活性碳催化低品位原生硫化铜矿石细菌浸出的效应

为了提高用氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌混合菌对低品位原生硫化铜矿石细菌浸出的效果，通过试验，研究了活性碳的催化效应。结果表明，在细菌浸出的初始阶段，添加活性碳可以大大加快铜的浸出速度和提高铜的浸出率。其中添加初始活性碳浓度为3.0g/L时，最有利于铜的浸出，在600h内铜的浸出率可以从11％增加到79％，比不添加活性碳时提高了68个百分点。添加初始活性碳加快细菌浸铜速度和提高铜浸出率的原因是由于活性碳与黄铜矿之间形成了电池反应。添加初始活性碳使矿石中铁的浸出和溶液中二价铁的细菌氧化明显受到抑制。当有活性碳存在时，低品位原生硫化铜矿石在低氧化还原电位下比高氧化还原电位更有利于铜的浸出。     

银离子对低品位原生硫化铜矿石细菌浸出的催化

为了提高用氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌混合菌对永平铜矿低品位原生硫化铜矿石的细菌浸出效果,研究了银离子、氯化银和硫化银的催化作用。结果表明,在细菌浸出的初始阶段,含银催化剂可以大大加快铜的浸出速度和提高铜的浸出率,添加含银30mg／L的含银催化剂,在450h内,铜的浸出率从10％提高到45％～51％;添加银离子比添加氯化银和硫化银更有利于提高铜的浸出率,银离子初始浓度以10mg／L为宜,此时铜的浸出率在600h内从不添加银离子时的20％提高到65％;添加含银催化剂使矿石中铁的浸出和溶液中二价铁的细菌氧化明显受到抑制;当有银离子时,低品位原生硫化铜矿石在低氧化电位下比高氧化电位更有利于铜的浸出。     

活性炭与银离子组合催化低品位原生硫化铜矿细菌浸出的效应

为了进一步提高永平铜矿低品位原生硫化铜矿细菌浸出的效果,通过试验,研究了活性炭与银离子组合催化低品位原生硫化铜矿细菌浸出的效应。研究表明,在细菌浸出的初始阶段,添加活性炭与银离子组合可以进一步提高铜的浸出速度及浸出率,其浸出效果比单独添加活性炭或银离子要好,其中3.0g/L活性炭与2.0 mg/L银离子组合最有利于铜的浸出,在浸出310 h时,铜的浸出率可达到80％,而单独添加3.0g/L活性炭或2.5 mg/L银离子,在浸出310 h时,铜的浸出率分别为62％和20％;控制600～650 mV的低氧化还原电位条件更有利于细菌浸出低品位原生硫化铜矿中的铜。     

催化剂组合对低品位原生硫化铜矿细菌浸出的催化效应

通过摇瓶实验,研究了活性炭、Ag+及Fe2+组合对低品位原生硫化铜矿细菌浸出的催化效应。研究表明:在细菌浸出的初始阶段,添加活性炭、Ag+及Fe2+组合可以进一步提高铜的浸出速度及浸出率,其浸出效果比单独添加活性炭或Ag+要好,其中浸出效果最好的是3.0 g/L活性炭+2.0mg/L Ag++8.0 g/L Fe2+组合,在浸出168 h后,铜的浸出率可达到83%,其次是3.0 g/L活性炭+2.0 mg/L Ag+组合,浸出310 h后,铜的浸出率可达到80%。而单独添加3.0g/L活性炭或2.5 mg/L Ag+,在浸出310 h时,铜的浸出率分别为62%和20%。控制550~640 mV的低氧化还原电位条件有利于细菌浸出低品位原生硫化铜矿中的铜。     

添加纤维素对硫化铜矿细菌浸出过程的影响研究

将硫酸水解处理后的秸秆纤维添加到硫化铜矿细菌浸出过程中,考察其对浸出过程及浸出效率的影响。结果表明,采用50%硫酸处理后,纤维素水解产物为还原糖,有利于混合菌种的培养,提高细菌数量和活性;水解物可降低浸出液氧化还原电位,抑制矿物表面钝化层的产生;黄铜矿单矿物中Cu浸出率提高了36.35%;云南某低品位铜矿中的Cu浸出率提高了11.91%。     

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.     

中温嗜酸硫杆菌浸出低品位硫化铜矿

研究了中温嗜酸硫杆菌的生长条件, 对黄铜矿进行了细菌浸出试验研究。研究表明, 中温嗜酸硫杆菌最适宜的生长条件为: pH值为2, 温度为30±1 ℃, 此条件下细菌浓度为2.24×10⁷个/mL。接种量、矿浆浓度对黄铜矿中铜的浸出率有显著的影响, 随着接种量的增加, 铜的浸出率提高。在相同浸出时间内, 矿浆浓度5%左右时, 黄铜矿中铜的浸出率最高。低品位硫化铜矿柱浸试验结果表明: 细菌浸出75 d, 铜的浸出率为45%。     

铜矿峪低品位铜矿细菌浸铜研究

用氧化亚铁硫杆菌对铜矿峪矿低品位铜矿石进行生物氧化浸矿试验,从而在酸浸基础上进一步提高铜浸出率。结 果表明,添加细菌浸矿时,铜浸出率可提高10％以上。对地下溶浸工艺而言,先用细菌将Fe2 化为Fe3 ,再将溶液注入矿体,浸 出硫化矿中的铜是行之有效的方法。     

银离子对钴矿石微生物浸出的影响

在微生物浸出钴矿石过程中添加银离子,考察了银离子对浸矿细菌生长、钴矿石生物浸出行为的影响。结果表明,银离子添加量对浸矿细菌的生长有直接影响,当添加量低于20 mg/L时,银离子对浸矿细菌的生长影响不大,但继续提高银离子浓度将对浸矿细菌的生长产生抑制作用;添加银离子能够加速含钴矿物的氧化溶解速率,显著提高金属浸出率,在矿浆浓度10%、浸出温度38 ℃、转速160 r/min、银离子浓度15 mg/L条件下,银离子的催化效果最佳,此时金属钴浸出率可提高28.0%,金属铜浸出率可提高26.8%。     

黄铜矿生物浸出中细菌吸附规律研究

通过研究不同矿石浓度、粒度、初始pH值下细菌浸出黄铜矿的吸附规律以及表面活性剂对细菌浸出的影响,结果发现：在浸出初始阶段,细菌吸附量随时间逐渐增加,到达稳定吸附期时,吸附在矿物表面的细菌可占到90%以上;随着浸出时间的延长,经过稳定吸附时期后细菌吸附量会有所下降。表面活性剂吐温-20的存在可促进黄铜矿的氧化溶解,提高矿物的浸出速度,但不能提高铜浸出率,高于其临界值时,吐温-20反而不利于细菌生长,抑制浸出过程。     

中高温浸矿菌结合对高砷铜精矿的浸出研究

利用自主选育的耐高砷中高温浸矿菌浸出以砷黝铜矿为主的高砷铜精矿(As 4%～5%, Cu＞20%)。采用前期中温浸矿菌, 后期高温浸矿菌的两段法生物浸出10 d, 总铜浸出率可达90.01%。对浸渣的铜物相分析可知: 高温菌对黄铜矿的浸出率可达78.45%, 是中温浸矿菌14.2%的5.5倍以上; 对砷黝铜矿的浸出率为33.42%, 约为中温浸矿菌17.48%的2倍。对原生硫化铜矿的浸出率总计为50.24%, 约为中温浸矿菌16.26%的3倍。高温菌对砷黝铜矿的氧化作用较黄铜矿差; 中温浸矿菌对As³⁺ 和As⁵⁺的耐受力比高温菌强。在两段法浸出前期添加2.0 g/L的 Fe³⁺ 或2.5%的黄铁矿精矿细菌培养液均能提高中温浸矿菌的浸出速率。     

银催化铜矿石的细菌浸出

黄铜矿是所有铜矿物中较难浸出的矿物之一。利用氧化亚铁硫杆菌氧化浸出以黄铜矿为主的德兴铜矿原矿，当处理１ｋｇ矿石添加０１６和０３２ｇ银时，经过２１天浸出，铜的浸出率从未加银的２８２％分别提高到７７５％和７９７％。银的催化作用可能是通过改变矿物表面电化学性质，发生电化学反应而实现的。浸渣的Ｘ射线衍射结果表明，矿物表面有Ａｇ２Ｓ生成。通过育种方法可得到耐受银的质量浓度为１００ｍｇ／Ｌ的浸矿菌株。     

低电位生物浸出黄铜矿研究

在酸性溶液中,高浓度Fe²⁺离子的存在有助于溶解氧对黄铜矿的氧化浸出。试验驯化培养具有单一硫氧化性的高效浸矿细菌,运用其对单体硫的高效氧化性能,结合Fe²⁺离子对黄铜矿氧化浸出的促进作用,开展黄铜矿低电位生物浸出研究。研究发现硫氧化菌可有效利用黄铜矿氧化溶解的产物--单体硫,将其氧化为硫酸并补充溶液H⁺离子消耗。同时,清除黄铜矿表面氧化溶解产物--单体硫后,有助于离子扩散和黄铜矿的进一步氧化溶解。     

Cooperative bioleaching of chalcopyrite and silver-bearing tailing by mixed moderately thermophilic culture: An emphasis on the chalcopyrite dissolution with XPS and electrochemical analysis

In this work, the interactions between one sample of silver-bearing tailing (223 g/t silver) and chalcopyrite during bioleaching by mixed moderately thermophilic culture were investigated. Bioleaching results showed that copper can be almost totally extracted from chalcopyrite as the result of addition of the silver-bearing tailing, and silver (Ag) extraction can be significantly improved with the addition of chalcopyrite. Hence, cooperative bioleaching process of chalcopyrite and the chosen silver-bearing tailing was feasible. Ag mainly occurred as silver sulfate (Ag₂SO₄), and further work of enhancing the Ag extraction and its recovery is currently in progress. The catalytic effect of the silver-bearing tailing on chalcopyrite dissolution was investigated mainly with X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and electrochemical analysis. Results proved that the presence of the silver-bearing tailing enhanced the oxidation rate of chalcopyrite and also eliminated the passivation effect of polysulfide, thus resulting in an extremely high copper extraction.     

泥型废弃铜矿的细菌浸出试验研究

研究了细菌对Cu²⁺、Fe²⁺离子的耐受性能及其氧化活性, 对泥型废弃矿进行了细菌浸出研究。结果表明, 细菌对Cu²⁺、Fe²⁺有较强的耐受性能, 但要保持其高效的氧化活性, 其浓度应分别控制在2 g/L和4 g/L以内。泥型废弃矿经脱泥处理后, 采用柱浸和堆浸法, 50 d后铜的浸出率高达62.2%和65.5%。     

永平低品位原生硫化铜矿石细菌浸出条件研究

为回收利用永平铜矿废矿石中的低品位原生硫化铜矿资源，通过摇瓶实验，研究了接种量、初始Fe^2＋浓度、矿浆酸度、矿石粒度和矿浆浓度等条件对永平低品位原生硫化铜矿石细菌浸出的影响。研究结果表明：有利于铜浸出的条件是接种量20％，初始Fe^2＋浓度0g／L，初始pH值1．2，浸出过程控制pH值小于1．50，矿石粒度5mm，矿浆浓度20％～25％；溶液中三价铁含量过高或产生铁的沉淀都会直接影响细菌的浸矿效果；尽管浸矿细菌能很好地适应浸矿环境，但铜的浸出速度偏慢、浸出率偏低，有待于采取强化浸出措施。