微生物浸矿技术发展现状
SeriesNo.374August2007金属矿山METALMINE总第374期2007年第8期
王中海(1981),男,江西理工大学资源与环境工程学院,硕士研究生,341000江西省赣州市红旗大道。微生物浸矿技术发展现状
王中海周源钟洪鸣田树国(江西理工大学)摘要概述了微生物浸矿技术在国内外的应用现状,总结了目前所提出的微生物在浸矿过程中的主要作用机理,介绍了微生物浸矿的4种工艺和一般流程,对微生物浸矿技术的前景进行了展望。关键词微生物浸矿技术应用现状机理工艺流程展望DevelopmentStatusQuooffMicrobialLeachingTechnologyWangZhonghaiZhouYuanZhongHongmingTianShuguo(JiangxiUniversityofScienceandTechnology)AbstractThepaperoutlinesthestatusquoofthedomesticandforeignapplicationofmicrobialleachingtechnology,summariesthemainmechanismofthemicrobeintheleachingprocess,presentsfourprocessesandthegeneralflowsheetofmicrobialleachingandlookstothefutureofthemicrobialleachingtechnology.KeywordsMicrobialleachingtechnology,Statusquoofapplication,Mechanism,Process,Flowsheet,Prospect近年来,微生物浸矿技术越来越受国内外矿物加工界的普遍关注。所谓微生物浸矿技术是指用存在有微生物的溶液将有价金属元素(如铜、镍、铀等)从矿石中溶解出来加以回收利用的方法。这种技术应用范围宽,过程相对简单,易于管理,排放的废料符合环境要求,能处理低品位矿石和采用传统选矿工艺时只能被抛弃的尾矿,是一种综合利用矿产资源的有效方法。1微生物浸矿技术的应用现状工业上,微生物浸矿技术的一个重要应用[1]是利用微生物对铜进行堆浸,其机理是嗜酸性氧化亚铁硫杆菌将硫化铜矿氧化,使铜溶解;另一个重要应用是对难处理金矿进行生物氧化预处理。在我国,德兴铜矿于1979年就开始致力于研究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技术。上个世纪90年代以后,中国科学院化工冶金研究所、吉林省黄金研究院、武汉化工学院等单位也相继开展了微生物方面的研究工作。2000年12月,烟台黄金冶炼公司率先采用生物预氧化技术处理金精矿,使金的回收率达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。在国外,智利的LoAguirre矿从1980至1996年采用微生物对铜矿石进行堆浸,处理量为16000t/d[2]。加拿大的ElliotLake矿采用含Fe2(SO4)3的细菌溶液对低品位铀矿进行堆浸,从中提取铀,取得了较好的经济效益。南非从1986年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,该工艺也用于从尾矿回收钴。美国的Newmont矿业公司在氰化提金前采用生物氧化堆浸预先除杂工艺[3]。2微生物浸矿机理微生物浸矿的实质是用微生物氧化难溶的金属硫化物,使其中的金属阳离子进入溶液。浸出过程是硫化物中S2-的氧化过程。微生物在浸矿过程中的作用可概括为3种:直接作用、间接作用及对电转换的促进作用[4]。2.1微生物在浸矿过程中的直接作用[5]所谓直接作用,是指细菌吸附于矿物表面,直接使硫化矿发生氧化分解的作用。该过程可用简单的反应方程式表示为MS+2O2=MSO4,(1) 4 式中,M代表Zn、Pb、Co、Ni等金属。2.2微生物在浸矿过程中的间接作用所谓间接作用,是指矿石在细菌代谢过程中所产生的硫酸高铁和硫酸的作用下发生氧化反应。在浸出体系中,细菌将Fe2+氧化为Fe3+;细菌氧化及矿物分解产生的Fe3+是氧化剂,可将硫化矿物进一步氧化分解。以黄铜矿为例[6],细菌在浸出过程中的间接作用可用以下反应式表示:Fe2+T.f菌Fe3+,(2)4FeS2+15O2+2H2O=2Fe2(SO4)3+2H2SO4,(3)CuFeS2+2Fe2(SO4)3=CuSO4+5FeSO4+2S,(4)其中式(2)、(3)代表产生Fe3+的过程;式(4)代表Fe3+作为氧化剂,将硫化矿物进一步氧化分解的过程。2.3微生物在浸矿过程中对电转换的促进作用当两种静电位不同的矿物组分在浸出体系中互相接触时,会形成电对,其中静电位高的矿物充当阴极,静电位低的矿物充当阳极。细菌浸出过程中,两种起正负极作用的不同金属硫化矿与稀硫酸和硫酸铁溶液形成的电解液组成原电池,使硫化矿中的金属发生电转换,导致阳极矿物被氧化,细菌的存在则会加速这种电化学氧化过程。例如,对于由黄铁矿、黄铜矿组成的矿物体系,其阳极反应为CuFeS2=Cu2++Fe2++2S0+4e,(5)其阴极反应为O2+4H++4e=2H2O;(6)细菌的存在会加速阴极的氧得电子,从而强化阳极的黄铜矿的电化学氧化过程。3微生物浸矿工艺微生物浸矿工艺有堆浸法、地浸法、槽浸法和搅拌浸出法4种。3.1微生物堆浸微生物堆浸通常是将所处理的大块矿石(未经破碎或经过1段破碎)堆置在不透水的斜坡地基上,形成矿石堆,然后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构筑积液池收集浸出液。另外,还可利用微生物浸出剂在矿山附近形成的废矿堆上直接进行浸出,或利用微生物浸出剂直接从尾矿堆中浸出其中残留的金属。微生物堆浸的特点是规模大,浸出时间长。3.2微生物槽浸微生物槽浸是将所处理的矿石放入浸出池或浸出槽中,加入微生物浸出剂进行浸出,最后渗滤出浸出液并富集金属。微生物槽浸工艺通常有两种操作方式。一种是在喷洒(连续或间断)浸出剂的同时连续排放浸出液,在矿层中不存留多余的溶液;另一种是在喷洒浸出剂时不进行排液,使浸出剂浸没矿石层并存留一段时间,然后再排放浸出液。3.3微生物地浸微生物地浸工艺也叫微生物溶浸采矿,该浸矿工艺通常是由地面钻孔至金属矿体,然后从地面将微生物浸出剂注入到矿体中,原地溶浸有用矿物,最后用泵将浸出液抽回地面,回收溶解出来的金属。进行微生物地浸时,为了使微生物在地下能正常生长并完成浸矿作用,除了要在浸出剂中加入足够的微生物营养物质以外,还必须通过专用钻孔向矿体内鼓入压缩空气,为微生物提供所需的氧和二氧化碳。3.4微生物搅拌浸出微生物搅拌浸出一般用于处理富矿或精矿,通常是在浸出前先将待处理矿石磨到-0.074mm占90%以上的细度,然后放入多个串联起来的搅拌槽,加入微生物浸出剂进行浸出作业。此工艺中,搅拌的一个作用是使矿物颗粒与浸出剂充分混合,增加矿粒与微生物的接触机会,提高浸出过程的传质效率;另一个作用是增加矿浆中的空气含量,为微生物提供充足的氧和二氧化碳。4微生物浸矿流程一般说来,微生物浸矿的工艺流程[7]包括原料准备、浸出、固液分离、金属回收和浸出剂再生等5个主要工序。如图1为利用氧化亚铁硫杆菌浸出金属硫化矿的通用流程。4.1原料准备此工序是对矿石进行微生物浸出前的准备作业,其目的是制备出与后续的浸出作业相适应的矿石原料。在堆浸和槽浸中,该工序包括配矿、破碎、堆矿和装矿;在搅拌浸出中则包括配矿、破碎和磨矿。4.2浸出浸出工序是微生物浸矿工艺流程中的核心部分。该工序包括微生物浸出剂的制备,粗矿块或细 5 王中海等:微生物浸矿技术发展现状2007年第8期矿粒的堆浸或渗滤浸出作业,以及磨细矿石的搅拌浸出作业。
图1利用氧化亚铁硫杆菌浸出金属硫化矿的通用流程4.3固液分离对于搅拌浸出来说,一般不能直接得到送金属回收工序的澄清浸出液而需要进行固液分离。实现固液分离常采用过滤方法,有时也可以通过逆流倾析和洗涤得到固体含量很低的浸出液送金属回收工序。4.4金属回收此工序是指从浸出液中回收金属的作业。常用的方法有置换沉淀法、电解沉积法、离子交换法和溶剂萃取法等。4.5微生物浸出剂再生此工序是将回收金属以后的澄清含菌尾液送入专门的设备中,加入适量的营养物质、空气、CO2等进行一段时间的微生物培养,然后送回浸出工序循环使用,以达到降低生产成本、减少尾水排放量的目的。5展望随着科学技术的发展,生物技术越来越受到人们的普遍重视。与传统工艺相比,微生物选矿技术在处理复杂矿物方面具有明显优势,其应用范围越来越广,研究工作不断深入,所取得的经济效益和社会效益也在日益增加。今后,将有更多可用于生物浸出的微生物被开发出来。有学者认为采用嗜热菌处理硫化镍和硫化铜矿能获得更高的回收率[8];嗜热和极度嗜热微生物及更加耐砷耐金属离子的微生物将有可能被应用于工业生产。此外,有人发现磁场可以强化细菌的浸矿过程,还有人正在研究通过基因工程得到性能更加优良的菌种,等等。目前,生物氧化堆浸和槽浸工艺都已工业化,并取得了较好的生产技术指标,而且在充气方式、洗涤方式及菌种培养等方面有了一些新的进展。但微生物的驯化手段、微生物的生理习性及微生物对矿物的吸附和氧化机制等都有待近一步研究[9]。微生物浸矿技术的应用前景将会越来越广阔,一些学者曾预言,21世纪将是微生物浸矿技术得以蓬勃发展的时代,这一技术甚至有可能成为占主导地位的选矿工艺。参考文献[1]孙业志,吴爱祥,等.微生物在铜矿溶浸开采中的应用[J].金属矿山,2001(1):35.[2]BustosS,CastroS,MontealegreR.TheSociedadMineralPudahuelbacterialthinlayerleachingprocessatLoAguirre[J].FEMSMicrobo1,1993,11(2):231236.[3]BrierleyJA.Expandingroleofmicrobiologyinmetallurgicalprocess[J].MiningEngineering,2000,52(11):4959.[4]胡凯光,谭凯旋,杨仕教,等.微生物浸矿机理和影响因素探讨[J].湿法冶金,2004,23(3):113121.[5]李宏煦,阮仁满,等.矿物资源加工中的微生物技术[J].矿冶,2002,11(B07):7981.[6]温建康,阮仁满.含砷硫化铜精矿的细菌浸出研究[J].金属矿山,2002(9):2124.[7]魏德洲.资源微生物技术[M].北京:冶金工业出版社,1996.[8]陶德宁.生物浸出和生物氧化技术在中国的研究与应用[J].湿法冶金,2003,22(1):5656.[9]冯一军,刘均洪.微生物在矿物工业上的应用进展[J].化工技术与开发,2005,34(4):1720.(收稿日期20070606)
铀矿石微生物堆浸技术浅议
一
Ｄｉ ＳＣＵＳＳｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ Ｂｉ ｏ－Ｈｅａｐ Ｔｅｃｈｎｏ１ｏｇｙ ｏｆ Ｕｒａｎｉｔｉｍ Ｏｒｅ
徐荣城
Ｘｕ Ｒｏｎｇｃｈｅｎｇ （江西省核工业地质局二六三大队，江西吉安３３１３００）
（Ｊｉａｎｇｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ２６３ Ｂｒｉｇａｄｅ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｕｒｖｅｙ，Ｊｉａｎｇｘｉ Ｊｉ’Ａｎ ３３ １ ３００）
摘要：铀矿石微生物堆浸是将细菌冶金技术与铀矿石堆浸工艺相融合的一项工艺技术，本文介绍了铀
矿石微生物堆浸的发展、原理及影响堆浸效率的因素。 关键词：铀矿石；堆浸；细菌浸出
中图分类号：ＴＬ２１２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１－４７９２（２０１２）０３．０１３８—０３ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｈｅａｐ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｏｆ ｕｒａｎｉｕｍ ｏｒｅ ｉｓ ａ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｈａｔ ｃｏｍｂｉｎｅｓ Ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ ｔｅｃｈ— ｎｏｌｏｇｙ ｗｉｔｈ Ｕｒａｎｉｕｍ ｏｒｅ ｈｅａｐ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ ｆａｃｔｏｒｓ ｔｈａｔ
ｉｍｐａｃｔ ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆｈｅａｐ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｏｆｔｈｅ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｈｅａｐ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｏｆｕｒａｎｉｕｍ ｏｒｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｕｒａｎｉｕｍ Ｏｒｅ：Ｈｅａｐ Ｌｅａｃｈｉｎｇ；Ｂｉｏｌｅａｃｈｉｎｇ
０引言 发展核电是我国经济可持续发展的必然选择，
也是一项十分艰巨困难的任务。为了保障核电的可 持续发展，首先必须解决好铀资源的供应问题。要满
足当前核电发展对铀资源日益增长的需求，就必须 加大对铀矿资源的开采力度，加深对铀资源的采冶
技术的研究。 １微生物堆浸 堆浸又称“堆置浸出”，是一种将采出的矿石破 碎到一定粒度（或不破碎）后堆置起来，并将浸出剂
细菌浸出的方法
细菌浸出
利用微生物及其代谢产物作浸出药剂，氧化、溶浸矿物原料中的组分的浸出工艺称为细菌浸出或称生物浸出。
生物技术在在冶金工业中与传统技术相比，具有对环境友好、资源利用率高，尤其适用于低品位复杂矿、难选难分离矿和硫化矿精矿有价金属的提取富集。在矿产资源面临贫、杂、细，资源日趋减少，环境问题日益突出，绿色环保日显重要的今天，生物技术成为可持续发展战率中最引人关注的新技术之一。各种细菌、真菌、霉菌和藻类等在生物浸出、生物选矿富集、生物吸附和废弃物的生物处理等方面具有深入研究、广泛应用的前景。
细菌作用于铜矿物产生蓝色硫酸铜溶液发现于20世纪中叶，此后，引起国内外研究工作者的重视，不断有新研究发展应用报告与成果展现。
20世纪60年代初，华能（化学能合成）自养细菌氧化浸矿技术率先在美国应用于铜的堆浸，此后智利、澳大利亚、苏联、日本等十多个国家先后用于工业生产。华能自养菌的氧化浸出技术目前已发展成为处理硫化矿的一种成熟工艺。最初应用于低价值和低品位硫化矿，采用堆浸、池浸和就地浸出三种方式，在低品位铜、铀矿资源利用上已有广泛的工业应用。至20世纪90年代中期，低品位铜矿的细菌堆浸—萃取—电解工艺已成为铜工业生产的常规方法之一，可经济地处理品味很低的铜矿，优于其他任何方法。截止1997年，生物技术生产的铜已占美国年产铜的18％以上，智利铜产量的25％，世界铜产量的17％.就地浸出是生物浸出低品味矿的另一种工业应用形式。它是将含有营养物质和菌种的浸出液注入矿床（或仅注入营养液，就地利用矿山原有细菌），渗入矿层并溶解目的矿物，然后在回收中抽出浸出液并从中回收有价金属。这种方法无需采矿作业，使地表和矿床都不受到大规模破坏，对环境的不利影响也小，在投资、能源消耗和生产成本等方面都低于传统开采提取工艺。细菌就地浸出技术已在捷克、美国、加拿大等十多个国家应用于铜矿和铀矿的开发。微生物堆浸预处理技术也在20世纪90年代中叶有美国Newmont公司首先投入工业生产，用于难浸金矿的堆浸。细菌槽浸技术从20世纪80年代开始首先应用于黄金工业中，作为含砷硫化矿难处理金精矿的新一代预处理方法，解决了与槽浸有关的反应速度、反应器等一系列工程问题，使生物浸出技术的工业应用发展到一个新阶段，是我们真正领悟到生物技术在矿冶领域中的发展潜力。
黄铁矿在微生物浸矿技术中的应用
工业技术 ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮ０ＬＯ０Ｙ ． 匪圆
黄铁矿在微生物漫矿技术中的应用
潘灵 孔迎辰 （东华理工大学化学生物与材料科学学院 江西抚州 ３４４０００）
摘 要：在生物浸出中黄铁矿的加入对一些矿物的浸出有促进作用，可有效缩短浸出周期，降低酸耗。本文主要介绍了国内外在对于 黄铁矿在微生物堆浸技术应用中的相关研究，进展以及目前存在的问题。 关键词：黄铁矿微生物堆浸 中图分类号：ＴＤ６７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—３７９１（２０１１）１ ２（ｃ）一００６１—０２
微生物浸矿技术以其能耗低、浸出周
期短等特点，广泛应用于各矿山。但该技术
对一些难浸或堆浸成本相对较高的矿石， 如酸耗高、堆浸周期长及氧化程度较差的
矿石而言，堆浸效果尚不理想。因而在微生
物浸矿过程中加入黄铁矿可优化浸矿条
件。黄铁矿是自然界中分布最广的硫化矿
物，往往与其他矿物伴生，其本身开采价值 不是很大。但是，在矿石的微生物浸出过程
中，黄铁矿既是生物的能源，又为浸出体系
提供Ｆｅ“，而且大量溶解时会产生大量的硫
酸，造成一定的环境污染＿ｌ１。所以，研究黄铁 矿在微生物浸矿过程中的作用，对湿法冶
金有重要的指导意义。不仅可以降低环境
污染还可以降低酸耗。
１ 国内外对黄铁矿在微生物浸出技术中
应用的研究进展 １．１国外黄铁矿对微生物堆浸技术研究进
展 冶金是一种细菌作用与湿法冶金相结 合的新工艺，ｌ９８３年第五届细菌浸出国际
会议上正式命名为生物冶金。经过多年的 研究和发展，微生物浸矿技术已逐步走向
工业生产，对于如何提高浸出效率也有很
多研究。Ｐ．ｄ’ＨＵＧＵＥＳ等人在高固体浓度
下进行微生物对含钴黄铁矿的连续浸出研
究，发现大充气量对菌的生长有影响 。铵
盐的使用，有利于微生物浸矿中细菌在固 体基质上依附生长。并展示了不同条件相
互综合下，使得钴回收率在一个良好的水
平。Ａｄｉｂａｈ Ｙａｈｙａ，Ｄ．Ｂａｒｒｉｅ Ｊｏｈｎｓｏｎ在低
硫化锌矿的生物浸出
１２ 国 外套属矿选矿
硫化锌矿的生物浸出’
石绍澜张广积赵月峰方兆珩 中国科学院过程工程研究所（原化工冶盘研究所），北京，１０００８０
摘 要 奉文综述了硫化锌矿生物浸出的研究现状，着重舟绍硫化锌矿生物提出过程中所涉及的微生物种类、浸出条件 影响园 素、浸出机理和动力学横型等方面取得的研究成果，通过讨论这些研究成果，分析实现硫化锌矿赦生物浸出工业化生 产所存在的问题以厦解决遣样问题需要进一步研究的方向。 关键词 硫化锌矿生物提出
引 言 用微生物浸出矿物中有价金属很早以前就被人 们认识到。生物氧化技术应用于硫化矿浸出的研 究，几乎覆盖了所有的有价金属及伴生金属…。它 具有成本低、污染小、设备简易、操作简便等特点，首 先用于处理低品位矿、废矿、尾矿及表外矿。已在铜 和铀的提取工业中占据重要地位。随着微生物浸矿 技术研究的深入，人们开始把它应用于高硫精矿的 浸出，在难处理金矿的预处理过程中得到较广泛的 工业应用，并开始应用于锌、镍和钻等 ２Ｊ多种金属 硫化矿的生物浸出。生物氧化浸出技术由于它具有 相对容易实现、对环境危害程度小和比常规的矿物 冶金工艺需要较低的费用等而显得日益重要，可以 相信，它是２１世纪重要的微生物应用技术之一 Ｊ。 锌矿石按矿物成分的不同可分为硫化矿和氧化 矿，自然界中存在较多的是硫化矿。世界锌资源储 量达３亿ｔ，我国占世界总储量的２５％，居世界第 二，可利用锌金属储量３ ３００万ｔ，其中以铁闪锌矿 赋存的锌储量占很大的比例。国内主要的锌矿资源 都与铅、锡、银和铟等金属伴生．在开采利用伴生金 属过程中，同时也产出高铁闪锌矿副产品Ｈ】。 炼锌一般采用两种方法：火法炼锌和湿法炼锌。 火法炼锌由于对环境污染严重，现在基本淘汰。传 统湿法炼锌工艺由焙烧、提出、净液和电积等主要工 艺组成。从２Ｏ世纪４０年代，人们就对硫化锌精矿 的直接浸出工艺先后开展了常压浸出和加压浸出的 研究。由于在常压下硫酸直接浸出要求硫酸浓度和 ・国家自拣科学基金重点蠹肪项目（５９８３４１５ｏ） 温度都较高，设备腐蚀严重而且难于操作，使得这种 浸出工艺难以在工业上应用；而加压浸出工艺在实 际生产中存在设备要求严格，生产投资大等问题。 在成矿过程中，铁、镉和铟等十几种元素以类质同象 混入闪锌矿中，尤其是铁置换锌普遍存在于闪锌矿 中，用机械磨矿和选矿的方法难以使铁分离。采用 传统湿法冶金工艺，固沸腾焙烧时部分形成铁酸锌 而导致锌浸出率低 。高铁硫化锌精矿的直接浸 出工艺是迫切需要解决的研究课题。 采用微生物氧化浸出工艺是一条新的途径，闪 锌矿进行微生物浸出的工艺研究具有重要的现实意 义。对此国外已进行了较多研究，本文综述这些研究 成果。 ｌ用于锌矿浸出的微生物 １．１微生物的种类和性质 矿物浸出所涉及到的微生物是多种多样的，主 要有化能自养菌、异养菌和真菌等。据文献报导，目 前应用于硫化锌矿浸出的微生物多属于好氧嗜酸的 化能自养菌，如氧化亚铁硫杆菌（Ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｆｅｒ— ｒｏｏｘ￣ｄａｎｓ，简称Ｔ．ｆ．）、氧化硫硫杆菌（Ｔｈｉｏｂａｅｉｌｌｕｓ ｔｈｉｏｏｘｉｄａｎｓ，蔚称Ｔ．ｔ．）和氧化亚铁微螺菌（Ｌｅｐ— ｔｏｓｐｉｒｉｌｌｕｍ（ｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓ，简称Ｌ．ｆ．）等，它们被广泛 地应用于多种硫化矿的生物浸出中。其中氧化亚铁 硫杆菌（Ｔ．ｆ．）可以氧化二价铁、元素硫（ｓｕ）和还原 态硫化物等；氧化硫硫杆菌（Ｔ．ｔ．）能氧化元素硫，不 能氧化二价铁；氧化亚铁微螺苗（Ｌ．ｆ．）能氧化二价 铁，但不能氧化元素硫。在矿物浸出过程中，
浸矿微生物胞外聚合物研究进展
浸矿微生物胞外聚合物研究进展 胡志中 ，廖梦霞 ，李栋婵 一，郭亚飞 ｒ一，邓天龙 ， ，。 （１．成都理工大学材料与化学化工学院，四川成都６１００５９；２．中科院青海盐湖研究所，青海西宁８１０００８； ３．天津科技大学海洋科学与工程学院，天津３００４５７） 摘要：浸矿微生物的胞外聚合物因其在细菌和矿物界面之间的重要作用而成为生物湿法冶金研究的热点。目前，浸矿微生物 ＥＰＳ研究集中在不同营养条件下的ＥＰＳ组分分析、ＥＰＳ合成途径和ＥＰＳ对硫化矿物的生物作用过程等方面。详细归纳并总结了浸 矿微生物胞外聚合物研究的最新进展，并指出未来的发展方向。 关键词：浸矿微生物；胞外聚合物；研究进展 中图分类号：ＴＦ１８ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００５—８１４１（２０１０）０２—０１４６—０２ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ０１１１￣ｌｌｕｌａｒ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｓｕｂａａｎｃｅｓ ｏｆ Ｂｉ０ｌ翰 Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ＨＬＪ 一ｚｈｏ ，ＬＩＡＯ Ｍｅｎｇ—ｘｉａ１，ＬＩ Ｄｏｎｇ—ｃ ．一，ＧＵＯ Ｙａ～ｆｅｉ 一，ＤＥＮＧ＂ｌｉｍａ—ｌ０ （１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｍｅｆｉａｌｓ，Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｅｎｇｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００５９，Ｃｈｉｎａ； ’ ２．Ｑｉ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓａｌｔ Ｌａｋｅｓ ａｔ ＣＡＳ，Ｘｉｎｉｎｇ ８１０００８，Ｃｈｉｎａ； ３．ＣｏＨｅｇｅ ｏｆ Ｍａｒｉｎｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｉａｎｊｉｎ ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００４５７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｅ ｔｏ ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ ｏｆ ｂｉｏｌｅａｅｈｉｎｇ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｐｌａｙｅｄ ａｌｌ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｏｆ ｂａｃｔｅｒｉａ ａｎｄ ｍｉｎｅｒａｌ， ｓｔｕｄｉｅｓ ａｒｏｕｎｄ ｔｈｅ ｗｏｄｄ ｗｅｒｅ ｆｏｃｕｓｅｄ ｏｎ ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄｓ ｏｆ ｂｉｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ．Ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ，ｔｈｅ ＥＰＳ ｏｆｂｉｄｅ．ａｃｈｉｎｇ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｓｔｕｄｉｅｓ ｆｏｃｕｓｅｄ ｏｎ ＥＰＳ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔ ｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ＥＰＳ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｍａｄｔｈｅ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｒｏｌｅ ｏｆｔｈｅ ＥＰＳ ｏｎｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｓｕｌ・ ｆｉｄｅｍｉｎｅｒａｌｓａｎｄ ＳＯ ｏｎ．Ｔｈｅｌａｔｅｓｔ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒｐｏｌｙｍｅｒｉｃ ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓｏｆｂｉｏｌｅａｃｈｉｎｇｍｉｃｒｏｂｉａｌｗａ８ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．ａｎｄｔｈｅ ｎｅｗｔｅｎｄｉｎｔｈｅｆｕ－ ｎｌｒｅ ｗａｓ ａｌｓｏ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｌｅａｃｈｉｎｇ；ＥＰＳ；ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ 近年来，由于生物湿法冶金技术具有工艺成本低、 污染小，能有效开发低品位、难处理矿产资源的特点而 成为冶金领域研究的热点¨Ｊ。随着生物浸矿过程研究 的深入，研究者逐渐发现浸矿细菌的胞外聚合物（Ｅｘ． ｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ，简称ＥＰＳ）介导了细菌和 硫化矿物的接触，并在细菌和矿物界面之间起着极其 重要的作用ｌ２’３］。目前，浸矿细菌的胞外聚合物是生 物浸矿研究的热点。本文归纳总结了浸矿微生物胞外 聚合物的研究内容和研究技术的新进展。 ｌ浸矿微生物胞外聚合物研究内容 目前，生物湿法冶金技术主要运用于黄铁矿、黄铜 矿、砷黄铁矿等难处理硫化矿，浸矿微生物胞外聚合物 的研究主要集中在嗜酸氧化酸硫杆菌（Ａｃｉｄｉｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ 收稿日期：２ｏｏ９—１２—１５；修订日期：２０１０—０１一ｌ５ 基金项目：国家自然科学基金项目（编号：２０７７６０１９）；四川省教育 厅重点项目（编号：２００４Ａ１４６）；四川Ｉ省应用基础研究基金（编号： ０５ＪＹ０２９—８９—２）。 第一作者简介：胡志中（１９８３一），男，四川省成都人，硕士研究生， 主要研究方向为生物湿法冶金。 通讯作者：邓天龙（１９６６一），男，四川省仪陇人，博士，教授，博士生 导师，研究领域为资源综合利用（含溶液相化学与计算化学）、海洋化 学、环境污染化学、生物技术及其应用。 ・１４６・ ｔｈ／ｏｏｘ／ｄａｎｓ，Ａｔ．ｔ）、嗜酸氧化亚铁硫杆菌 （Ａｃｉｄｈｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ厂ｅ，ｒＤ 叭ｓ，Ａｔ．厂）、氧化亚铁钩端螺菌 （Ｌｅｐｔｏｓｐｉｒｉｌｌｕｍｆｅｒｒｏｏ￣ｉａａｎ，Ｌ．厂）等硫化矿物浸矿菌ＨＪ。 其内容也主要集中在ＥＰＳ组分的研究和ＥＰＳ对硫化 矿物生物作用过程这两个方面。这些研究将有助于了 解细菌对矿物的吸附过程和阐明细菌浸出机制，完善 生物浸矿的机理，推动生物冶业工程的发展。 １．１胞外聚合物的组分研究 目前，硫化矿物浸矿菌胞外聚合物组分研究主要 针对以不同营养源为底物的浸矿菌ＥＰＳ组分分析、 ＥＰＳ结构研究和ＥＰＳ的合成途径。细菌胞外聚合物附 着在细菌表面或围绕在细菌周围，其成分与周围环境 和营养来源有关［ 。Ｈａｒｎｅｉｆ等 在对Ａ￡．，菌株Ｒ１、 Ａｔ．ｔ菌株Ｋ６和Ｌ．厂菌株Ｒ３的ＥＰＳ分析研究发现，不 同浸矿菌产生的ＥＰＳ有着明显的差异。在以黄铁矿 为底物的生长条件下， ．厂菌ＥＰＳ主要为糖类、脂肪 酸和微量Ｆｅ３ 离子，但Ｌ．厂菌却含有２３％的Ｆｅ３ 离子 和少量的糖类，几乎没有脂肪酸。而在以硫为底物的 生长条件下， ．厂菌和Ａｔ．ｆ菌株的ＥＰＳ成分虽然主要 为糖类和脂肪酸，但 ．厂菌主要为 脂肪酸，而Ａｔ．ｔ 菌却以Ｃ２０为主，其研究揭示了不同浸矿菌对矿物的代 谢反应是不同的。
硫化细菌的特征及其应用进展
硫化细菌的特征及其应用进展
魏伟
（兰州交通大学环境与市政工程学院，兰州100081）
摘要：硫化细菌的种类繁多代谢方式多样，应用在工业及环境保护方面有着成本低无二次污染的特点。目前，硫化细菌已在生物浸矿、污水处理、烟气脱硫、污泥中重金属的去除、煤的脱硫技术等诸多方面得到广泛应用。本文综述了硫化细菌的特征及其应用进展。
关键词：硫化细菌；特征；应用
The characteristics and application progress of sulphur bacteria
Abstract：Sulfur bacteria has important economic and social significance
in the field of industry and environmental protection. There are many
types of sulfide bacteria and their metabolism are miscellaneous , the
application of these bacteria in the industry and environmental
protection has the characteristics of low cost without secondary
pollution. At present, sulfide bacteria has been widely used in many
aspects, Like biological leaching mining, sewage treatment and flue gas
desulfurization, removal of heavy metals in sludge, etc. The paper mainly
summarizes the characteristics and applications of sulphur bacteria.
微生物技术在矿物加工中的应用
微生物技术在矿物加工中的应用
作者：李强 孙国印
来源：《科技视界》 2015年第3期
李强 孙国印
（重庆城市管理职业学院工程管理学院，中国 重庆 401331）
【摘要】微生物技术在矿物加工中已经得到大量的应用，表现出了良好的经济、环境和社会效益。本文总结了微生物技术在成矿、选矿、矿物冶炼、尾矿处理等方面的研究和应用情况。指出微生物技术在矿物加工中还有很大的应用潜力。
【关键词】微生物；矿物加工；成矿；选矿
The Application of Microbial Techniques in Mineral Process
LI Qiang SUN Guo-yin
(School of engineering management of Chongqing City Management College,
Chongqing 401331，China)
【Abstract】Microbial techniques have been used in mineral process industry. It
has brought an good economical, environmental and social benefit. The study and
applied condition on microbial techniques used in mineral creating, mineral
selection, mineral metallurgy and gangue disposal has been summarized in this paper.
The application of microbial techniques in mineral process industry will obtain
浅谈矿物加工工程中的浸出技术
浅谈矿物加工工程中的浸出技术
摘要：近年来，随着我国社会经济的快速发展，科技水平的不断提高，矿物质在人类的发展中起着非常重要的作用。社会的许多方面都与矿物密切相关。特别是对于科学技术而言，他与矿物材料的应用密不可分。正是由于矿物对人类发展的重要性，矿物工程已成为非常重要的行业。提高矿物工程开发质量备受瞩目。选矿作为矿物开发中的重要的部分，它的浸出技术是需要不断地改进，用来有效的提高选矿质量，从而为社会的发展提供更好的矿产。基于此，本文对矿物的浸出技术进行探讨。
关键词：矿物加工工程；浸出技术
引言
作为矿物工程中很重要的一项技术，浸出技术的应用效果在很大的程度上影响着矿物应用的价值水平，通过提升浸出技术的应用水平，我们可以促进矿物质的更好分离，提升矿物质的品质，这对科学技术等方面的发展是具有很好的促进作用的。从浸出技术划分类型上来看，我们可以把它主要划分为微生物浸出、化学浸出。这两个种类的原理和方式不同，但是都是为了更好的分离出有价值的矿物质，提升矿物质的利用效率。
1浸出技术相关概念
浸出技术是矿石加工过程中的重要应用内容，通过使用浸出技术可以实现矿物的分解，从而实现对有价值的成分的利用。从浸出技术划分类型上来看，我们可以把它主要划分为微生物浸出、化学浸出。从应用的原理上来说就是利用微生物在活动中产生的反应来和矿物进行结合，通过浸泡和氧化等过程来实现对矿物的分离。
2矿物加工工程中的浸出技术分析及应用
2.1物理浸出技术 (1)微生物和细菌的类型：微生物不是简单的低水平生物。在它们进行吸收，吸附和聚集等活动时，它们通常会产生物理或化学反应。促进矿物质成分浸出是需要这些有效的反映来实现的。人们利用微生物的这一特征。它可以有效地提取矿物质。当使用微生物分解矿物质时，应创造适当的环境条件以使反应发生。比如，温度应控制在20摄氏度至50摄氏度之间，这是促进微生物反应的合理温度范围。所选择的微生物主要包括氧化亚铁螺旋菌，氧化亚铁硫杆菌，硫氧化硫杆菌等。
浸矿微生物鉴定研究进展
第１６卷第９期 ２００７年９月 中 国 矿 业 ＣＨＩＮＡ ＭＩＮＩＮＧ ＭＡＧＡＺＩＮＥ Ｖｏｌ＿１６，Ｎｏ．９ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２００７
浸矿微生物鉴定研究进展
陈勃伟，温建康，刘文彦 （北京有色金属研究总院生物冶金国家工程实验室，北京１０００８８） 摘要：为了探明浸矿过程中微生物的组成，通过比较浸矿微生物鉴定的常规方法、免疫学方法和 分子生物学方法的优缺点，并参考研究现状，指出利用现代分子生态学的方法可快速鉴定浸矿微生物， 多种方法组合使用可获得更加全面的浸矿微生物组成演替信息。 关键词：浸矿微生物；生物冶金；分子生物学方法；免疫学方法 中图分类号：ＴＦ１１１．３１ １ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４—４０５１（２００７）０９—０１０３—０４ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｉｏｌｅａｃｈｉｎｇ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ ＣＨＥＮ Ｂｏ－ｗｅｉ，ＷＥＮ Ｊｉａｎ—ｋａｎｇ，ＬＩＵ Ｗｅｎ－ｙａｎ （Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｂｉｏｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ，Ｇｅｎｅｒａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８８，Ｃｈｉｎａ）
随着我国矿产资源的不断开发利用，富矿资源 日趋贫乏，以贫、细、杂为突出特点的难选冶矿 石，所占比例不断上升，致使常规的选冶方法，在 技术和经济两方面都面临严峻的挑战。对于铜、 金、铀等金属需求量的不断增加以及成本的节约 化，促使冶金技术的不断进步，由此产生了生物冶 金技术。生物冶金技术具有工艺简单、流程短、装 备简单、投资小、成本低、污染轻、资源消耗量小 以及能够处理低品位矿等诸多优点，适合社会可持 续发展的要求，因此，生物冶金技术的开发研究， 己经成为矿产资源利用领域的前沿研究课题。随着 生物冶金技术研究的不断深入，学者对在生物浸矿 体系中起关键作用的浸矿微生物的研究越来越多。 本文将对浸矿微生物鉴定的常用方法进行综述，为
微生物预处理金矿技术述评
第３１卷第１期 江西理工大学学报 ｖ。１．３１，Ｎ。．１
２ ０ １ ０年２月ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＪＩＡＮＧＸＩ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｆｅｂ．２ ０ １ ０
文章编号：１００７—１２２９（２０１０）０１—０００９－０４
微生物预处理金矿技术述评
夏青， 陈发上， 邱廷省
（江西理工大学资源与环境工程学院，江西赣州３４１０００）
摘 要：从金矿类型，难浸原因，浸出机理，主要微生物浸出设备、工艺及应用状况等方面，较为
系统地对微生物预处理金矿技术进行了阐述和分析，并指出了微生物浸矿技术的发展方向．
关键词：金矿；难处理；微生物预处理
中图分类号：ＴＦ１１１．３ 文献标识码：Ａ
Ｔｈｅ Ｃｏｍｍｅｎｔａｒｙ ｏｎ Ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍ Ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｇｏｌｄ Ｏｒｅｓ
ＸＩＡ Ｑｉｎｇ，ＣＨＥＮ Ｆａ－ｓｈａｎｇ，ＱｉＵ Ｔｉｎｇ－ｓｈｅｎｇ
（ＦａｃｕｌｔｙｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅ ａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇａｎｚｈｏｕ ３４１０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｓｅｔｓ ｆｏｒｔｈ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｅｓ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍ ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｇｏｌｄ
ｏｒｅｓ ｆｒｏｍ ｇｏｌｄ ｏｒｅ ｔｙｐｅｓ，ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ ｒｅａｓｏｎｓ，ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ａｎｄ ｌｉｘｉｖｉａｔｉｏｎ ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ，ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃ－
ｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍ．Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍ ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ａｌｓｏ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．