文档介绍：冶金新技术——浅谈生物冶金学院:冶金与能源工程学院专业:有色冶金专业生物冶金是利用以矿物为营养基质的微生物,将矿物氧化分解从而使金属离子进入溶液,通过进一步的纯化、浓缩获得金属的新技术,它的实质是加速硫化矿物自然转化成氧化物的湿法冶金过程。该技术综合了湿法冶金、微生物学、矿物加工、化学和环境工程等多个学科的研究成果。与传统处理工艺相比,生物冶金技术具有如下特点:(1)工艺流程简化、设备简单易操作、成本低、能耗少。(2)资源利用广,能使更多不同种类及低品味矿物资源得到有效利用。(3)污染排放少,有利环保。从文献记载来看,生物冶金技术已具有较长的历史,早在公元前2世纪,堆浸在当时就是生产铜的普遍做法[1]。我国是世界上最早利用微生物浸矿的国家,但也只是在采铜、铁过程中不自觉地利用了自发生长的某些自养细菌浸矿。在欧洲,这种技术的应用至少始于公元二世纪,从1687年开始,瑞典中部Falun矿山的铜矿至少已经浸出了2百万吨铜。目前已经扩大到利用具有浸矿能力的细菌进行铜、铀、金、锰、铅、镍、铬、钴、铁、***、锌、铝等几乎所有硫化矿的浸出。世界上第一座大型细菌处理厂[2]是加纳的Ashanti生物氧化系统,1995年扩建设计规模为960t/d。产业化相对领先的国家有智利、澳大利亚、美国、南非、日本等,中国、欧盟也从近几年先后投入大量资金开展生物冶金领域的研究。中国于2004年启动了生物冶金重大基础研究项目(即973计划)——微生物冶金的基础研究,中南大学邱冠周教授任首席科学家。产业化方面也取得一定进展,例如在江西德兴铜矿的堆浸[3]、福建紫金矿业紫金山低品位铜矿的原位堆浸[4]以及广东梅州低品位铜矿生物冶金国家高技术示范工程项目等。2生物冶金中常用的细菌生物浸出中使用的主要是化能自养微生物,此类微生物可从无机物的氧化过程中获得能量,并以C02为主要碳源和以无机含氮化合物作为氮源合成细胞物质;又可进一步细分为硫化细菌、氢细菌、铁细菌和硝化细菌等4种生理亚群[5,6]。在硫化矿生物浸出中应用最多的为硫化细,在有空气(含有电子受体02和少量C02)、一定的pH、温度及一定的含氮无机物情况下,硫化细菌就能生长繁殖,并将元素S和某些还原态的硫化物氧化成S042-从中获得能量。其中嗜酸氧化亚铁硫杆菌还能氧化金属硫化物,将Fe2+离子氧化成Fe3+”离子,三价铁盐是湿法冶金中常用的氧化剂。因此有色冶金中利用嗜酸氧化亚铁硫杆菌在常温酸性溶液中,进行硫化矿石或精矿浸出,使金属硫化物转变为可溶性硫酸盐[7]。按作用的温度这些菌种可分为:中温菌种(msophiles,20℃-40℃)、中等嗜高温菌种(moderatethermophiles,40℃-60℃)、嗜高温菌种(thermophiles,>60℃)[6,7]。特别是近年来从含硫丰富的酸性热泉水中分离出的酸热硫化叶片菌、嗜酸热硫球菌[8]以及嗜热嗜酸酸杆菌甚至可在更高的温度下用于硫化矿的酸性浸出[9]。矿物浸出体系中所涉及到的微生物种类是多种多样的,主要有化能自养菌、异养菌和真菌,此外也有原生动物存在[10]。其中已用于硫化矿生物浸出的菌种主要有嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillusferrooxidans,)、嗜酸氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillusthiooxidans,)和氧化亚铁微螺菌(Lept