连生体颗粒的结构、类型、数量将加剧细菌与硫化物之间 的电化学过程的复杂性。研究这种电极过程动力学及影响因 素对于确定和控制细菌冶金反应速度是极为有用的。
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2.1.2.4 硫化物的结晶习性
黄铁矿常见的晶型是立方体{100}、五角十二面体{210}和八 面体{111}。在结晶过程一般来说黄铁矿优先形成立方体 {100}，随着结晶，晶体长大，晶型由立方体{100}向五角十 二面体{210}过渡，这反映了晶型与粒度的关系。
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2.1.2.4 硫化物结晶习性
(3)表面不均匀性 矿物表面的不均匀性影响了矿物的表面能、活性中心、吸
附性质和吸附能力。从微观的尺度上看，硫化物的表面并不 是光滑平整的理想平面，而是带有突面、弯曲面和台阶。
(4)表面电性
硫化物的细菌氧化作用是电化学过程，硫化物表面电性 的差异使硫化物矿物单独氧化与几种彼此连生的氧化速度和 程度都是不同的。
学性质，诸如化学成分、晶体结构、元素赋存状态等方面 都是很复杂的，对细菌冶金过程起着决定性影响作用。
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2.1.2 矿物特性对细菌冶金工艺的影响
n 2.1.2.1 硫化物的晶体结构 n 在细菌冶金反应过程中硫化物的晶体结构直接
影响着它的电化学行为。
n 研究了磁黄铁矿、黄铜矿以及黄铁矿的细菌浸 出机理，发现矿物浸出速度与矿物电位和晶体 结构有关。
n 在硫化物中的化学成分是相当复杂的，引起硫化物矿物 化学成分变化的主要原因是类质同像代替和机械混入物。
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2.1.2.3 硫化物的表面性质
在细菌冶金过程中，细菌对硫化物的氧化还原反应是在 硫化物矿物表面上发生的，硫化物的表面性质是极其关键 的。
(1)元素的化学态
硫化物表面的化学态决定着硫化物的细菌与硫化物反应 的难易程度。当硫化物表面元素的化学态发生改变时，导 致它的电位随之改变，直接影响了硫化物表面的性质和活 性。
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2.1.2.3 硫化物的表面性质
(2)表面离子、原子团的性质及分布特征 化反硫应化时物其矿生物成中热的不S2同-、，[S导2]2致-、了[A细s菌S]2对-、它[A们sS氧]3化-及强[S度b的S]3差-在异氧。 另一方面，当它们与各种过渡元素化合时，形成的化合物并 不是单一的离子键或共价键，而是将共价键和离子键按一定 的比例分配形成的。
n 结构是指某矿物在矿石中的结晶程度、矿物颗 粒的形状、大小和相互结合关系。（显微镜观 察）
n 构造是指矿物集合体的形状、大小和相互结合 关系。（肉眼观察）
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2.2.1.1 矿石的结构
n 定义指矿石中矿物颗粒的形态、大小及空间分 布上所显示的特征。
n 构成矿石的主要因素为：矿物的粒度、晶粒形 态、结晶程度及嵌镶方式等。
晶体产生的新鲜面的种类、数量与晶体内部构造、晶格能 有关。一般来说，解理面间的键力较弱，晶体沿解理面破裂 的概率最大。不同的面电荷分布不同，其疏水性也不同，硫 化物基团对亲水的氧化亚铁硫杆菌吸附程度也会不同，将会 导致同一种矿物的颗粒上，氧化亚铁硫杆菌有选择性进行吸 附氧化。硫化物表面的表面离子、原子团的性质及离子化程 度、晶格能等因素影响了新鲜面的表面能高低和极性程度， 进而影响细菌对硫化物的吸附与氧化强度。
n （3）他形晶粒状结构 n 是由一种或数种呈他形结晶颗粒的矿物集合体组成。晶
粒不具晶面，常位于自形晶粒的空隙间，其外形决定于 空隙形状。
从含Au量上看，五角十二面体{210}的黄铁矿的含金量高于立 方体{100}的黄铁矿。
从结晶程度上看，载金黄铁矿的自形程度越高，含金量越差， 黄铁矿晶体颗粒越破碎越细小，则含金性越好，金的品位越 高。
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2.2 细菌冶金工艺矿物学
n 2.2.1 矿石的结构和构造
n 矿石的结构、构造说明矿物在矿石中的几何形 态和结合关系。
n 2.1.2.2 硫化物的化学成分 n 研究表明，载金矿物黄铁矿和毒砂晶体中微量元素的含
量明显地受到形成深度和矿石类型的影响。 ①黄铁矿中普遍含As，且随形成深度增加而As降低； ②黄铁矿中Sb的频数在中浅部可达到50％～75％，在深 处仅为5％； ③Au、Ag在黄铁矿和毒砂中随结晶深度加大而减小。
n 矿物的化学成分不是固定的。由于这些微量化学组分的 存在对矿物的性质会产生重大影响。甚至对同一晶体来 说，化学成分也是不均匀的。
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n 有些矿物直接影响细菌生长，这些矿物质主要是从硫化 物矿物溶解的各种离子，如As、Cu、Fe、Zn、Ag、Hg、 Sb、Pb、S、Mn等离子，这些离子的浓度达到一定数量 时，对细菌的产生抑制作用，甚至成为杀菌剂，使细菌 中毒死亡。
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2.2.1.1 矿石的结构
n 常见矿石结构类型： n （1）自形晶粒状结构 n 具有完好的结晶外形，一般是晶出较早的结晶生长力
较强的矿物晶粒，如铬铁矿、磁铁矿、黄铁矿、毒砂等。
n （2）半自形晶粒状结构 由两种或两种以上的矿物晶粒组成，其中一种晶粒是
各种不同自形程度的结晶颗粒，较后形成的颗粒则往往 是他形颗粒，并溶蚀于先前形成的矿物颗粒。
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2020/11/17
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2.1 矿物特性在细菌冶金中的地位
n2.1.1 概述 n细菌冶金工艺过程的主要问题：周期长，影响工艺的因素 多，难于控制。
n问题的实质是参与细菌冶金过程反应的双方——细菌和矿 石中的硫化物都是复杂多变的。
细菌冶金过程反应速度取决于硫化物矿物学性质的观点： 矿石中硫化物是天然结晶形成的，其矿石的工艺矿物
n 例如:
毒砂（FeAsS）有空穴型(p型含砷)和电子型（n型含 硫）两种结构，因此在化学反应中形成不同的晶体结构， 也导致其化学成分不同。
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n 黄铜矿(CuFeS2)的晶体结构就有三种，被称为同 质多像现象。
•温度对晶体结构的影响
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