溶浸采铀（矿）技术教案——第五章细菌浸铀(中职教育)

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1、溶浸采铀（矿）技术教案第五章细菌浸铀1概述利用细菌的生物化学作用进行铀（矿）的浸出，叫做细菌浸铀（矿），细菌浸矿又称细菌冶金，现在还侑微生物浸矿等几种称谓。细菌浸矿是用浸矿微生物将矿石或精矿屮有用组份转化为可溶化合物。并冇选择性地浸出来，得到含金属的溶液，实现冇用组份与杂质组份的分离，最终达到回收冇川金属的冃的。纽I菌浸出铀矿石最早被葡萄牙的“镭公司”应用。他们从1953年开始进行铀矿石的H然浸岀研究，利川铀矿石屮存在的或外加的黄铁矿（FeS?）在水和空气的作用下产主Fe3+和SO4厶，使铀氧化为UO22+而溶解出來。16世纪，匈牙利人才

2、知道从矿坑水屮回收铜。美国在1/8年才开始从蒙人拿州波约特铜矿的矿坑水中制取海绵铜，并于1947年在矿坑水屮分离出化学白养细菌——氧化铁硫杆菌，同时，研究微牛:物在浸出矿石中的牛物化学作用，使细菌浸出跨入了新的发展阶段，逐步完善了其工艺流程，成功地回收了不少的铜、铀、金和银。我国早在汉朝就冇使用细菌参与浸铜技术的记载。采矿界和微生物界对该技术也极为重视。1962年着手研究，1965年在冶金部铜窟山铜矿川细菌浸矿法成功地回收了残留的铜矿。小国微牛物研究所、核工业北京化冶院和711矿联合开展了含铀贫矿细菌浸出试验，并于1968年写出了试验报告

3、。之后因各种原因一直处于停滞状态。1988—1991年，核工业711矿在主矿带130m中段33估矿房内试验了“残留淋浸釆矿法”，率先在生产中应用细菌浸铀取得成功。2细菌的生物化学特性浸矿细菌是一种特殊性质的微生物。①它生长在普通微生物不能存在的环境中一矿坑内强酸性甚至冇重金属离了存在的水中。据报道它冇数I•种Z多。目前已用人工培殖了许多种菌种，用于工业生产的主要冇：氧化硫硫杆菌、聚生硫杆菌、氧化铁硫杆菌、氧化铁杆菌和氧化硫杆菌等。它们是单细胞微生物，e0.25~0.6um,长一般在pH二2~4,温度为30-35°C条件下生长良好、繁殖速度

4、快，6（）°C不能生长，低温条件下会死亡或活动能力差。对于铜和铀浸出工艺最有价值的为氧化铁硫杆菌，能氧化金属硫化物、硫酸亚铁、硫代硫酸盐以及元素硫。氧化硫硫杆菌为化能自氧菌，它把元素硫氧化牛:成硫酸，利用这一反应生成的能量作为其生活能源，以CO?和氨为原料合成菌体进行繁殖；氧化铁硫杆菌和氧化铁杆菌，以Fc*作为能源在含冇矿物盐类强酸性介质中生长。2.1种类4种：①氧化亚铁硫杆菌；②氧化硫硫杆菌；③排硫硫杆菌；④蚀阴沟硫杆菌。2.2特性①氧化亚恢硫杆菌：该菌在含亚铁的培养基中由于能将亚铁氧化成高铁，而使培养基市浅绿色变为红棕色,最后由于Fe

5、?+水解生成氢氧化物或铁矶而产生沉淀。牛长条件：pH值1.5〜3.5(2.0最佳)。温度16—4()°C(3()—35°C最佳)②氧化硫硫杆菌：该菌的亚铁培养基保持清澈，由于三价铁的产生，迅速由琥珀色转为红褐色。生长条件:pH=1.4~6.0能生长，但最佳值为pH=2.5〜5.8,最适温度为25〜30°C。③排硫硫杆菌：该菌靠氧化硫代硫酸盐成硫酸盐获得能血Na2S2O3>Na2SO4生存条件：pH=4.5〜7.8能生长，最佳值pH=6.6〜7.2,最适温度:28°C。④蚀阴沟硫杆菌：该菌与氧化硫硫杆菌和类似，但它可以利用硝酸盐或氨离子作氮

6、源,不能利用亚硝酸盐。1细菌浸铀(矿)的基本原理自20世纪50年代发现浸矿微生物以来，经过许多人的研究和试验，人们已基本掌握了微牛物浸出过程的规律和作用原理，细菌浸矿的机理主要有直接作川、间接作川以及复合作用三种理论。也有学者提出了破硫膜作用学说。直接作用理论：所谓细菌肓接浸出是指不依赖于Fe*的触媒作用，细菌的细胞和金属硫化矿固体之间肓接紧密接触，通过细菌细胞内特有的铁氧化酶和硫氧化酶直接氧化金属硫化物，使金属溶解出來。间接作用理论：由于氧化硫硫杆菌、氧化铁铁杆菌等浸矿细菌具冇氧化低价铁和元素硫生成高价铁和硫酸的能力，人们则利用这些细菌

7、所生成的氧化产物硫酸高铁和硫酸对沥青铀矿等主要铀矿物进行溶解和氧化。Fe2(SO)3能将不溶于水的四价铀氧化成溶于水的六价铀，从而达到浸出的目的。复合作用理论：是指在细菌浸出过程中，既有细菌百接作用，乂有通过Fe利氧化的间接作用。冇时以肓接作用为主，冇时则以间接作用为主，但两种作用都不可排除，这是至今为止绝大多数学者所赞同的观点。破硫膜作用：有的学者认为，在浸矿过程屮，矿石块表面覆盖着硫的薄膜，阻碍了溶浸液与矿石块表面的直接作用，若有细菌存在，可以将硫薄膜氧化或破坏，使金属得以继续浸出。2微生物培养基培养棊是指用人工方法配制的专供微生物生

8、氏繁殖的营养混合物。用于细菌浸矿的主要微生物培养基冇以下三种：①液体培养基是指营养物质以溶质状态溶解于液体中，使微生物能更充分地接触和利用养分，因而也能更好地积累代谢产物。液体培养基：在实验室