微生物湿法冶金演示文稿
1.1 直接作用理论
所谓细菌直接作用是指不依赖于Fe3+ 的触媒作用,细菌的细胞和金属硫化矿固 体之间直接紧密接触,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,使金属溶解出来。
1.2 间接作用理论
间接作用理论是指利用氧化硫硫杆菌、氧 化亚铁硫杆菌等浸矿细菌先将低价铁和元素硫氧 化生成高价铁和硫酸,利用产生的硫酸高铁和硫 酸进行浸出。铀矿石的浸出主要就是利用上述浸 矿细菌的氧化产物,对沥青铀矿等主要铀矿物氧 化和溶解。细菌氧化产物Fe2(SO4)3能将不溶于酸 的四价铀氧化成可溶于酸的六价铀,从而将铀浸 出。
1.3 复合作用理论
复合作用理论是指在细菌浸出过程中, 既有细菌直接作用,又有通过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,但两种作用都不可排除, 这是迄今为止绝大多数研究者都赞同的细 菌浸矿机理。实际上,矿石总会多少存在 一些铁的硫化矿,所以浸出时Fe3+的作用 不可排除。
金回收率(%)
生物氧化厂运转率 (%)
93.0 99
92.5 98
93.4 98
93.8 98
96.9 99
97.1 99
巴西Sao Bento选矿厂
1990~1991年GENCOR工艺研究公司经 过大量半工业试验,安装一台580m3的生 物氧化反应器,机组处理含S18.7%的浮 选精矿,处理能力为150t/d,硫的氧化 率达到30%。
27贵溪江西铜业公司科研设计所溶浸室
国内细菌浸出研究和应用取得显著进展的有 三家:一是江西德兴铜矿,1993年与美国一家公 司合作进行的尾矿细菌堆浸半工业试验获得成功 并应用于生产 ;二是长春黄金研究院,承担黄金 工业“九五”科技改造重点项目——细菌氧化-氰 化提金工艺研究,在三年内建成一个日处理5~10 吨含砷金精矿的细菌氧化-氰化提金示范生产厂; 三是地矿部西安综合岩矿测试中心,已在西安近 郊建成日处理量2吨以上含砷精金矿细菌氧化提金 厂。陕西省地堪局第三地质队申请了细菌浸金的 专利一项。
微生物湿法冶金
目录
1 微生物浸矿的基本原理 2 国内外现状及进展 2.1 细菌浸金 2.2 细菌浸铀 3 细菌浸出发展方向 4 其它方面的应用 5 南华大学细菌浸铀研究 6 新疆737细菌浸出试验研究
1 微生物浸矿的基本原理
自上世纪50年代发现浸矿微生物以 来,经过大量的研究和实验,人们已基 本掌握了微生物浸出过程的规律和作用 原理。细菌浸矿理论主要有直接作用理 论、间接作用理论以及复合作用理论, 还有学者提出了破硫膜作用说。
13地矿部成都综合岩矿测试中心
14地矿部西安综合岩矿测试中心
15地矿部青海省中心实验室
16 长春黄金研究院
17陕西省地堪局第三地质队
18云南地质科学研究所
19江西德兴铜矿
20核工业北京化冶院
21原核工业第六研究所
22南华大学
23东华理工大学
24昆明冶金研究院
25昆明贵金属研究所
26 北京有色冶金研究总院
澳大利亚Harbour Lights生物氧化厂
1991年Harbour Lights选矿厂获得用生 物氧化法处理堆置精矿和新鲜精矿的许可证。 生物氧化厂设计处理能力为40t/d,于1991年 6月开始建设,1991年底建成投产,至1992年 10月的实践证明,在达到设计处理能力的前 提下金回收率达到92%。
1.4 破硫膜作用说
有学者认为,在浸矿过程中,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,可以将硫膜氧化和破坏, 使浸出得以继续进行。
2 国内外现状及进展
1947年,柯尔默(Colmer)首先发现矿坑水中含 有一种将Fe2+氧化为Fe3+的细菌,并证实该菌在金属硫 化矿的氧化和某些矿山坑道水酸化过程中起着重要作 用。1951年,坦波尔(Temple)和幸凯尔(Hinkle) 从煤矿的酸性矿坑水中首先分离出一种能氧化金属硫 化物的细菌,并命名为氧化亚铁硫杆菌(或称氧化铁 硫杆菌,Thiobacillus ferrooxidans)。美国肯尼柯 特(Kennecott)铜矿公司的尤它(Utah)矿,首先利 用该菌渗透浸出硫化铜矿获得成功,1958年取得这项 技术的专利,这是第一个有关细菌浸出的专利。
南非Fairview生物氧化厂的指标
操作指标
年平均值 1988 1990 1991 1995 1996 1997
处理精金矿量(t/d) 263 350 712 906 754 865
精金矿品位(g/t) 99 109 127 151 127 116
精金矿S品位(%) 27.4 23.1 22.9 18.0 16.8 14.3
2.1 细菌浸金
细菌浸金主要用于含 砷和含硫的难处理金精矿。
2.1.1 含砷、硫、炭 金精矿
国外难处理含砷、硫、炭金 矿预氧化——氰化浸金研究、应 用概况,见表1。
2.1.2 国外商业生物氧化厂
(1)南非Fairview生物氧化厂 (2)巴西Sao Bento选矿厂 (3)澳大利亚Harbour Lights生物氧化厂 (4)澳大利亚 Wiluna生物氧化厂 (5)加纳Ashanti生物氧化厂 (6)秘鲁Tamboraque生物氧化厂
国内主要研究单位
1 中科院北京微生物研究所
2 中科院化学物理研究所
3 中科院北京化冶研究所
4 中南大学矿物工程系
5 云南大学微生物研究所
6昆明理工大学资源开发工程系
7 内蒙古工业大学
8武汉化工学院选矿教研室
9 北京矿冶研究总院
10 新疆农科院微生物研究所
11中科院广西生物研究所
12 长沙矿山研究院
我国细菌浸出研究,首先是在中国科学院微生物研 究所方心芳和王大珍两位先生的指导下于1959年开始的。 最初进行了细菌的分离鉴定、主要生理特性的研究、金 属硫化矿物的细菌浸出研究。
20世纪60年代末至80年代初是我国细菌浸出研究及 应用蓬勃发展的时期,也取得了不少成绩,如:细菌浸 出湖南柏枋铜铀伴生矿回收铜和铀的研究,于1972年成 功应用于生产。但从80年代初至80年代末,细菌浸出的 研究和应用基本处于停滞状态。直到90年代初,我国的 细菌浸出研究工作又开始出现复苏,中国科学院、地矿 部、冶金部的有关院所、矿山及一些高校都逐步恢复了 细菌浸出的研究和应用工作。