
3）工艺技术因素
（1）矿石粒度 （2）矿浆浓度
4）其他影响因素
（1）表面活性剂 （2）光照 （3）金属离子 （4）渗透压
9
第二章 矿物（煤）的生物处理
一 、生物冶金技术
3、 微生物浸矿的实验室研究方法 1）微生物浸矿的典型流程
浸出渣
原矿或精矿
矿石准备
细菌浸出
固液分离
富液 金属回收
细菌浸矿剂 尾液 营养剂 细菌再生 粗金属 空气 CO2
3
细菌
细菌
第二章 矿物（煤）的生物处理
一 、生物冶金技术
2）间接作用理论 在多金属的硫化矿床中，通常含有黄铁矿，在有细 菌的条件下，可以被快速氧化，生成硫酸铁，它是一种 很有效的金属矿物氧化剂和浸出剂，其它金属矿物都可 以被其浸出，凡是利用Fe3+为氧化剂的金属矿物的浸出， 都是间接浸出。如： （1）黄铁矿
4）微生物槽浸
15
第二章 矿物（煤）的生物处理
一 、生物冶金技术
1）微生物堆浸
微生物堆浸一般多在地面上进行，通常利用斜坡地形，将矿石堆 在不透水的地面，在矿堆表面喷洒细菌浸矿剂浸出，在低处建集液池 收集浸出液。 该工艺的特点是：规模大、浸出时间长，成本低。
微生物堆浸工艺流程示意图
16
微 生 物 氧 化 难 浸 金 矿 的 堆 浸 工 艺 流 程
FeS
2
7 Fe 2 ( SO 4 ) 3 8 H 2 O 15 FeSO
4
8 H 2 SO 4
4
第二章 矿物（煤）的生物处理 一 、生物冶金技术
（2）铀矿物
UO
2
Fe 2 ( SO 4 ) 3 UO 2 SO 4 2 FeSO
3 3 2
4
（3）铋矿物
Bi 2 S 3 6 Fe 2 Bi 6 Fe 3S
17
第二章 矿物（煤）的生物处理
一 、生物冶金技术
2）微生物搅拌浸出 微生物搅拌浸出法一般用于处理高品位的矿石或精矿， 用于搅拌浸出的物料一般粒度非常细，浓度比较低。搅拌 过程中还需控制温度，以免影响细菌的生长和生存。 3）微生物地浸 又称为原地浸出或溶浸采矿，它是通过地面钻孔至金 属矿体，然后由地面注入细菌浸矿剂到矿体中，浸矿剂在 多孔的金属矿体中循环，最后经生产井用泵将浸出液抽到 地面并回收。
34
营养类 型 严格和 兼性自 养 严格自 养 异养 异养 异养 兼性自 养 异养 兼性自 养 兼性自 养 厌氧异 养
二、煤炭生物脱硫
2、微生物浸滤法 4）中试状况
第二章 矿物（煤）的生物处理
在欧共体资助下，意大利托雷斯港于1992年9月建成一个干煤处理 量为50千克/小时的微生物浮选中试装置，采用氧化亚铁硫杆菌为脱硫 菌，在分成两组的6个体积为7.5立方米的搅拌槽式生物反应器中，对粒 度小于40um的细粒煤进行处理。试验煤浆的固体浓度范围6.5%-41.5%， 达到稳定的时间为10天左右。在煤浆流速为250L/h时，在前5个反应器 内，脱除90%的黄铁矿需要6.254天。
第七篇 矿物（煤）的化学与生物处理
第二章 矿物（煤）的生物处理
一 、生物冶金技术
生物冶金技术是指利用某些自养微生物，对一些贵 重金属的低品位矿石，进行微生物浸滤、富集。 由于微生物浸矿主要是指氧化亚铁硫杆菌等细菌的 浸矿，因此又称为细菌浸矿。 1、微生物浸矿的基本理论 2、微生物浸矿的影响因素 3、微生物浸矿的实验室研究方法 4、微生物浸矿的工艺过程 5、微生物浸矿应用实例
细菌
细菌
4
FeSO
4
（3）辉钼矿 MoS
2
3 O 2 2 H 2 O H 2 MoSO
4
H 2 SO 4
（4）稀有金属镓和锗的硫化矿
Ga 2 S 3 6 O 2 Ga 2 ( SO 4 ) 3 Ge 2 S 3 6 O 2 Ge 2 ( SO 4 ) 3
30
2、微生物浸滤法 1）脱硫机理
（1）有机硫 脱硫机理
4—S途径
Kodama途径
31
二、煤炭生物脱硫
2、微生物浸滤法
1）脱硫机理
第二章 矿物（煤）的生物处理
（2）无机硫的脱除机理 可能包含两种途径： 一种是黄铁矿直接被微生物氧化成铁离子和硫酸根离子
4 FeS
2
15 O 2 2 H 2 O 2 Fe 2 ( SO 4 ) 3 2 H 2 SO 4
10
第二章 矿物（煤）的生物处理
一 、生物冶金技术
2）摇瓶试验 它是一种分批培养方法。在反应器中一次性加入培养 基，然后接种并在一定条件下培养，浸出过程不再加任何 物料，浸出结束后放出培养液处理。 3）微生物柱浸试验 无论浸出介质是否循环，柱浸可作为地浸、堆浸的实 验室模拟。浸柱直径应大于矿石颗粒直径的10倍，浸柱高 度至少应该是柱直径的5倍。
另一种是微生物先将Fe2+氧化为Fe3+，Fe3+作为强氧化剂与 金属硫化物反应，将黄铁矿硫氧化为硫酸根离子或元素硫
FeS FeS
2
14 Fe 2 Fe
3
8 H 2 O 15 Fe 3 Fe
2
2
2 SO 4
2
16 H
3
2
2S
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二、煤炭生物脱硫
2、微生物浸滤法 2）微生物脱硫的影响因素
第二章 矿物（煤）的生物处理 二、煤炭生物脱硫
煤的微生物脱硫是指通过培育出针对含硫化合物的
菌种，利用煤中含硫化合物的生物化学反应，或微生 物在黄铁矿表面的吸附改性，用沥滤或浮选的手段实 现脱硫的目的。与传统方法相比，微生物脱硫具有常 温、常压、温和、耗能低、污染少、成本小、不损耗 热值等优点，同时具有脱除有机硫的潜力。
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第二章 矿物（煤）的生物处理 一 、生物冶金技术
常见浸矿微生物
微生物名称
氧化亚铁硫杆菌
生长温度
5-40