生物浸出机理和动力学的研究

Breed A.W.等人在1999年4月号上撰文,介绍有关生物浸出硫化矿物的机理和动力学的研究.作者通过抽气分析和氧化还原电位的测量,认为生物浸出至少有3个重要过程.硫化矿物的最初被侵蚀,是一种三价铁的化学浸出.细菌的作用在于把亚铁离子氧化成高铁离子,从而保证高氧化还原电位.     

细菌浸矿的间接作用分析

总结细菌浸矿间接作用的研究成果，阐述细菌浸出过程间接作用的观点，从细菌间接作用角度较系统地分析细菌间接作用过程机理，说明问接作用过程的基本步骤。根据硫化矿物晶体结构不同。间接作用过程中，硫化矿的氯化分解有以S2O3^2-为中间过程和以Sn^2-与S8为中间过程的两种氧化机理。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌在矿物表面的黏附

Preston Perasia等人在《International Journal of Mineral Processing》2010年28卷(3/4)期上撰文,介绍有关生物氧化浸出矿物的机制——嗜酸氧化亚铁硫杆菌在矿物表面黏附对浸出影响的研究结果。生物浸出的直接机制是:氧化亚铁硫杆菌首先被矿物吸附,随后细菌酶对矿物起侵蚀作用。首先黏附于硫化矿物的细菌将影响亚铁离子的氧化速率。     

用扫描电子显微镜分析法研究硫化矿物上氧化铁硫杆菌的附着

《Minerals Engineering》2 0 0 0年第 1 3卷第 6期上刊登 Sampson.M.I.等人文章 ,介绍了用扫描电子显微镜分析法对硫化矿物上氧化铁硫杆菌附着进行的研究工作。氧化铁硫杆菌是一种兼性需氧菌 ,它能促进特定硫化矿物中的无机基质氧化。硫化矿物的氧化机理不是十分清楚。直接氧化机理涉及细菌在硫化矿物表面上的附着。用扫描电子显微镜 (SRM)研究氧化铁硫杆菌 (DSM5 83)附着引起的 3个硫化矿物样品的表面浸蚀。黄铁矿、黄铜矿精矿、含有砷黄铁矿及斜方砷铁矿 (Fe As2 )的矿石样品被放在树脂片上 ,随后加入氧化铁硫杆菌 ,矿物粒子呈现不…     

铁氧化细菌与黄铁矿浸出速度及矿物性质的关系

使用取自栅原矿、花岗矿和内之岱矿的三种矿样，研究了铁氧化细菌生物浸出黄铁矿的动力学问题。生物浸出试验以及细菌对黄铁矿试样的吸附试验是在３０℃和ｐＨ２条件下于一个能充分混合的间歇反应器中进行的。分析了吸附平衡数据，计算出了最大吸附能力和朗莫尔计算公式中的平衡常数。细菌吸附参数在量值上实际是相等的。液相中浸出铁的浓度和游离细菌的浓度随时间变化的试验数据与预先为硫化矿物生物浸出提出的动力学模型相一致。模     

应用振动搅拌来强化金精矿中的黄铁矿的细菌浸出

研究了搅拌浸出流体动力学和混合方法对用嗜酸的氧化亚铁硫杆菌和硫氧化硫杆菌浸出含砷黄铁矿金精矿浸出动力学的影响。在研究了振动搅拌和充气搅拌时的细菌化学浸出的动力学。研究结果表明，振动搅拌设备中创造出的条件的特点是，浸出过程中具有较高的细菌氧化活性。振动搅拌可加快细菌化学浸出速度，提高硫化矿物(黄铁矿)的浸出率。黄铁矿氧化程度的提高使黄铁矿中的金暴露出来，从而提高金的氰化率。     

硫化矿细菌浸出机理

本文提出硫化矿细菌浸出机理的５种模型：（１）硫化物的细菌直接氧化；（２）硫化物与元素硫间接细菌氧化；（３）Ｆｅ３＋扩散通过元素硫的固体产物层然后氧化硫化物；（４）生成铁矾固体产物层时的细菌间接浸出；（５）原电池反应。对不同的硫化物５种机理作用大小不一。文中对硫化矿细菌直接氧化机理及细菌在硫化物氧化中的作用提出了“细胞电池反应”的设想。细菌浸出时细菌紧密附着在硫化物表面，形成一对原电池。硫化物为负极，细胞膜与细胞质为正级。电子由负极向正极转移，负极上发生氧化反应，正极上细胞质内发生Ｏ２的还原反应。在这种电子的传递过程中电能转化为化学能与生物能伴随着细胞内ＡＴＰ的合成。从负极到正极电子靠细胞呼吸链传递。文中介绍了关于氧化铁硫杆菌呼吸链的组成与电子传递顺序的一些重要观点。     

脂肪醇聚氧乙烯醚对钴矿物生物浸出的影响

通过考察脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO_9)对细菌生长、溶浸液与矿物表面的接触角以及金属浸出率的影响,研究AEO_9对钴矿物生物浸出过程的影响。研究结果表明,添加低浓度的AEO_9对细菌的生长没有影响,但浓度过高会抑制细菌生长;添加AEO_9后,可显著减小溶液与钴矿物的接触角,溶液对矿物表面的润湿作用随AEO_9质量浓度的增加而增强;添加AEO_9能够促进钴矿物的氧化溶解,提高金属浸出率,当质量浓度为0. 40 g/L时催化效果最佳,钴浸出率可提高19. 3%,铜浸出率可提高24. 3%。     

硫化镍矿生物浸出研究进展

微生物浸出技术是处理低品位硫化镍矿的有效方法之一。硫化镍矿生物浸出技术的研究对象主要包括浸矿菌、浸出机理、浸出工艺及影响因素等。介绍了硫化镍矿生物浸出常用菌种以及近年来开发的高效浸矿菌;论述了硫化镍矿生物浸出作用机制,即硫化镍矿微生物浸出是在直接和间接共同作用下被氧化溶解,同时也存在“原电池效应”引起的电化学氧化作用,在此基础上综述了硫化镍矿生物浸出机理的研究进展;总结了培养基、矿浆温度、矿浆pH值、矿浆浓度、表面活性剂等因素对低品位硫化镍矿生物浸出的影响;指出今后应从细菌培育、微生物代谢、浸出强化技术以及工艺条件优化等方面开展低品位硫化镍矿生物浸出技术研究。     

黄铁矿在生物浸矿过程中的电化学氧化行为

自然界中大多数次生硫化铜矿都伴生一定量的黄铁矿，在生物浸出过程中黄铁矿过量溶解，造成浸出体系中铁酸不平衡。根据原子轨道及分子理论，分析了黄铁矿的电化学溶解机理，认为氧化还原电位是影响黄铁矿溶解的关键因素。用黄铁矿纯矿物进行硫酸浸出、硫酸高铁浸出和钩端螺旋菌细菌浸出试验，结果证实，无菌时，体系氧化还原电位基本低于700 mV，黄铁矿很难溶解，铁浸出率低于10%：有菌时，体系氧化还原电位可提高到800 mV以上，从而加速了黄铁矿的溶解，铁浸出率最高可达67%。     

细菌浸矿作用分析

归纳总结硫化矿细菌浸出过程的各类作用过程，综述相关研究结果。细菌的存在使矿物表面的H^ 浓度增加，同时也使体系混合电位上升。直接作用和间接作用的区别在于硫化矿的氧化分解是否通过Fe^3 的氧化作用，即不管细菌粘附矿物与否，间接作用为Fe^3 浸出矿物，而直接作用则指细菌的直接氧化分解作用。细菌浸矿过程是包括化学、电化学、动力学现象的复杂过程，各种作用不是孤立的，是互相联系，互相影响的。     

硫化矿细菌浸出的半导体能带理论分析

许多硫化矿物为半导体 ,硫化矿氧化浸出过程实际是一半导体 溶液界面电子或空穴转移的过程。基于传统的半导体界面氧化理论 ,系统分析细菌存在时硫化矿 溶液界面电子或空穴转移步骤 ,提出黄铁矿、黄铜矿、铜兰细菌浸出过程的半导体 溶液界面电子及空穴转移模型 ,从半导体能带理论角度揭示了硫化矿细菌氧化浸出机理     

金生物浸出的现状和前景

1前言金的生物浸出可分为四组不同的主要过程（Attia，Litchfield和Vaaler，1985；Karavaiko等，1988；Groudev，1990）：1．用矿质化学营养菌促进随后的金化学提取，对含金硫化矿物进行细菌氧化；2．用异养菌溶解氧化矿中的金；3．生物吸附回收溶液中的金；4．为改善物理选矿方法所得的精矿，对含金硫化矿表面进行细菌处理。2含金硫化矿精矿细菌预处理一些含金硫化物，金以亚微粒细分散于硫化物的基质中，浸出剂难以渗入其内部达到被包裹的金，难以浸出处理。多种矿质化学营养菌能氧化硫化矿物成相应的硫酸盐，释放金。氧化在稀硫酸溶液…     

矿物微生物诱导浮选和絮凝

矿物与微生物作用会使矿物的表面化学性质发生很大变化。例如，矿质化学营养细菌(氧化亚铁硫杆菌和硫氧化硫杆菌)可使黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿和方铅矿等硫化矿物表面化学性质发生很大变化。杆菌类异养细菌可以改变赤铁矿、氧化铝、二氧化硅、高岭石和方解石等氧化矿物的动电性质。微生物与矿物之间的作用通过选择性生物浸出已用于选矿中。与生物浸出法不同。细菌诱导选矿法涉及到矿物一溶液一细菌界面之问的表面现象，并且在该过程中，表面化学变化在几分钟之内在水介质中发生。在本文中说明了嗜酸的矿质化学营养细菌(硫氧化硫杆菌)和嗜中性的异养细菌(多黏芽胞杆菌)在氧化矿物和硫化矿物选矿中的作用。从细菌作用对矿物表面疏水性和亲水性影响出发，概述了细菌在氧化矿物和硫化矿物上的附着机理。讨论了细菌细胞及其代谢物(生物蛋白质和外多糖)对硫化矿物(闪锌矿和方铅矿)及氧化矿物(赤铁矿、氧化铝和方解石)表面性质改变中的作用。在细菌对矿物基质驯服以后，可以得到对矿物具有特效性的生物药剂。     

生物浸出磁黄铁矿的研究概况

磁黄铁矿矿物组成复杂,且极易氧化;浮选困难,但易于生物浸出。本文从浸出机理、动力学和强化措施等方面阐述了生物浸出磁黄铁矿的研究现状。指出了该技术存在的问题和应用前景。     

利用嗜温和嗜热菌株生物浸出复杂硫化铅-锌矿

《Hydrometallurgy》2 0 0 4年 73卷 3～ 4期上刊出DeveciH 等人撰写的有关细菌生物浸出复杂硫化铅 /锌矿 (精矿 )的论文 ,比较了pH和Fe对浸出的重要性。利用嗜温 ( 30℃ )、中等嗜热 ( 5 0℃ )和极度嗜热 ( 70℃ ) 3组嗜酸菌株进行硫化铅 锌矿 (精矿 )的生物浸出试验。研究了菌株、pH、铁沉淀和加入Fe2 +对浸出锌的影响。结果表明 ,嗜酸菌株极适宜于从硫化矿中选择性提取铅、锌 (渣计铅浸出率 >98% ) ;与另 2组菌株相比 ,中等嗜热菌株浸出锌的动力学性能最优。发现pH对浸出过程控制的细菌活性和Fe3+沉淀 (主要以黄钾铁矾形式 )有重要的…     

黄铜矿的嗜热细菌生物浸出工艺研究:温度-pH-氧化还原电位之间的依赖关系

嗜热细菌生物浸出黄铜矿的铜浸出率,取决于温度、pH和氧化还原电位,而且还取决于所使用的嗜热细菌的活性.研究了在不同的pH值和温度并有着不同的初始Fe3+数量的条件下,使用三种嗜热细菌浸出时达到的铜浸出率.获得的结果表明.由于Acidianus brierleyi(缩写为A.brierleyi菌)浸出铁(以Fe3+形式)的能力很低,由接近临界值(450mV,Ag°/AgCl参比电极)的氧化还原电位,反映出达到了很高的生物量浓度,在这样的氧化还原电位下浸出时铜浸出率最高.相比之下,由于Sulfolobus metallicus(S.metallicus菌)和Metallosphaera sedula(缩写为M.sedula菌)较高的浸出铁(以Fe3+形式)的能力,由很高的氧化还原电位反映出的很高的生物量浓度,再结合Fe3+以黄钾铁矾(KFe3[SO4]2·(OH)b)形式的沉淀作用,因而就降低了浸出速率.因此,在对于嗜热细菌的生长是最佳的温度时,并不总是意味着能达到很高的铜浸出率.一般地说,最高的铜浸出率是在初始pH值为1.5的条件下达到的.然而,在初始pH值为2.5时观测到比在pH 2.0时达到了更高的浸出率,证实了在高pH值时黄铜矿的生物浸出是受氧化还原电位而不是由pH或温度所控制的.当提供的为激发浸出反应所需的初始的Fe3+数量不足时,双向酸杆菌的生物浸出能力就会降氏,或浸出反应受到抑制,而硫化裂片菌和金属丝菌对初始的Fe3+提供量就没有那么敏感.这一结果证实了对矿物表面直接的酶促催化作用,能引发黄铜矿的生物浸出反应,但稍后氧化还原电位就控制着黄铜矿的浸出速率.     

矿物原料的生物选矿

从不同的矿物原料 (如石英砂、高岭土、粘土等 )中 ,用化学生物联合方法除掉含铁氧化矿物的技术得到了发展。在此方法中 ,矿物原料在由细菌产生的草酸和盐酸的浸出液中进行浸出 ,浸出温度为 90℃±。浸出是在带有机械搅拌的耐酸反应器中进行。随被浸出的矿物原料的铁含量和铁的存在形式不同 ,浸出时间为 1 -6h不等。经过此方法处理后 ,一些石英砂的Fe2 O3含量从 0 0 3 5-0 0 88%降至 0 0 1 2 %以下 ,使得它们适合制作优质的玻璃。不同种类高岭土的Fe2 O3含量可从 0 65-1 4 9%降为 0 4 4-0 75% ,从而使它们的白度从 55-87%增至 86-92 %。粘土中的Fe2 O3含量从 6 2 5%降至 1 85% ,使粘土的耐火性从 1 670℃增至 1 750℃。同样的方法也被用来从主要为粘土和高岭土的铝硅酸盐中浸出铝。但是在这种情况下 ,含有柠檬酸的微生物发酵液体是通过硫酸或盐酸 ,或不同无机酸的混合物来进行酸化的。为了提高铝的溶解度 ,铝硅酸盐浸出前在 60 0℃ -650℃的温度下加热 1 -2h。不同种类的粘土和高岭土中的90 %以上的铝在 3 -6h内将被浸出来。“硅酸盐”细菌与环状芽胞杆菌类有关 ,已用来从含有杂质铝硅酸盐的低品位的铝土矿中浸出硅。细菌的作用与矿物结构的裂解 (通过细菌代谢物 ,如有机酸和多糖 )有关 ,同时与     

含金砷黄铁矿氰化前的生物氧化预处理

氰化物浸出是从含金产提取金的传统方法。当含金矿岩中含有大量的硫化矿物时，氰化法回收金通常要先经氧化热处理或化学预处理。从硫化矿基质中解离金使之适宜于氰化处理，从对环境的影响还是和处理成本相比较，生物氧化浸出可能是一种有利的选择。对土耳其Ｇｏｅｌｃｕｅｃｋ矿山的含金砷黄铁矿用氧化铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌进行了微生物浸出的小型试验研究。用因素试验方法对能提高常规氰化法金回收率的微生物氧化预处理的影响因素     

应用生物浸出和磁选法生产玻璃砂

天然石英砂含有各种各样的含铁和黏土矿物,它们覆盖在硅酸盐颗粒表面上或者是浸染在硅酸盐基质中.联合使用生物浸出工艺和磁选法可以显著地提高石英砂的质量.为将石英颗粒内部间隙中的杂质分离出来,用细菌分解蒙脱石是必需的.采用生物浸出法从诸如石英砂这样的工业矿物中分离杂质会涉及到硅酸盐基质,这就是Genus Bacillus菌属的硅酸盐异养细菌具有潜在用途的原因.用溶液样品的化学分析和细菌产物CO2分析来监控石英砂生物浸出过程中铁垢还原活动,以及优化石英砂生物浸出的条件.试验结果表明,铁溶解的速度与Bacillus spp.菌属的种类有关.还原铁的Bacillus spp.细菌细胞悬浮液内的醌促进了石英砂中Fe(Ⅲ)的还原.在糖蜜存在的情况下,铁溶解率较高.生物浸出使取自(S)a(s)tin Stra(z)e矿床的石英砂含铁量降低了60%,后续的磁选处理使样品铁含量降低了92%.采用生物浸出和磁选法除铁获得了高质量的白色原料.该工艺需要控制细菌还原铁的条件,并且取决于杂质矿物的矿物组成.