微生物浸出技术及其在尾矿开发中的应用

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1、微生物浸出技术及其在尾矿开发中的应用摘要：介绍了微生物浸出技术发展概况，阐述了该技术的研究现状，特别是在尾矿开发中的应用，包括优良菌种的培育、细菌浸出的主要影响因素和浸出工艺，指出尾矿的生物浸出是微生物浸出技术的发展方向，尾矿专属浸矿细菌的选育、尾矿生物浸出影响因素的研究、尾矿原位浸出技术的开发，是尾矿资源得以利用的关键。关键词：生物浸出;尾矿;菌种选育;浸出工艺微生物浸出技术，是利用微生物自身代谢过程对硫化矿中硫、铁等元素的氧化还原作用，从矿石中选择性浸出有价金属的过程。微生物浸出技术与传统冶炼工艺相比，具有能耗较低、能够综合利用资源、投资和操作费用少、环境友好等特点

2、，能够处理传统冶炼方式不能处理或难以处理的低品位或难处理的原矿、尾矿资源，在国内外被广泛研究并应用于工业实践。目前，微生物浸出技术已经成功应用于多种有价金属的提取，包括铜、金、银、铀、镍、钴、钼、锰、锌和镉等。但是，该技术多应用于从低品位硫化矿中回收有价金属和难选冶精矿的预氧化处理，是一门新兴的湿法冶金技术，而把这项技术引入到尾矿中有价金属的浸出上，在国内外报道的还较少。矿产资源是不可再生资源，经过多年的开采利用，高品位易选冶矿产资源已日趋减少，我国还有大量的尾矿资源正待开发，因此尾矿的开发已成当务之急。1微生物浸出技术发展概况微生物浸出技术的应用研究始于20世纪40年

3、代末。1947年，Colmer和Hinkel首次分离到一种能够氧化硫化矿的细菌，后被命名为氧化亚铁硫杆菌。1958年，Zimmerley等，首次申请了生物堆浸技术的专利，并将这项专利付诸于实践，从而开启了微生物浸出技术的现代工业应用。微生物浸出技术最初是应用于从低品位铜矿石中回收铜，继1958年美国率先将这项技术应用于铜矿石的堆浸生产后，智利、加拿大、澳大利亚、巴西、西班牙、日本、印度等国也先后采用微生物堆浸法来处理低品位铜矿石，或采用原位浸出法回收难采矿石中的金属铜。1980至1996年的十几年间，智利的LoAguirre矿采用微生物浸出技术对铜矿石进行堆浸，处理量达

4、到16000t/d。随着对微生物浸出技术研究的不断深入，该技术也逐渐应用到铜精矿的生物浸出中。澳大利亚的一家铜矿利用细菌浸出铜精矿，采用萃取－电积工艺处理浸出液，使铜精矿的微生物浸出在技术和经济上具有了可行性。微生物浸出技术应用于其它金属的提取开始于20世纪80年代，最先应用于难处理金矿的生物预氧化。金精矿通常采用槽浸法来处理，金的回收率能够达到90%以上;低品位金矿石一般采用堆浸工艺处理，金的回收率也能够达到70%。目前，细菌的预氧化技术已广泛应用于难处理金矿石的预处理。微生物浸出铀开始于加拿大的斯坦洛克铀矿和米利根铀矿，经过近几十年的发展，加拿大每年采用微生物浸出技

5、术生产的铀产量高达420t。微生物浸出技术经济环保的特点使得这项技术得到迅速发展，继铜、金、铀的微生物浸出实现工业化生产后，镍、钴、锌和锰也逐渐由实验室研究转向工业化生产。中国采用微生物浸出技术浸矿的专业研究始于20世纪60年代，中国科学院微生物研究所针对铜官山铜矿进行了微生物浸出的实验研究，取得了突破性成果。近些年，中国科学院微生物研究所、中南大学、北京矿冶研究总院、北京有色金属研究总院、中国科学院过程工程研究所等科研单位，加强了微生物浸出技术的基础研究，对低品位矿石的微生物浸出技术及含砷金矿的预氧化技术进行了深入研究。1997年5月，中南大学与江西铜业公司合作在江西

6、德兴建成我国第一家年产2000t阴极铜的微生物堆浸厂，处理含铜0.09%～0.25%的废石，国内微生物提金技术也进入了工业化的应用阶段;2000年，烟台黄金冶炼厂建成投产了生物预氧化工厂，对含砷较高的金精矿进行堆浸预处理，使金的回收率从10%提高到96%。同时，镍的微生物浸出实践也在甘肃金川集团逐步施行。总的来说，我国微生物浸出技术的研究还大多处于实验室研究阶段，工业化应用的实例还不多。2尾矿中的微生物浸出技术微生物浸出技术在低品位矿浸出回收有价金属和难选精矿的预氧化上虽然已经取得了较大成功，然而，国内外研究者对微生物浸出尾矿的研究还处于起步阶段，对于微生物浸出技术中高

7、效浸矿细菌选育、细菌浸出效率的影响因素以及尾矿微生物浸出的工业应用等方面，还有大量的基础研究和应用研究必须进行。2.1高效菌种的选育浸矿微生物多属于化能自养菌，生长缓慢，而且在浸矿体系中，高浓度的重金属离子或有机物质都会导致菌体死亡。选育氧化活性高、适应能力强的高效菌株，是微生物浸出技术的重要研究方向。微生物按其代谢类型分为自养型微生物和异养型微生物两大类群。某些异养菌也具有溶浸金属矿物的能力，但研究比较充分，在生产中得到实际应用的主要还是自养型微生物。依据这些自养型微生物最适温度范围的不同可将其分为3组:中温细菌、中等嗜热细菌和极端嗜热