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1、课程结业论文题目微生物技术在冶金中的应用姓名所在学院专业班级学号指导教师二〇一一年5月7日5学年论文指导教师评阅意见学生姓名专业班级学号（论文）题目微生物技术在冶金中的应用指导教师张东晨教师职称5学年论文评语微生物技术在冶金中的应用随着人类社会的快速发展,人类对自然资源的需求量与日俱增,而自然矿产资源的枯竭,对矿冶工作提出了更高的要求。微生物冶金技术是近代学科交叉发展生物工程技术和传统矿物加工技术相结合的工业上的一种新工艺其能耗少、成本低、工艺流程简单、无污染等优点,在矿物加工、三废治理等领域展示了广阔的应用前景,并取得了较好的
2、经济效益。1 微生物冶金技术按照微生物在矿物加工中的作用可将生物冶金技术分为:生物浸出、生物氧化、生物分解。（1）生物浸出硫化矿的细菌浸出的实质是使难溶的金属硫化物氧化使其金属阳离子溶入浸出液,浸出过程是硫化物中S2-的氧化过程。其浸出机理是:直接作用:指细菌吸附于矿物表面,对硫化矿直接氧化分解的作用。可用反应方程式表示为: 式中 M———Zn、Pb、Co、Ni等金属。间接作用:指金属硫化物被溶液中Fe3+氧化,可用以下反应式表示:
3、 所生成的Fe2+在细菌的参与下氧化成Fe3+: （2）生物氧化 对于难处理金矿,金常以固-液体或次显微形态被包裹于砷黄铁矿(FeAsS)、黄铁矿(FeS2)等载体硫化矿物中,应用传统的方法难以提取,很不经济。应用生物技术可预氧化载体矿物,使载金矿体发生某种变化,使包裹在其中的金解离出来,为下一步的氰化浸出创造条件,从而使金易于提取。在溶液pH值2~6范围内,细菌对载体矿物砷黄铁矿的氧化作用可用下式表示: 5生物预氧化方法其投资少、成本低、无污染等优点,在处理难处理
4、金矿过程中体现了理想的效果,并取得了较好的经济效益。（3）生物分解 铝土矿存在许多细菌,该类微生物可分解碳酸盐和磷酸盐矿物。例如:Bacillusmucilaginous分泌出的多糖可和铝土矿中的硅酸盐、铁、钙氧化物作用,应用Aspergillusniger、Bacilluscirculans、Bacilluspolymyxa和Pseudomonusaeroginosa可从低品位铝土矿中选择性浸出铁和钙。微生物分解碳酸盐矿物可用如下反应过程表示: 微生物代谢产生的酸使碳酸盐分解: 呼吸产生的CO
5、2溶解产生H2CO3,从而加速碳酸盐的分解: 2 生物冶金技术应用现状（1）微生物冶金技术在铜矿石中的应用最初生物浸出铜主要用于从废石和低品位硫化矿中回收铜,细菌是自然生长的,近年来这种方法已用来处理含铜品位大于1%的次生硫化铜矿,称为生物浸出。现在,美国和智利用SX-EW法生产的铜中约有50%以上是采用生物堆浸技术生产的,如世界上海拔最高4400m的湿法炼铜厂位于智利北部的奎布瑞达布兰卡,该厂处理的铜矿石含Cu1．3%,主要铜矿物为辉铜矿和蓝铜矿,采用生物堆浸,铜的浸出率可以达到82%。生产能力为年产
6、7．5万t阴极铜。我国已开采的铜矿中85%属于硫化矿,在开采过程中受当时选矿技术和经济成本的限制产生了大量的表外矿和废石,废石含铜通常为0．05%~0．3%。德兴铜矿采用细菌堆浸技术处理含铜0．09%~0．25%的废石,建成了生产能力2000t/a的湿法铜厂,萃取箱的处理能力达到了320m3/h,已接近了国外萃取箱的水平。该厂1997年5月投产,已正常运转了几年,生产的阴极铜质量达到A级。福建紫金山铜矿已探明的铜金属储量253万t,属低品位含砷铜矿,铜的平均品位0．45%,含As0．37%,主要铜矿物为蓝辉铜矿、辉铜矿和铜蓝。该
7、矿采用生物堆浸技术已建立了年产300t阴极铜的试验厂,“十五”期间计划建立更大的生产厂。（2）微生物冶金技术在铀矿石中的应用 细菌浸铀也已有多年历史。葡萄牙1953年开始试验细菌浸铀,到1959年时某铀矿用细菌浸铀浸出率达60%~80%。在60年代,加拿大就开始用细菌浸出ElliotLake铀矿中的铀。在该区的3个铀矿公司都有细菌生产厂,1986年U3O8年产量达3600t。1983年成功地以原位浸出的方式从Dension矿中回收了大约250tU3O8。到目前为止,美国、前苏联和南非、法国、葡萄牙等国都有工厂在用生物堆浸法回收铀
8、。1966年加拿大研究成功了细菌浸铀的工业应用,用细菌浸铀生产的铀占加拿大总产量的10%5~20%,而西班牙几乎所有的铀都是通过细菌浸出获得的,印度、南非、法国、前南斯拉夫、塔吉克斯坦、日本等国也广泛应用细菌法溶浸铀矿。我国在20世纪70年代初,也曾在湖南711
