混合高温菌浸出黄铜矿及浸出过程中微生物群落的演替

研究3株极端嗜热古菌(金属硫叶菌,Sulfolobus metallicus JCM 9184;瑟杜生金属球菌,Metallosphaera sedula JCM 9185和万座酸菌,Acidianus manzaensis YN25)在不同起始pH值和不同温度条件下对黄铜矿的混合浸出,并对浸矿过程中混合菌群落的动态演替进行分析.结果表明:在起始pH 1.5时的铜浸出率明显高于在起始pH 2.5时的铜浸出率,而65 ℃条件下的铜浸出率高于75 ℃时的铜浸出率.利用限制性长度多态性(RFLP)分析65 ℃、起始pH 1.5条件下的微生物群落演替,结果显示:在黄铜矿的浸出前期Sulfolobus metallicus是占据优势的菌种,而到后期Acidianus manzaensis的比例则会上升,并最后取代Sulfolobus metallicus成为优势种.     

有色金属尾矿微生物原位浸出关键技术

矿产资源日趋减少,低品位矿和复杂难选矿的开发已成当务之急。有色金属尾矿微生物原位浸出关键技术研究取得了突破性的创新性成果:建立了浸矿细菌复合诱变育种新方法,使尾矿中有价金属浸出效率提高了30%;揭示了不同浮选药剂对浸矿菌浸出有色金属尾矿的影响规律和机制,并揭示了浮选药剂对浸矿体系抑制机理;探明了能够提高金属浸出效率效果显著的能源物质;指出直接从尾矿中溶解出来的无机盐离子完全可以满足菌种生长需求;开发了微生物原位浸出尾矿的工艺,有效解决了尾矿含泥量高、渗透性差、菌液分布不均、不能与尾矿充分接触而形成死角和盲区等技术问题。研究成果在我国有色金属尾矿资源综合利用领域具有较好的应用前景,对被誉为"城市矿山"的电子垃圾资源化和减量化具有一定的借鉴和指导作用。     

高镍铜阳极泥中硒和碲的依次脱除（英文）

对苏打焙烧-碱浸-酸浸从高镍铜阳极泥中依次脱除硒和碲的工艺进行试验研究。通过热力学分析结合各工序中间产物的XRD图谱变化推断整个过程的反应机理。在苏打焙烧过程中,铜阳极泥中以Cu4SeTe形式存在的铜被氧化成CuO和Cu3TeO6,而硒和碲则分别转化为Ag2SeO4和Cu3TeO6。在焙砂碱浸过程中,Ag2SeO4容易溶解浸出,但Cu3TeO6转化为CuTeO3仍然难以浸出,因此在焙烧-碱浸过程硒优先于碲被浸出。残留在碱浸渣中的CuTeO3和CuO很容易在接下来的酸浸过程中浸出。试验研究结果显示,在最佳的苏打焙烧-碱浸过程中,超过97%的硒被浸出,而碲几乎不浸出,从而实现了硒与碲的分离。在随后的酸浸过程中,超过96%的铜和几乎所有的碲被浸出进入酸浸液中。     

中非铜-钴氧化矿两段浸出过程

研究一种非洲铜-钴氧化矿两段浸出过程。采取两段浸出的目的是实现矿石中铜和钴的选择性浸出。第一段主要用硫酸浸出矿石中的铜,第二段用硫酸和还原剂浸出矿石中的钴。第一段浸出的最佳技术条件:矿石粒度小于75μm的比例占89%,硫酸加入量为铜-钴氧化矿质量的13%,液固比为4:1,浸出时间为60 min,温度为常温(25℃);第二段浸出的最佳技术条件:浸铜渣液固比为4:1,温度为65℃,时间为150 min,初始酸浓度为20 g/L,还原剂加入量为理论量的1.5倍。结果表明:两段浸出过程铜和钴的浸出率分别达到97.13%和96.05%。     

嗜酸铁氧化富集物高效浸提废覆铜板分选残渣中的铜

利用生物浸出的方法实现废覆铜板分选渣中残留铜的资源化,主要研究Fe2+物质添加量、浸出时间、初始p H和渣投加量(固形物含量)等因素对不同来源废覆铜板渣中铜生物浸出的影响。结果表明:生物浸出铜过程中无需额外再添加Fe2+能源物质且能够短时间内(≤5 h)快速高效浸出不同来源分选残渣中的铜;初始p H和渣投加量对废覆铜板渣中铜浸出产生显著影响。优化结果表明:控制初始p H≤2.2,渣投加量20%~30%,无额外添加酸和Fe2+,两种分选残渣生物浸出5 h后,铜浸出率可达95%以上。     

初始pH对极端嗜热菌万座嗜酸两面菌作用下黄铜矿氧化溶解的影响(英文)

采用生物浸出和循环伏安试验研究初始pH对黄铜矿在65℃条件下氧化溶解的影响,分别采用XRD和拉曼光谱分析黄铜矿生物浸出过程中和电极表面形成的氧化产物。化学浸出结果表明:黄铜矿溶解速率随着初始pH的减小而增大,然而初始pH对黄铜矿生物浸出的影响却正好相反。当初始pH为1.0时,万座嗜酸两面菌的加入几乎没有促进黄铜矿的溶解,这主要是由于高酸度严重抑制了万座嗜酸两面菌的生长。电解液中存在或不存在万座嗜酸两面菌时黄铜矿的阳极氧化电流都随着初始pH的增大而增大,同时在黄铜矿电极表面检测到了单质硫和铜蓝。结果表明,在化学浸出过程中黄铜矿是在质子作用和氧化作用下溶解的,黄铜矿氧化生成了铜蓝和单质硫。     

生物浸出过程中微生物协同作用机制的研究进展

在生物浸出过程中,不同类型的浸矿微生物相互影响、相互促进,提高各自的代谢活动,从而提高金属浸出率。综述浸矿微生物协同作用的类型铁氧化菌与硫氧化菌、自养菌与异养菌、吸附菌与游离菌以及常温菌与高温菌的协同作用以及它们之间的作用机制,并分析协同作用的研究思路及生物浸出过程中矿物的溶解途径,重点介绍协同作用的研究方法和关键代谢产物及其作用。     

不同菌种对雌黄的生物浸出机理

分别采用嗜酸氧化亚铁硫杆菌(At.f)、嗜酸氧化硫硫杆菌(At.t)以及中度嗜热西伯利亚硫杆菌(S.s)对雌黄进行浸出。结果表明:嗜酸氧化硫硫杆菌浸出雌黄的效果较好,浸出过程是细菌直接与矿物作用;中温菌浸出雌黄则主要通过将Fe2+氧化成Fe3+,再由Fe3+氧化溶解矿物,浸出后期在矿物表面生成覆盖层;嗜酸氧化亚铁硫杆菌很难在雌黄矿浆中生长;添加适量表面活性剂Tween-80能有效改善矿物表面润湿性,促进Fe3+对砷的浸出,但对细菌生长会造成影响,抑制细菌直接浸出。     

不同碳材料辅助下混合中度嗜热微生物浸出黄铜矿的比较研究（英文）

采用混合中度嗜热微生物研究4种碳材料(人造石墨、炭黑、活性炭和碳纳米管)对黄铜矿浸出的催化作用。结果表明,添加人造石墨和活性炭能使溶液pH值降低,氧化还原电位维持在合适的范围,使浸出液中总铁、三价铁浓度和矿渣表面吸附微生物的数量增加,最终提高黄铜矿中铜的浸出率;而添加炭黑和碳纳米管能抑制浸矿微生物的生长,最终导致浸出效率降低。X射线衍射分析表明,在添加人造石墨和活性炭实验组中,黄钾铁矾和硫膜是钝化层的主要成分,但钝化层的形成不会影响黄铜矿的进一步分解。此外,人造石墨和活性炭的添加使浸出体系中游离微生物和吸附微生物的群落结构发生改变。在黄铜矿浸出末期,硫氧化茵A.caldus S1(丰度为93%～98%)成为优势菌种,而铁氧化菌L.ferriphilum YSK所占比例仅为1%～2%。     

废弃线路板分选尾渣微生物浸出过程中的参数优化

采用微生物浸出技术,选用4种中度嗜热浸矿菌:嗜铁钩端螺旋菌(Leptospirillum ferriphilum),嗜酸喜温硫杆菌(Acidithiobacillus caldus),嗜热硫氧化硫化杆菌(Sulfobacillus thermosulfidooxidans)和嗜热嗜酸铁质菌(Ferroplasma thermophilum),作为混合菌回收废弃线路板分选尾渣中的金属铜。通过摇瓶浸出实验,研究混合菌在不同浓度分选尾渣中的浸出过程,并探究初始p H、初始Fe~(2+)质量浓度、培养温度及粉末粒径对铜浸出的影响;并将优化条件应用至3L搅拌槽中,实现浸出体系的扩大。结果表明:摇瓶驯化过程中,混合菌种在分选尾渣中的生长情况较好,且能实现金属铜的有效浸出;在优化参数为初始p H 1.5、ρ(Fe~(2+))1 g/L、45℃条件下的放大实验中,浸出至第7 d时,铜浸出率最高达到93.09%。     

含铜砷的铜电解黑泥氧化酸浸-硫化沉淀分离和回收铜

开发从含铜砷的铜电解黑泥中分离和回收铜的湿法冶金新工艺。该工艺包括黑泥氧化酸浸和浸出液中选择性硫化沉铜两个步骤。研究各种工艺参数对铜和砷的浸出和沉淀的影响。在第一阶段中,最佳工艺条件为:初始H2SO4浓度为1.0 mol/L,液固比为10 mL/g,80℃下连续浸出4 h。此条件下铜浸出率可达95.2%,砷浸出率为97.6%。同时,通过Avrami模型成功模拟氧化酸浸过程铜和砷的浸出动力学,发现铜和砷浸出反应的表观活化能分别为33.6和35.1 kJ/mol,表明该浸出过程主要受化学反应和扩散混合控制。在选择性硫化沉淀过程中,最佳工艺条件为:硫与铜摩尔比2.4:1、时间1.5 h、温度25℃。此条件下99.4%的铜以Cu S形式回收,而砷的沉淀率仅0.1%。     

好氧和厌氧条件下Acidithiobacillus ferrooxidans菌对Fe3+氧化FeS2的影响

嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans:A.ferrooxidans菌)是目前研究得最多的浸矿细菌,其能量代谢途径复杂多样。在好氧和厌氧气氛下,分别对Fe3+浸出黄铁矿及A.ferrooxidans菌对Fe3+氧化浸出黄铁矿的影响进行了研究,并且利用A.ferrooxidans菌构建微生物燃料电池,研究在不同气氛下A.ferrooxidans菌对电子传递过程的影响。结果表明:在好氧和厌氧气氛下,加菌时的黄铁矿浸出率比无菌时的分别提高了40.03%和27.76%。在好氧和厌氧气氛下,A.ferrooxidans菌均可以提高电子传递速率,进而加快氧化还原反应的进行,说明A.ferrooxidans菌在厌氧环境下,能以Fe3+为电子受体、含还原性硫的黄铁矿为电子供体来进行呼吸作用,获得生命活动所需的能量。在实验结果和前人工作的基础上提出在厌氧情况下,A.ferrooxidans菌进行呼吸作用的一条可能的路线图。     

低品位硫化铜矿的细菌浸出

以宁夏某低品位硫化铜矿为研究对象,利用嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillusferrooxidans)和嗜酸氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillusthiooxidans)的混合菌,采用摇瓶浸出、小型柱浸和大型柱浸对矿石可浸性进行研究;采用X射线衍射仪分析矿物及其浸渣的成分;采用扫描电镜分析浸渣表面形貌及其表面元素的含量.结果表明摇瓶矿浆浓度为5%,浸出55d铜浸出率为94.38%;小型柱浸处理矿石2.10kg,矿石粒度小于15mm,浸出226d铜浸出率为62.50%;大型柱浸处理矿石77.85kg,矿石粒度小于25mm,浸出285d铜浸出率为50.63%.柱浸过程中,铜的浸出速率逐渐下降;浸渣中钙含量基本不变,而元素硫的含量明显增加,且存在新的石膏相;浸出后矿石表面元素硫、钙、铁的含量明显增加,在浸出过程中生成的硫酸钙结晶覆盖在矿石表面,铁在矿石表面形成沉淀,使矿石的渗透性变差,导致铜的浸出率逐渐下降.     

氧化亚铁硫杆菌协同闪锌矿-MnO2的发电浸出

采用双电池系统研究了常规发电浸出过程和微生物协同发电浸出过程,考察了阳极、阴极极化,发电量、Zn2+和Fe2+的浸出率与时间的关系.结果表明,微生物协同发电浸出的浸出率和发电量比常规发电浸出的显著提高.其中,Zn2+的浸出率提高近60%,发电量增加约134%.采用电化学三电极系统研究了阳极和阴极的自腐蚀.结果表明,闪锌矿和MnO2的原电池作用在整个系统中占主导作用;微生物协同发电浸出过程中氧化亚铁硫杆菌(A.f菌)能氧化闪锌矿离解生成的单质硫,反应72 h时,生物发电比例达31.72%.     

浮选药剂对嗜酸氧化亚铁硫杆菌浸出低品位铜尾矿的影响

以分离于湖北某铜矿的嗜酸氧化亚铁硫杆菌LD-1菌株(At.f LD-1)为研究对象,研究了4种不同碳链长度黄药、丁胺黑药、2号油、11号油单一浮选药剂和由这些药剂组成的5种组合药剂对At.f LD-1菌株生长、氧化活性以及浸出尾矿效率的影响规律。结果表明:单一浮选药剂均会影响At.f LD-1菌的氧化活性,影响程度有所差异,起泡剂对菌种的影响最小,捕收剂的影响较大;5种组合浮选药剂对At.f LD-1菌株生长、氧化活性和浸铜效率的抑制作用从小到大顺序为丁基黄药+丁胺黑药+2号油、异丙基黄药+丁胺黑药+2号油、异戊基黄药+丁胺黑药+2号油、乙基黄药+异戊基黄药+2号油、乙基黄药+丁胺黑药+2号油。     

西藏某氧化铜联合工艺选矿试验研究

西藏某氧化铜中有用矿物嵌布粒度较粗,但结构松散易泥化。试验对含铜3.25%、氧化率92.67%的原矿进行了一系列浮选条件试验研究,获得铜精矿含铜33.74%、回收率达75.29%的技术指标。对浮选尾矿进行硫酸浸出工艺,浸出液经铁粉置换后获得海绵铜,最终铜回收率达92.15%。     

高通量测序技术分析不同温度下赞比亚低品位铜矿生物浸出过程中的微生物多样性

与传统微生物生态学分析方法相比,近几年高通量测序以速度快、通量高、低成本等特征在微生物多样性检测方面得到了充分应用,并采用此方法研究温度对微生物浸出赞比亚一种低品位铜矿的效率和群落生态的影响。结果表明:在30℃和45℃浸出条件下,铜浸出率分别为64.2%和69.4%,45℃条件下获得了较高铜浸出率。采用高通量Illumina Miseq测序技术分析30℃和45℃浸出条件下微生物群落结构及其动态变化,当浸出温度为30℃,Acidithiobacillus caldus和Acidiphilium sp.是主要浸矿菌;当浸出温度为45℃时,Sulfobacillus sp.和Acidithiobacillus caldus是优势种群。     

Extraction of Vanadium from LD Converter Slag by Pressure Leaching Process with Titanium White Waste Acid

研究了以钛白废酸直接加压浸出转炉钒渣提钒的工艺。矿物学研究表明：钒、钛、铁、锰、铬等金属元素形成的尖晶石是转炉钒渣的主要物相。绘制了V-Fe-H2O、V-Ti-H2O、V-Mn-H2O、V-Cr-H2O等三元系150 ℃高温电位-pH图,明确了酸浸提钒过程的热力学：在低酸度浸出提钒条件下,可溶性离子Fe2+、Fe3+、Mn2+、Cr2+、Cr3+等的热力学稳定与可溶性含钒离子的热力学稳定区重合,酸浸过程中与钒共同进入浸出液中。钛白废酸酸浸正交试验结果表明：温度和初始酸浓度是影响酸浸过程的主要因素。基于正交试验结果,进一步考察温度对浸出过程的影响,结果表明,随着酸浸温度由100 ℃升高到160 ℃的过程中,浸出渣中的钛有效富集含量在4.56%至12.0%之间变化,其他离子主要赋存于浸出液中。在较优条件下：温度 140 ℃,液固比10:1,初始酸浓度200 g·L-1,搅拌转速500 r/min,酸浸时间90 min,钒的浸出率为 96.85%     

钛白废酸加压酸浸转炉钒渣提钒的研究（英文）

研究了以钛白废酸直接加压浸出转炉钒渣提钒的工艺。矿物学研究表明:钒、钛、铁、锰、铬等金属元素形成的尖晶石是转炉钒渣的主要物相。绘制了V-Fe-H2O、V-Ti-H2O、V-Mn-H2O、V-Cr-H2O等三元系150℃高温电位-p H图,明确了酸浸提钒过程的热力学:在低酸度浸出提钒条件下,可溶性离子Fe2+、Fe3+、Mn2+、Cr2+、Cr3+等的热力学稳定与可溶性含钒离子的热力学稳定区重合,酸浸过程中与钒共同进入浸出液中。钛白废酸酸浸正交试验结果表明:温度和初始酸浓度是影响酸浸过程的主要因素。基于正交试验结果,进一步考察温度对浸出过程的影响,结果表明,随着酸浸温度由100℃升高到160℃的过程中,浸出渣中的钛有效富集含量在4.56%至12.0%之间变化,其他离子主要赋存于浸出液中。在较优条件下:温度140℃,液固比10:1,初始酸浓度200 g·L-1,搅拌转速500 r/min,酸浸时间90 min,钒的浸出率为96.85%。     

锌精矿氧压酸浸过程Fe(Ⅲ)助浸及水解沉淀行为EI北大核心CSCD

针对锌精矿氧压酸浸过程受多相传质影响导致氧化能力不足的问题,本文利用锌浸出渣中可溶性Fe(Ⅲ)的强氧化性促进锌精矿中低价硫化物的高效溶解,同时实现铁酸锌、金属硫化物的强化解离和铁的清洁分离。结果表明:锌浸出渣中铁酸锌溶解产生的Fe(Ⅲ)可以提高体系氧化还原电位,强化锌精矿浸出;以添加锌浸出渣形式向系统补充6.1g/L Fe(Ⅲ)后,锌浸出率由87.59%升高到98.82%;升高反应温度、提高氧分压将有助于提升Fe(Ⅲ)、Fe(Ⅱ)的氧化还原反应能力,同时促进锌的高效浸出和Fe(Ⅲ)的矿物化沉淀;提高酸度可以加快锌精矿的溶解速率,但酸度过高将抑制Fe(Ⅲ)矿物化水解沉淀。在初始Fe(Ⅲ)为6.1 g/L、初始酸度95 g/L、反应温度160℃、氧分压0.8 MPa、液固比6 mL∶1 g、搅拌转速800 r/min、反应时间120min的优化技术条件下,锌浸出率为98.82%,同时溶液中92.36%的铁以铁矾的形式沉淀入渣,浸出终渣含黄钾铁矾40.2%、铅铁矾14.6%;浸出液含铁低至1.04 g/L。