生物浸出及其在有色冶金中的应用

本文简要叙述了生物浸出常用的各种硫杆菌的基本特征、细菌的催化作用及金属硫化物细菌氧化机理、生物浸出工艺及其在有色冶金中的应用。此外还较详细地评述了影响生物浸出的主要因素、生物浸出过程的改进及强化措施。     

含镍硫化物湿法冶金技术应用及研究进展

随着新型电动汽车和插电式混合动力汽车的批量生产,镍的需求将出现激增态势。湿法冶金技术在处理低品位、复杂难选的硫化镍矿或火法冶炼镍中间产品等资源方面具有优势。文中对氨体系加压浸出、酸体系加压浸出、氯化浸出、常压浸出及生物浸出工艺分别从原料特性、工艺特征、过程化学、工业实践、研究现状等角度进行了分析。高镍锍酸体系加压浸出工艺在镍湿法冶炼中占有重要地位,工艺较为成熟,应用也越来越广;氨体系加压浸出工艺在工艺方面仍有进步空间;含镍硫化物常压浸出和生物浸出工艺技术是未来的研究方向,但尚处于起步阶段。实际生产中,需要结合含镍硫化物资源特点、工艺适用性、市场产品需求等因素,因地制宜发展湿法冶炼提镍工艺。     

硫化物生物浸出过程中木质纤维素的应用现状

生物浸出技术具有成本低、无污染、要求简单的特点,已被成功应用于很多金属硫化矿物的回收。但生物浸出速度慢、浸出率低的问题一直存在,特别是黄铜矿。木质纤维素作为一种廉价的可再生资源,可以加速生物浸出过程,比如废旧报纸、稻壳、竹屑等。对木质纤维素在生物浸出中的应用研究进行回顾,讨论木质纤维素的硫酸水解问题,对比分析添加木质纤维素对生物浸出效率、矿物、ORP、pH、Fe3+/Fe2+、微生物群落等的综合影响。总结了木质纤维素促进生物浸出的机理,并讨论氰渣处理和砷固定方向的相关研究和发展趋势。     

科技文摘

生物浸出过程的化学与电化学基础G .S .Hansford等研究了生物浸出过程的化学与电化学基础。研究结果表明 ,硫化矿物的生物浸出涉及矿物与浸出液及微生物外细胞多聚糖层的电化学与化学反应。微生物通过氧化硫和铁离子获取能量 ,这一过程可用电化学和化学渗透理论解释。最近 ,硫化矿物生物浸出的机理研究取得了明显进展。基于此机理的动力学模型可用于预测连续生物反应器的行为。氧和二氧化碳消耗速率的确定及氧化还原电位的确定可进一步解释硫化矿物的生物浸出机理 ,并使分别确定次级过程的动力学成为可能。已经表明 ,生物浸出至少涉及 3个…     

微波预处理对低品位复杂硫化矿生物浸出行为的影响

P．A．Olubambi研究了矿物学特点对微波预处理改善低品位复杂硫化矿生物浸出行为的机理的影响,解释了矿物学、微波预处理和生物浸出过程之间的相互关系。在混合嗜温茵液中通过生物浸出试验和电化学技术,研究了微波辐射对生物浸出行为的影响及低品位复杂硫化矿在1100W家用微波炉中微波加热5min的反应过程。结果表明,微波预处理改善了矿石的生物浸出行为,     

外加电场强化生物浸出的研究进展

在当前能源紧缺、碳达峰与碳中和的背景下,生物浸出技术因其成本低、污染小、操作简便等优点而被广泛地应用于各种矿产资源的提取,但因浸出速率缓慢,严重影响其实际应用。因此本文讨论了外加电场对生物浸出的强化效果,以外加电场对微生物细胞胞外电子传递、细胞渗透性以及群落的影响为例,分析了外加电场强化微生物浸出的机理。最后分析了外加电场对浸出过程中金属溶解率、溶液溶质和微生物的渗流能力的影响,提出了如何从电化学强化的角度提升生物浸出效率,为今后该领域的研究提供借鉴与参考。     

黄铜矿生物浸出中钝化现象研究进展

随着矿产资源的日益贫化，传统的矿物加工及其后续的火法冶炼技术在处理矿物时存在不少弊端，生物浸出技术以其反应温和、对环境友好、能耗低、流程短等优点被各国广泛研究。常温生物堆浸技术业已在硫化铜矿（次生）的开采中实现大规模商业化应用，效果良好。但是，在铜资源主体一黄铜矿的生物浸出研究中，研究者发现常温菌难以获得较高的浸出速率，即所谓的钝化现象，以黄钾铁矾钝化，硫层钝化，多硫化物钝化3种现象最为普遍。为了防止黄铜矿生物浸出过程中钝化现象的产生，提出了Ag^＋催化、Fe^2＋和Cu^2＋催化、嗜热嗜酸菌浸出等有效措施。本文介绍了国内外生物湿法冶金工作者在黄铜矿生物浸出过程中钝化方面的研究进展。     

低品位次生硫化铜矿生物柱浸试验研究

采用铜萃余液从紫金山低品位次生硫化铜矿石中柱浸铜,研究了溶液pH、温度及铁质量浓度等因素对铜、铁浸出的影响。试验结果表明,生物浸出过程中,铜、铁的浸出行为存在差异,铜先于铁被快速浸出,浸出后期铜浸出率增幅较小,铁浸出率快速升高。推荐的既有利于铜浸出又相对抑制铁浸出的最佳条件为:浸出温度60℃,溶液pH 1.6~1.8,铁质量浓度2~5g/L。最佳条件下,铜浸出率达90%以上。也提出了工业生产工艺优化措施。     

难处理金精矿生物氧化-氰化炭浸法提金试验

针对某难处理金精矿含砷、高碳的特点,采用生物氧化-氰化炭浸提金工艺,考察了矿浆浓度、氧化时间、溶氧量、搅拌速度、培养基用量等因素对Fe、As、S脱除率、硫化物氧化率及金浸出率的影响。氰化炭浸试验结果表明,金的浸出率由直接氰化炭浸时的15.53%提高到95.82%,同时分析了氧化过程Eh、pH变化及Fe的行为。     

硫化铜矿强化浸出研究进展

综述了硫化铜矿强化浸出的研究进展,针对铜的强化浸出过程,介绍了多种可能的强化浸出的方法,其中包括氯介质浸出、生物浸出以及添加辅助剂对硫化矿浸出过程的影响。重点阐述了生物强化浸出黄铜矿的研究。指出采用添加活性炭强化生物浸出黄铜矿能够克服浸出过程中存在的钝化现象,是解决黄铜矿浸出速度缓慢最有发展前景的方法。     

硫化锑精矿浸出过程的研究

对硫化锑精矿浸出过程进行了热力学分析,确定了其浸出过程动力学的控制环节,考察了温度、时间、液固比等因素对浸出率的影响。初步确定了(HCl+Cl_2)浸出硫化锑精矿的最佳条件。     

锌的生物浸出技术现状及研究进展

锌是现代工业所必需的有色金属,属于很重要的战略资源,其在世界所有金属产量中排名第四,仅次于铁、铝和铜。随着低品位难处理锌资源的种类和产量的不断增加,以及湿法冶金技术的不断发展,锌的生物浸出技术得到了研究人员的广泛关注,并展示出了良好的潜在应用前景。本文首先较为详细的介绍了含锌资源的矿物特征,并对其生物可浸性进行了分析。其次,对目前锌的生物浸出体系,所用浸矿菌种,浸出过程所涉及的电化学、热力学、动力学以及浸出机理进行了归纳总结;接着,对锌的生物浸出技术现状和工艺新进展进行了阐述。最后,展望了锌的生物浸出工艺的发展趋势及后续的研究热点。研究表明高效浸锌菌种的选育驯化、与之相匹配的工艺及装备研发,是锌的生物浸出当今研究热点及未来发展方向。      

生物浸出技术及其应用研究进展

综述了生物浸出过程中浸矿微生物的分类,包括:中温菌、中等嗜热菌和极端嗜高温菌及氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌、氧化亚铁微螺菌,重点综述了生物浸出技术及其应用的研究进展,最后对生物浸出技术的发展方向进行了展望。     

锌精矿氧压浸出工艺影响因素分析

氧压浸出工艺以其矿物原料适应性广,冶炼生产过程中对硫酸的依赖较弱,浸出产物硫方便储存、运输、销售等特点,现正逐渐取代硫化矿焙烧-浸出-净化-电积的传统工艺。本文以某厂两段逆流氧压浸出工艺的生产实际数据作为依据,分析锌精矿浸出原理及浸出过程中的影响因素。氧压浸出反应初始阶段,初酸浓度对反应进行起主导作用,随着浸出反应的进行,温度成为起主导反应进行的重要条件,通过对各影响因素进行试验分析,确定了最终的生产工艺参数,并在此生产条件下,进行了为期一年的生产跟踪,发现氧压浸出率可稳定控制在97%以上。     

生物浸矿的电化学催化

生物浸矿由于其浸出速率很低而使其实际应用受到了严重限制。金属硫化物的生物浸出过程实质上是电子得失的电化学氧化还原过程,因此利用电化学原理可强化金属硫化物的生物浸出。介绍了不同矿物间组成的腐蚀电极、金属离子催化、外国电位（流）等强化生物浸矿的电化学方法,同时分析了细菌的作用和其所受到的影响,探讨了各种方法强化生物浸矿的机理。     

3种硫化矿生物浸出细菌种群演替差异性研究

对黄铜矿、黄铁矿、镍黄铁矿生物浸出过程,浸矿用细菌种群演替差异性进行了研究。初始条件相同,原始菌种中Leptospirillum ferriphilum,Acidithiobacillus caldus占比接近1∶1。研究发现:黄铁矿生物浸出过程中Leptospirillum ferriphilum为优势菌;黄铜矿生物浸出过程中Leptospirillum ferriphilum由优势菌转为劣势菌;镍黄铁矿生物浸出过程中Leptospirillum ferriphilum为劣势菌,但随浸出时间的延长,其在群落组成中的占比有所增加。差异性产生原因分析表明:3种矿物生物浸出过程,浸出液p H并未对细菌种群演替差异产生影响。能源物质硫的供应除对黄铁矿生物浸出过程浸矿用细菌种群演替规律有一定影响外,并未对黄铜矿、镍黄铁矿浸矿用细菌种群演替差异产生影响;3种矿物浸矿用细菌种群演替差异产生的根本原因在于3种矿物生物浸出机制不同,导致了能源物质Fe2+供应差异。     

不同类型黄铜矿的生物浸出研究

研究了两种不同类型(黄铁矿型,斑岩型)黄铜矿生物浸出的差异.实验结果表明:两类黄铜矿生物浸出差别很大,48 d后黄铁矿型黄铜矿浸出率为46.96%,斑岩型黄铜矿浸出率为14.5%.对Fe²⁺、矿物表面Cu2p谱图和矿床特征的分析发现:适量的Fe²⁺能促进黄铜矿的浸出,但最佳用量不一样;浸渣表面产物不同,斑岩型黄铜矿表面出现富铜层,阻碍了浸出继续进行;与原矿相比,铜结合能都降低,符合Hiroyoshi等提出黄铜矿浸出的两步溶解模型;两类黄铜矿生物浸出的差异是由成矿岩体、围岩、伴生矿物和元素、成矿温度和压力等因素综合决定的.     

辉钼矿生物浸出研究进展

简要回顾了国内外钼矿生物浸出的发展历程,总结了钼矿生物浸出率低的原因。对钼矿生物浸出中的关键问题,即辉钼矿的可浸性、钼矿浸出的菌种、生物浸出的作用机理、钼离子对菌种生长的影响和沉淀对浸出的抑制作用作了探讨。此外,提出了浸矿菌种基因改良、多级生物反应器浸出和浸出体系溶液电位调控等辉钼矿生物高效浸出方法。     

温度和液固比对某铀矿生物浸出的影响

铀矿生物浸出过程中,浸矿微生物（氧化亚铁硫杆菌）对温度和液固比等环境因素较为敏感。基于铀矿生物浸出溶浸液中酸碱度、氧化还原电位(Eh)、铁离子浓度的变化和铀浸出率的差异,研究温度和液固比对南方某铀矿生物浸出的影响。结果表明,在温度为30 ℃和液固比为20的条件下,铀矿微生物浸出效果最佳,铀浸出率分别高达为96.15%和97.02%。因此,在生物浸出过程中,可以控制浸出体系温度和液固比,为浸矿细菌提供最适宜生长环境,以强化铀矿的生物浸出。研究结果为南方某铀矿工业生产提供重要参数和理论依据。     

紫金山铜矿生物浸出过程酸平衡分析研究

生物浸出过程中, 矿石溶解、环境蒸发和工程渗漏等因素都会导致酸的消耗; 同时, 高铁的水解反应、矿石中某些金属硫化物(如黄铁矿)在细菌浸出时均会产酸, 此外, 萃余液还会带入一定量的酸.酸的产耗平衡问题不仅与矿物的氧化分解及浸出率息息相关, 还会影响浸矿细菌的生长繁殖以及后续萃取与电沉积工艺的进行.针对紫金山铜矿生物浸出过程, 考察各种矿物的产耗酸的情况, 并模拟特定的工业环境和工艺条件, 进行酸平衡理论分析和计算.通过工业实践, 发现浸出1 t矿石, 产酸量为13.589 kg, 耗酸量为10.597 kg, 从而得到酸过剩量为2.992 kg·t-1矿石.