细菌氧化法处理金矿的工艺初步研究

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1、福州大学大学毕业设计细菌氧化法处理金矿的工艺初步研究摘要介绍了细菌氧化法处理金矿的工艺，细菌氧化冶金的原理、细菌氧化法金的回收、细菌氧化的影响因素、细菌氧化冶金的优缺点，以及目前工艺中存在的问题及对策。指出了细菌氧化法处理金矿工艺的发展方向以及在实际工业中重要作用。关键词：金矿；细菌氧化；金回收率1前言细菌氧化是二十世纪下半叶冶金学领域十分活跃的学科之一。从本世纪七十年代末始，黄金资源就成为矿业界最热门的开发领域。近二十年，世界范围内黄金资源勘探、开发程度的迅速提高直接促进了选冶技术的革新和发展，用于金矿开发的预处理技术也得到一定程度的利用。焙烧、加压氧化和细菌氧化法成为当今黄金选冶领域

2、三大预处理技术。由于焙烧法存在环保问题、加压氧化法投资高、技术难度大，人们便把更多的目光投向无污染、低成本的细菌氧化法，使之成为近几年开发速度最快的新兴技术。2细菌氧化冶金细菌氧化冶金技术，又称细菌浸出技术，通常指矿石的细菌氧化或生物氧化，由自然界存在的细菌进行。这些细菌被称作适温细菌，大约有0.5-2.0微米长、0.5微米宽，只能在显微镜下看到，靠无机物生存，对生命无害。这些细菌靠黄铁矿、砷黄铁矿和其他金属硫化物如黄铜矿和铜铀云母为生。在自然界，微生物在多种元素的循环当中起着重要作用，地球上许多矿物的迁移和矿床的形成都和微生物的活动有关。生物湿法冶金是一种很有前途的新工艺，它不产生二氧

3、化硫，投资少，能耗低，试剂消耗少，能经济地处理低品位、难处理的矿石。目前，这种方法仍处于发展之中，它还必须克服自身的一些局限性，如反应速度慢、细菌对环境的适应性差，超出了一定的温度范围细菌难以成活，经不起搅拌，等等。为此，一些科学家建议应从遗传工程方面开展工作，通过基因工程得到性能优良的菌种。2.1细菌氧化冶金原理2.1.1细菌浸矿的作用方式关于细菌浸矿机理主要有直接作用和间接作用两种。直接作用理论认为细菌通过直接附着在矿物特定位点上，直接氧化矿物中的亚铁和低价硫或砷。11福州大学大学毕业设计2FeS2+7O2+2H2O一2FeSO4+2H2SO42FeAs+7O2+H2SO4+2H20

4、—2H3As04+Fe2(SO4)34FeSO4+O2+2H2SO4—2Fe2(SO4)3+2H2O从而使金矿物的包裹层溶解。间接作用理论认为细菌以溶液中的Fe2+为能量和电子供体生长，形成的代谓产物Fe3+间接氧化矿物中的亚铁和低价硫，构成循环浸出。FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O一15FeSO4+8H2SO44FeSO4+O2+2H2SO4—2Fe2(SO4)3+2H2O但多数人认为这两种作用共同起作用，即常说的联合作用，具体到细菌催化的详细步骤，是一个复杂的涉及NAD，FAD，NADP，ATP等生物大分子的酶系统，是一个有高效催化能力的电子传递链(已知的酶催化效率为普通化学

5、催化剂的几十至上千倍)。2.1.2反应机理矿物的细菌氧化是靠一种天然的棒状(长0.5-2.0微米，宽0.5微米)噬硫杆菌来完成的。噬硫杆菌的食物包括黄铁矿、砷黄铁矿、辉铜矿、黄铜矿、闪锌矿和其它贱金属硫化物。这些细菌需要从空气中获取氧气和二氧化碳，以及少量氮和磷。噬硫杆菌和其它有关类型的细菌(如小螺旋菌和硫化裂片菌属)，可以在酸性温泉及其附近地区、火山活动地区以及硫化物丰富地区找到。后两种细菌一般在45-90℃的温度下繁殖。它们的生命力强，能在金属离子高浓度和pH值低于2.5的硫酸环境下迅速繁殖。这些以岩石为食物的细菌将坚硬的矿物分解成可溶于酸的硫、铁及其它金属，诸如砷、铜、锌、镍、钴等

6、。可溶铁在氧化状态下(三价铁)是硫化矿物的强氧化荆。这些细菌能使铁维持在三价状态下。因此，硫化矿物在化学和微生物的共同作用下进行分解，使显微和亚显微金颗粒裸露出来。与在不含细菌的水和空气中进行氧化的方法相比，矿物细菌氧化的速度要快50-100万倍。在适当条件下(酸性pH值和足够的空气)细菌的数量会急剧增长，一直到每克矿石或精矿，或是1毫升酸性水中多达1亿-100亿个的惊人数字。在充气搅拌槽及特殊构筑的浸堆中，矿物的细菌氧化不仅迅速而且高效，例如，在4-5天的时间内，可将难选的含金硫化矿精矿氧化，金回收率提高到90以上。但在此前，还不到3O％。2.2细菌氧化法回收金2.2.1槽式细菌氧化法

7、11福州大学大学毕业设计浮选精矿的细菌氧化过程，是把精矿同高浓度细菌悬浮液在较弱硫酸溶液中充气搅拌的连续过程，即先将悬浮在酸液中的浮选精矿送往第一槽，待大部分细菌氧化后，送入第二槽再次充气搅拌。在通常情况下，细菌氧化装置按三段串联配置。第一段规格大，后两段规格小。在第二段精矿停留时间较短。这种配置不仅为硫化矿的细菌分解提供了充裕的时间，而且消除了可能造成金回收率降低的矿浆短路现象。以下两个参数对细菌氧化法回收金的经济效益有很大影响：