第9章其他金属的微生物浸出.ppt.ppt

金矿石细菌冶金 生物浸金是一种间接作用过程,而生物浸金则是直接过程,其工艺过程就是利用微生物的代谢产物氨基酸能够溶解金的机理而实现的。上世纪初,人们首次发现金与腐烂的植物混合时金会被溶解,到了60 年代法国人首次尝试利用细菌浸取红土矿物中的金,取得了令人鼓舞的效果。之后前苏联也证实了微生物及其代谢产物氨基酸也能够溶解金。到目前为止,冶金专家已经对氨基酸、朊、肽、核素酸的浸金性能都进行较大范围的研究,该项技术的最大优势是洁净,它避免了氰化物剧毒和其他化学制剂对环境的污染,是人们寻求新型浸金剂的主要方向之一。 一、难处理金矿石的种类 难处理金矿石: 用常规氰化工艺不能将矿石中大部分金顺利提取出来的金矿称为难处理金矿。包括： 含砷金矿石 碳质金矿石 磁黄铁矿型金矿石 碲化物和硫盐型金矿石 难浸硅质金矿石 硫化铅和硫砷铜矿型金矿石 二、金矿石难处理的原因 物理性包裹 耗氧耗氰矿物的副作用 金颗粒表面被钝化 碳质物等的“劫金”作用 呈难溶解的金化合物存在 难浸金矿石的原因 难浸金矿石之所以难浸是因为:一方面,在常规条件下,本来可以被氰化物溶解的金矿物,被包裹在氰化物不能溶解的其它矿物,如硫化物、砷化物中。 只有将这些包裹矿物溶解破坏,使金矿物暴露出来, 才能氰化浸出金;另一方面,金矿石中常含有能吸收、吸附氰化物的有害物,使浸金的耗氰量大增,升高了金回收成本,且污染环境。 细菌氧化浸出金矿石的机理 细菌氧化浸出金矿石就是利用微生物新陈代谢活动把矿石中硫化物、砷化物等转化为可溶物溶于水中,从而露出金矿物,这样为进一步处理金矿石提供了方便;同时生物氧化在某种程度上还可以钝化有机碳,降低其吸附金氰络合物的能力。 三、难处理金矿石预处理工艺 生物氧化- 氰化提金工艺 　 生物氧化- 氰化提金工艺是处理含砷难浸金矿石的有效方法之一。该工艺利用自然界中的微生物- 细菌,经培养、驯化后,在适宜的工艺条件下,对矿石中的金属硫化物进行氧化分解,使包裹于其中的金矿物暴露解离,然后进行氰化提金,提高金的浸出率。该工艺以其投资少,生产成本相对较低,工艺操作简单,污染轻等优点而最具工业发展前景。 氧化预处理金矿石所用的细菌 微生物氧化预处理金矿石所用的细菌是以氧化亚铁硫杆菌(T. f 菌) 为主,还有氧化硫硫杆菌(简称T. t 菌) 和氧化亚铁钩端螺旋菌(Leptospirillumferrooxidans) 等,它们都是无机化能自养菌 这些细菌是以CO2 作为合成细菌的唯一或主要碳源,通过氧化矿物中的硫和亚铁来获得能量 生物浸金的研究方向 现在生物浸金的研究方向包括通过磁化 、加入金属离子催化,研究适合的温度、pH 值,以及细菌的驯化 、诱变等方法提高浸矿速度。目前,已经发现这些方法都能有效地提高浸金的效率。改进细菌氧化浸出金矿石的研究归纳起来为物理、化学、生物3 个方面。 1.物理方法 磁化是通过提高水的溶氧量以及提高矿物的溶解度、细菌的生物活性而提高浸金效率;还有优化浸矿的矿浆温度、pH 值、电位等,都可以提高细菌的活力和生物酶活性。如Yunderd 等通过这个方法提高了氧化亚铁硫杆菌生长率,从而提高浸矿效率。邓天龙等通过磁化强化了生物浸矿的效果。其中,通过提高温度培养驯化耐高温菌种的方法是未来的发展方向,在国内外受到广泛重视。 2.化学方法 金属离子在某些情况通过置换矿物中的金属离子起催化作用。如蒋金龙等发现Ag+能极大地提高金属浸出率。当然某些离子特别是重金属离子浓度过高反而对细菌有毒性,会抑制浸矿作用。催化离子浸出效果作用的差异主要是由于催化离子毒性对细菌生长影响造成的 。此外,由于细菌的生长需要各种营养元素,如N、P、K、O、C、S 以及各种氨基酸等,对这些营养元素浓度的合理控制能最大限度的促进细菌的生长,进而提高浸矿的效率,缩短浸矿时间。 3.生物方法 生物方法是研究最多也是最有前景的方法。细菌种的驯化诱变是生物工程的方法,主要通过改变细菌的遗传性状的方法提高浸矿效率。驯化是通过逐步提高目标菌培养液的矿物浓度,降低营养物浓度,使细菌的营养供体由营养物逐步转变为矿物,进而依靠细菌的自发突变选育对矿物有特异分解能力的突变菌,从而降低浸矿成本,提高浸矿效率. 。这种方法成熟稳定,但突变效率低,需要做大量的细菌培养驯化工作。 诱变方法 诱变则是通过化学诱变剂(亚硝基胍化合物等) 、物理诱变方法(紫外线、微波、激光等) 使细菌的DNA 链发生随机突变,然后通过显微形态观察或化学检测的方法挑选出有利的变异菌株,并进一步培养观察。有时通过多次诱变、复合诱变以及驯化培养,才能得到所需要的目标菌。张在海等人就曾对氧化亚铁硫杆菌的诱变进行过研究,对