硫铜钴矿生物浸出过程中细菌的作用及其溶解反应途径

研究硫铜钴矿生物浸出过程中细菌的作用及其溶解反应途径。结果表明,间接作用机制和接触作用机制均对硫铜钴矿生物浸出过程产生影响。当细菌吸附到矿物表面时,矿物溶解速率显著加快,说明浸出过程中接触作用机制对硫铜钴矿的溶解有重要影响。浸出过程中硫元素氧化价态的变化顺序为S?2→S0→S+4→S+6,并有单质硫沉淀在矿物表面,说明硫铜钴矿生物浸出过程按照多硫化物途径进行。硫铜钴矿表面被细菌严重腐蚀,出现许多大小不一的腐蚀坑洞,并有单质硫、硫酸盐及亚硫酸盐生成。这些氧化产物在矿物表面形成一层钝化层。     

硫铜钴矿生物浸出过程中细菌的作用及其溶解反应途径（英文）

研究硫铜钴矿生物浸出过程中细菌的作用及其溶解反应途径。结果表明,间接作用机制和接触作用机制均对硫铜钴矿生物浸出过程产生影响。当细菌吸附到矿物表面时,矿物溶解速率显著加快,说明浸出过程中接触作用机制对硫铜钴矿的溶解有重要影响。浸出过程中硫元素氧化价态的变化顺序为S-2→S0→S+4→S+6,并有单质硫沉淀在矿物表面,说明硫铜钴矿生物浸出过程按照多硫化物途径进行。硫铜钴矿表面被细菌严重腐蚀,出现许多大小不一的腐蚀坑洞,并有单质硫、硫酸盐及亚硫酸盐生成。这些氧化产物在矿物表面形成一层钝化层。     

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%。     

元素硫对黄铜矿生物浸出行为及群落结构的影响(英文)

研究3种典型铁/硫代谢菌—Acidithiobacillus ferrooxidans,Leptospirillum ferriphilum及Acidithiobacillus thiooxidans混合浸出黄铜矿过程中铁/硫氧化活性、群落结构(PCR-RFLP)的变化,以及不同浓度的元素硫对其影响。结果发现,加入3.193g/L元素硫能促进细菌的表观硫氧化活性,改变浸矿体系的群落结构,并进一步影响钝化层的形成、金属离子的溶出,其浸出率(71%)较未添加硫的(67%)有一定程度的提高。而过量的元素硫会抑制铜的浸出(浸出率44%)。     

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.     

混合嗜热古菌在65°C生物浸出黄铜矿过程中活性炭的催化作用和钝化现象的相关性（英文）

研究活性炭对四株典型嗜热古菌混合培养物(Acidianus brierleyi,Metallosphaera sedula,Acidianus manzaensis和Sulfolobus metallicus)在65°C时浸出纯黄铜矿过程中活性炭的催化作用和钝化现象的相关性。浸出实验表明,活性炭能够有效地促进黄铜矿的生物浸出和化学浸出。基于同步辐射技术的X射线衍射、铁的L-边和硫的K-边X射线吸收近边结构光谱学分析表明,在生物浸出过程中当氧化还原电位较低((27)400 mV)时,活性炭能通过原电池反应改变电子传递途径,生成更易溶解的次生矿物辉铜矿,从而增强黄铜矿的浸出。在添加活性炭的生物浸出过程的前期,黄钾铁矾迅速累积但铜离子的浸出速率未受到抑制,然而在生物浸出的后期,大量黄钾铁矾沉淀在矿物表面,从而抑制黄铜矿的进一步溶解。在添加活性炭时检测到了更多的单质硫,但由于嗜热古菌混合培养物具有很强的硫氧化活性,所以生成的单质硫被其消解,因此,未检测到其对黄铜矿浸出有显著影响。     

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%。     

过程pH刺激对游离和吸附菌协同浸出黄铜矿的影响（英文）

为了研究过程pH刺激对中度嗜热菌浸出黄铜矿的影响,测定浸出过程中铜的浸出率以及游离和吸附菌的微生物群落结构动态变化。结果表明,将浸出第14天浸出过程的pH分别调节至1.0及3.0时,游离菌和吸附菌的生长均出现一个适应期。同时,未调节pH的对照组铜的浸出率为87.5%;而调节过程pH至1.0和3.0时,铜的浸出率分别下降至86.9%和64.0%。实时定量PCR分析表明,pH刺激对吸附菌的影响比对游离菌的影响小,说明吸附菌比游离菌对过程pH刺激具有更强的抗性。此外,调节过程pH至3.0显著破坏了游离菌和吸附菌的群落结构,浸出体系无法恢复至正常状态。     

绢云母对黄铜矿微生物浸出的影响

采用以Acidithiobacillus ferrooxidans为主的混合菌,研究绢云母对微生物浸出黄铜矿的影响。结果表明,铜的浸出率随着绢云母粒度的减小而增加,随着绢云母质量分数的增加而呈先升高后降低的趋势。在添加粒度为-33μm、质量分数为5.0%的绢云母时,铜的最高浸出率为54.88%,比不添加绢云母时的铜浸出率提高了约12%,表明绢云母能促进黄铜矿的微生物浸出。绢云母的加入可使浸出体系pH值降低,最终pH值低于1.22。在浸出过程中,新生成的物质主要是铵黄铁矾,它覆盖于黄铜矿的表面,对微生物浸出铜有一定的阻碍作用。     

黄铜矿精矿中等嗜热微生物浸出过程及其优化

采用3种中等嗜热微生物:喜温硫杆菌(Acidithiobacillus caldus,A.c)、嗜铁钩端螺旋菌(Leptospirillum ferriphilu,L.f)、嗜热氧化硫化杆菌(Sulfobacillus thermosulfidooxidans,S.t)对黄铜矿精矿进行浸出。探讨浸出过程中的微生物生长优化及搅拌反应器浸出条件优化。微生物最佳生长条件如下:生长温度为45℃、初始p H为1.5。驯化过的浸矿细菌的生长及浸出率明显高于未驯化的,驯化后浸出率在矿浆浓度为50 g/L时达到最大,为94.00%;当矿浆浓度达到100 g/L时,铜的浸出率稳定在80%左右。搅拌反应器的最优化浸出条件如下:搅拌速度350 r/min,充气强度500 m L/min。在此条件下,对黄铜矿精矿进行浸出,浸出时间为30 d时,最终铜离子浓度为17.36 g/L,铜的浸出率为85.60%。     

还原酸浸法从低品位水钴矿中提取铜和钴

以Na2SO3为还原剂从水钴矿还原酸浸液中提取铜和钴,研究了还原剂种类及用量、浸出温度、硫酸浓度等因素对水钴矿还原酸浸过程中有价金属铜和钴浸出率的影响。结果表明,Na2SO3是较适宜的还原剂;在还原剂用量为水钴矿原矿质量的10%、硫酸浓度为3 mol/L、浸出温度为60℃、液固比为2-1、浸出时间为60 min的条件下,铜和钴的浸出率分别达99.06%和98.87%。并提出了"M5640萃铜→黄钠铁矾法除铁→碳酸钠除铝→氟化钠除钙、镁→蒸发结晶得钴产品"的后续分离净化流程,能有望应用于水钴矿及类似物料中有价金属的提取与分离的工业生产。     

从低品位铜矿石中生物浸出铜的基于响应面方法的经验模型(英文)

使用响应面方法对在摇动的生物反应器里浸出铜进行模拟和优化。采用中温细菌生物浸出低品位铜矿石,研究浸矿过程参数的影响,包括p H值、矿浆浓度、亚铁离子起始浓度。检测了浸出1、4、9、14和24天后的铜浸出率,对浸出时间对浸出率的影响进行建模。采用中心组合设计法(CCD)建立模型,以预测最佳参数值。采用二次方程建模对实验范围内浸出22天的参数进行优化,以达到最大铜浸出率。在最佳条件下(初始p H值2.0,矿浆浓度1.59%,亚铁离子浓度为0)模型预测的铜浸出率为85.98%,这非常接近实验结果(84.57%)。对p H值和矿浆浓度之间以及p H值和亚铁离子浓度之间的相互作用的影响进行研究。结果显示,亚铁离子起始浓度和矿浆浓度之间没有明显的相互作用,而且发现在最佳p H值和矿浆浓度下,铜的浸出率与亚铁离子起始浓度值没有关系。     

混合嗜温细菌对辉钼矿中Cu、Mo和Re的生物浸出

运用响应面方法和中央复合旋转实验设计方法对辉钼矿生物浸出过程中影响铜、钼和铼浸出的一些工艺条件进行了建模与优化.基于中央复合旋转实验设计方法,考察了3个主要因素对生物浸出的影响,即料液pH值、矿浆浓度、接种体浓度,其值分别为:pH1.46～2.14,矿浆浓度0.95％～11.05％,接种体浓度1.59％～18.41％.根据中央复合旋转设计方法进行20组生物浸出实验.根据所得到的铜、钼和铼浸出率的实验结果,基于3个考察因素对其分别建立了经验公式.在实验条件范围内,根据经验公式采用二次方程对获得最大的铜、钼和铼浸出率的工艺条件进行了优化.结果表明,获得最大的铜浸出率的工艺条件为:pH=1.68,矿浆浓度0.95％,接种体浓度18.41％;在此条件下,钼和铼的浸出率分别为2.18％和24.41％.铜、钼和铼浸出率的预测结果与实验结果吻合较好.考察了生物浸出中黄钾铁矾生成对浸出的影响.     

四川某低品位微细粒氧化金矿非氰浸出试验研究

对金品位为2.02 g/t的某低品位氧化微细粒金矿开展了全泥浸出提取金的试验研究。优选出非氰浸出剂CC-1,确定了相应工艺参数,在此基础上开展了3个粒级柱浸试验,对柱浸含金溶液进行了活性炭吸附试验,研究表明该矿石适宜于利用非氰浸出剂CC-1堆浸回收金。矿石磨至-200目占80%、矿浆液固比2:1、石灰用量3000 g/t原矿、CC-1浓度0.10%、浸出时间30 h条件下金浸出率92.75%;在石灰用量3000 g/t、CC-1浓度0.10%、浸出时间10 d时-10 mm矿样Au浸出率92.46%,浸出时间15 d时-20 mm及-30 mm矿样Au浸出率分别为91.49%、89.24%。采用CC-1作为浸出剂的含Au溶液活性炭吸附率为95.72%~97.11%。     

活性炭从氰化液中选择性吸金抑铜的研究

根据配合物离子积理论,控制氰化液中的游离氰根浓度,可以将铜离子调整为不易被活性炭吸附的形态,实现含铜氰化液中金的选择性吸附。据此对福建某金矿的含铜氰化液进行了选择性吸附研究,条件实验和工业试验的结果表明,当调整氰化液中总铜浓度小于200 mg/L、p H值为10.0~11.0,游离氰根浓度不大于150 mg/L时,金的吸附率提高到90%以上,载金炭铜含量降到5 kg/t以下,可实现活性炭从氰化液中选择性吸金抑铜。     

铁闪锌矿的Leptospirillum ferrooxidans菌浸出及电化学性能(英文)

采用纯种L.ferrooxidans菌研究矿浆浓度、pH及外加Fe3+离子对铁闪锌矿生物浸出的影响。结果表明,锌的浸出率随着矿浆浓度的降低而增加。在生物浸出过程中调节pH值到1.6对铁闪锌矿的溶解有促进作用。外加Fe3+离子加速了铁闪锌矿的生物浸出,但当外加Fe3+离子浓度超过2.5g/L时,促进作用变弱。这是因为高浓度的Fe3+离子会对细菌生长产生抑制作用且促进黄钾铁矾的生成。在L.ferrooxidans菌存在条件下,利用电化学测试方法进一步了解有、无外加Fe3+离子时铁闪锌矿的溶解过程。实验数据表明,外加Fe3+离子可以增加腐蚀电流密度,有利于锌的提取。交流阻抗谱表明,添加Fe3+离子后没有改变反应过程的控制步骤。     

堆体结构对次生硫化铜矿柱浸的影响

堆体结构是影响堆内溶浸液分布均匀性和浸矿效果的关键。为探究不同堆体结构条件下次生硫化铜矿生物浸出规律,选取粗、细粒径两种矿石颗粒,开展多种筑堆方式的室内柱浸实验,为期60 d,有效模拟实际堆体的多种结构,并引入CT无损探测技术,分析不同堆体结构下孔隙特征,获取了细菌浓度、p H值、铜浸出率等变化规律,以及浸矿时间与铜浸出率的关系方程等。结果表明:不同堆体结构对于矿石浸出效果的影响程度不同,采用均一大粒径矿石筑堆时,矿石浸出效果最优;浸矿60 d后,铜浸出率达75.9%;当堆内含细颗粒层且其位于堆下部时,溶液下渗困难,矿石浸出效果较差,铜浸出率仅为59.5%;反之,细粒层位于上部时具有良好的分流作用,浸矿效果较优。浸矿后期,在泥质、石英等不反应物的物理沉积,硫、黄钾铁矾、硫化钙等反应产物化学胶结,胞外多聚物等生物因素的共同作用下,铜浸出率逐渐达到峰值。     

利用天然二氧化锰吸附铜（英文）

软锰矿的主要成分为MuO2,其可作为一种低成本的吸附剂使用,研究其对废水中铜离子的吸附分离作用。研究Cu(II)离子的初始浓度、溶液初始pH值、吸附剂用量和粒度对吸附过程的影响。结果表明:随着吸附剂的用量增加,吸附铜的比例增大。在不同铜浓度下,溶液的初始pH值为自然状态时的吸附量最大。当初始溶液浓度、初始p H值、接触时间、搅拌速度、粒径大小和吸附剂用量分别为0.0025 mol/L、自然状态、180 min、200 r/min和6 g/L时,软锰矿对铜的吸附率为96.5%。对吸附过程中的等温吸附曲线和动力学进行研究。结果表明:该平衡吸附数据符合Langmuir等温模型,而过程的动力学符合伪二阶动力学模型。     

镍红土矿高压酸浸过程的金属元素浸出行为

以镍、钴的提取为目的,研究褐铁矿型镍红土矿高压酸浸过程中各金属元素的浸出行为,探讨硫酸加入量、浸出温度、浸出时间及液固比对各金属元素浸出率的影响.实验结果表明,在优化条件下Ni、Co、Mn和Mg的浸出率分别达到97%、96%、93%和95%以上,则Fe的浸出率小于1%.对高压浸出渣的分析表明,渣中的铁和硫主要分别以赤铁...     

采用工艺优化和动力学模型提高铀矿生物柱浸的回收率（英文）

采用嗜酸氧化亚铁硫杆菌提高轴矿的生物柱浸回收率,利用Plackett-Burman因子设计法研究七因素对铀矿生物柱浸显著性的影响。选取[Fe~(2+)]_(initial)、pH值、通气速率和接种率4个显著性参数进行优化试验,采用一种中心复合设计法研究这些参数对铀矿生物浸出的影响。铀矿生物浸出率最大时((90.27±0.98)%)对应的优化参数如下:[Fe~(2+)]_(initial)=2.89 g/L、通气速率420 mL/min、pH 1.45、接种率6%(体积分数)。[Fe~(2+)]_(initial)对铀矿生物浸出的影响最大。由预测模型得到铀的最大回收率为92.01%,此数据与实验所得结果吻合较好。最佳浸出条件下铀矿浸出渣的分析结果表明,矿物表面形成了黄钾铁矾。最佳浸出条件下铀的生物柱浸率提高,黄钾铁矾沉淀量减少。动力学模型预测结果表明,铀的回收率与Fe~(2+)浓度密切相关。