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第二章矿物（煤）的生物处理1）脱硫机理一般以DBT作为模型化合物来表征微生物对煤中有机硫的脱除机理，以微生物对煤中黄铁矿硫的氧化过程表征对无机硫的脱除机理。有机硫的脱除机理分为4-S机理[17]和Kodama机理[18]，所谓4-S机理指微生物选择性氧化DBT中的硫，不破坏芳环结构，不降低煤的热值；Kodama机理是指微生物以DBT中碳为碳源，降解芳环结构，对DBT中的硫没有或只有部分氧化，通过生成含硫的水溶性化合物达到脱硫的目的，但煤的热值受到损失。2、微生物浸滤法二、煤炭生物脱硫*第30页，共42页，星期日，2025年，2月5日第1页，共42页，星期日，2025年，2月5日第二章矿物（煤）的生物处理1、微生物浸矿的基本理论1）直接作用理论是指在有水、空气存在的情况下，细菌与矿物表面接触，将金属硫化物氧化为酸溶性的二价金属离子和硫化物的原子团。如：（1）黄铁矿一、生物冶金技术*第2页，共42页，星期日，2025年，2月5日第二章矿物（煤）的生物处理（2）黄铜矿（3）辉钼矿（4）稀有金属镓和锗的硫化矿1、微生物浸矿的基本理论1）直接作用理论一、生物冶金技术*第3页，共42页，星期日，2025年，2月5日第二章矿物（煤）的生物处理2）间接作用理论在多金属的硫化矿床中，通常含有黄铁矿，在有细菌的条件下，可以被快速氧化，生成硫酸铁，它是一种很有效的金属矿物氧化剂和浸出剂，其它金属矿物都可以被其浸出，凡是利用Fe3+为氧化剂的金属矿物的浸出，都是间接浸出。如：（1）黄铁矿一、生物冶金技术*第4页，共42页，星期日，2025年，2月5日第二章矿物（煤）的生物处理（2）铀矿物（3）铋矿物（4）铜矿物一、生物冶金技术*第5页，共42页，星期日，2025年，2月5日第二章矿物（煤）的生物处理3）复合作用理论是指在细菌浸出过程中，既有细菌的直接作用，又有Fe3+氧化的间接作用；有时以直接作用为主，有时则以间接作用为主。这是迄今为止绝大多数研究者普遍赞同的细菌浸矿机理。一、生物冶金技术*第6页，共42页，星期日，2025年，2月5日第二章矿物（煤）的生物处理2、微生物浸矿的影响因素（1）菌种不同细菌对矿物的氧化和浸矿作用是不同的。目前用于浸矿的细菌主要有氧化亚铁硫杆菌、氧化亚铁微螺菌、氧化硫硫杆菌和嗜酸硫杆菌。实际应用中，菌液是各种细菌的混合液。（2）细菌的适应性（3）培养基的成分及氧和碳（4）有害组分和抑制组分一、生物冶金技术*第7页，共42页，星期日，2025年，2月5日微生物名称生长温度pH值形态生理学特性氧化亚铁硫杆菌5-401.2-6.0杆状好氧、化能自养、革兰氏阴性菌，单鞭毛，可动氧化亚铁钧端螺旋菌301.5-4.0螺旋状好氧、化能自养、革兰氏阴性菌，有鞭毛，可动氧化硫硫杆菌5-400.5-6.0杆状好氧、化能自养、革兰氏阴性菌，单鞭毛，可动布赖尔利叶硫球菌55-801.0-5.1球形好氧、化能自养、革兰氏阴性菌，不可动嗜热硫氧化菌20-601.1-5.0杆状好氧、化能自养、革兰氏阳性菌常见浸矿微生物第二章矿物（煤）的生物处理一、生物冶金技术*第8页，共42页，星期日，2025年，2月5日第二章矿物（煤）的生物处理2）物理化学因素（1）pH值（2）温度（3）氧化还原电位3）工艺技术因素（1）矿石粒度（2）矿浆浓度4）其他影响因素（1）表面活性剂（2）光照（3）金属离子（4）渗透压一、生物冶金技术*第9页，共42页，星期日，2025年，2月5日第二章矿物（煤）的生物处理3、微生物浸矿的实验室研究方法1）微生物浸矿的典型流程原矿或精矿矿石准备细菌浸出固液分离浸出渣富液金属回收粗金属尾液细菌再生细菌浸矿剂营养剂空气CO2一、生物冶金技术*第10页，共42页，星期日，2025年，2月5日第二章矿物（煤）的生物处理2）摇瓶试验它是一种分批培养方法。在反应器中一次性加入培养基，然后接种并在一定条件下培养，浸出过程不再加任何物料，浸出结束后放出培养液处理。3）微生物柱浸试验无论浸出介质是否循环，柱浸可作为地浸、堆浸的实验室模拟。浸柱直径应大于矿石颗粒直径的10倍，浸柱高度