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.     

中度嗜热微生物浸出复杂多金属铜精矿的优化(英文)

研究了中度嗜热微生物浸出复杂多金属铜矿过程中初始pH、温度、装液量、转速、原电池效应(黄铁矿比例)和矿浆浓度的影响。结果表明,初始pH为1.5的铜浸出率分别是初始pH为1.0和2.0的实验组浸出率的1.5倍和1.4倍。当温度为45°C时铜的浸出率比温度为50°C时的高出1236.8%。随着转速的升高和装液量的降低,铜的浸出率明显提高。当黄铁矿的比例增大时,铜的浸出率也逐渐提高,但是当黄铁矿比例高于20.0%后,铜浸出率不再增加。温度和pH及温度和黄铁矿比例之间存在显著的交互作用。     

活性炭对含钴矿物生物浸出的催化作用

研究活性炭对含钴矿物摇瓶生物浸出的影响。结果表明:在浸出过程中,由于原电池效应,添加活性炭加速硫铜钴矿的氧化溶解,钴的浸出率也随之提高。添加1.0 g/L活性炭,在矿浆浓度为10%、浸出温度为45℃、转速为180 r/min的条件下,钴浸出率提高22.06%,铜浸出率提高15.43%。粒状活性炭与粉末状活性炭具有相同的催化效果,硫铜钴矿的生物浸出不受活性炭形状影响,生物浸出过程中可以用活性炭颗粒代替活性炭粉末。pH值对活性炭对钴离子的吸附有控制作用,随着pH值降低,活性炭对钴离子的吸附量减小,浸出条件下金属离子的损失可忽略。     

两种极端嗜热古菌对黄铜矿的吸附和浸出行为（英文）

研究两株具有代表性的极端嗜热古菌A. brierleyi和S. metallicus及其混合物对黄铜矿的吸附和浸出行为。结果表明,S.metallicus的铜浸出率略高于A.brierleyi的,其中混合菌体系的铜浸出率最高。浸出过程中的群落结构分析表明,S. metallicus在菌群中属于优势菌群;A. brierleyi所占比例呈现上升趋势,而这一上升趋势与黄铜矿在混合体系浸出后期的铜浓度比在单菌体系增长更快有关。Langmuir参数分析得出两种古菌之间不存在竞争性吸附关系,而qPCR结果显示,在混合浸出的过程中,S. metallicus和A. brierleyi之间会产生促进性吸附。本研究进一步阐明混合极端嗜热菌在矿物表面上所发生的吸附行为。     

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。     

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%。     

多金属结核与低品位硫化镍矿共提取中Acidithiobacillus ferrooxidans增速作用

为利用多金属结核与低品位硫化镍矿,提出嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,At. f菌)共浸出镍、钴、铜、锰工艺,考察有无Fe(Ⅲ)和At. f菌体系中S/Mn矿石质量比、矿浆浓度、搅拌速度、温度、接菌量和pH值对主金属元素浸出的影响,通过循环伏安、电化学极化、计时电流、XRD和SEM等分析手段揭示多金属共浸出过程中At. f菌的增速作用机理。结果表明:At. f菌可提高主金属元素浸出速度和回收率;At. f菌存在时,多金属结核阴极-低品位镍矿阳极电极间电位差增大,Fe~(3+)/Fe~(2+)和S~0/S~(2-)氧化还原加快,从而加速腐蚀反应。At. f菌促进多金属结核溶解过程电子转移和物质交换,引起低品位硫化镍矿氧化还原电位负移并释放吸附矿石表面S~0电子。有菌浸取时的镍、锰、铜和钴浸出率分别达95.34%、97.34%、92.24%和97.75%,比无菌浸取时的分别提高8.78%、4.78%、10.34%和5.46%。     

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。     

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。     

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%)。     

生物浸出体系中中等嗜热菌对锌冶炼窑渣中金属的提取及其电化学特性的影响(英文)

研究中等嗜热菌对锌冶炼窑渣中金属提取的影响以及生物浸出过程中锌冶炼窑渣碳糊电极的电化学特性。结果表明,在矿浆浓度2%、pH1.0、温度65°C、转速为120r/min的浸出条件下,去除生物浸出体系中吸附菌后,废渣中Fe、Cu和Zn的浸出率分别为86.7%、90.3%和66.7%,而在没有去除吸附菌体系中3种金属的浸出率分别为91.9%、96.0%和84.5%。对生物浸出渣和酸浸渣表面细菌分泌物进行FT-IR测试分析可知,生物浸出渣颗粒表面出现了新的官能团振动峰,如1007cm1和1193cm1处的峰,间接说明残渣颗粒表面吸附细菌的存在。生物浸出体系和空白体系的循环伏安曲线和塔菲尔曲线特性进一步表明生物浸出体系中细菌促进了锌冶炼窑渣中有价金属的溶出。     

微生物浸出Pb-Zn-Sn黄铜矿及其生物群落的演替分析

研究了Pb-Zn-Sn黄铜矿精矿在混合中度嗜热微生物槽浸过程中的细菌群落结构变化,并监测浸出体系中金属离子浓度、溶液电位、溶液pH值变化,通过聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性（PCR-RFLP）技术分析微生物群落的结构变化。结果表明,最终铜浸出率高达85.6%,在浸出前期,Acidithiobacillus caldus为优势群落,从第18天开始到浸出结束,Sulfobacillus thermosulfidooxidans为优势群落,但Leptospirillum ferriphilum丰度变化较小。试验结果表明,适当较高的溶液电位和合适的铁离子浓度对黄铜矿精矿的生物浸出作用很关键。     

基于田口法的铜阳极泥微波浸出工艺

基于田口方法,提出微波浸出铜阳极泥的优化方法,并对铜、碲、硒的浸出率进行信噪比分析。结果表明,固液比对铜、碲、硒浸出率的贡献率最大,贡献率分别达到60.83%、54.76%和62.05%。固液比是铜阳极泥微波浸出过程最重要的工艺参数,时间对于铜、碲浸出率为较重要因素,酸浓度对于硒浸出率为较重要因素,微波功率对于铜、碲、硒浸出率的贡献率都较小,分别为4.23%、12.37%和10.32%。铜浸出最优条件如下:微波功率450 W、时间5 min、固液比0.10 g/mL、酸浓度1.0 mol/L;碲、硒浸出最优条件如下:微波功率700 W、时间9 min、固液比0.10 g/mL、酸浓度1.0 mol/L。在优化后的工艺条件下进行验证实验,铜浸出率达到99.88%以上,碲浸出率达到95.70%以上,硒浸出率达到38.22%以上。     

Cu2+、Fe2+和Fe3+对中等嗜热混合菌浸出黄铜矿的影响

在50℃、pH 1.6的条件下,研究了Fe2+、Fe3+和Cu2+对中等嗜热混合菌浸出黄铜矿的影响.结果表明:添加低质量浓度Fe2+时,在浸出前期能够促进黄铜矿的浸出;而添加较高质量浓度Fe2+时,铜的浸出率反而降低;当添加不同质量浓度Fe3+时,由于形成黄钾铁矾而导致总铁质量浓度降低,但铜的浸出率并没有明显变化;添加...     

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%。     

微生物浸出黄铜矿适应性研究

采用微生物浸矿技术,以西部矿业黄铜矿为对象,进行了从黄铜矿中提取铜的实验研究。菌种为氧化亚铁杆菌（T.f）。先进行菌种富集制备T．f菌浸出液,用细菌摇瓶浸出法做实验,了解影响浸出率的各种技术因素。研究结果得出,西部矿业黄铜矿在一般温度（25℃）下,T．f菌浸液的起始pH值为2．5,细菌浸出效果良好,浸出率平均在40％～65％之间,最高达到67％左右。为明确了解T．f菌浸出的效果,进行了无菌化学浸出的平行实验,两组系列实验结果得出,在整个浸出过程中,有菌浸出与无菌浸出相比,前期有菌浸出占有明显优势,但在后期浸出,效果与无菌浸出相当。这是由于有菌浸出后期pH值较前期低,不利于细菌的生长繁殖,此时,浸出时应使用pH值控制器,使其pH保持在合适的范围内,就能继续高的浸出速率。     

混合中度嗜热微生物浸出两种不同类型低品位铜尾矿的比较研究（英文）

利用混合中度嗜热微生物浸出比较研究两种不同类型的低品位铜尾矿(酸浸尾矿和铜浮选尾矿)在浸出过程中矿物学和微生物学特征的变化。结果表明:两种尾矿的浸出行为具有很大的区别。与铜浮选尾矿相比,酸浸尾矿的浸出液中氧化还原电位较低,[Fe3+]/[Fe2+]的比例和微生物菌体密度较高,导致总铜、原生硫化铜和次生硫化铜的浸出率增加。XRD结果表明,在浸出浮选尾矿中,检测到石膏和金属有机复合物,这些物质会减缓硫化矿物的氧化过程。两种尾矿浸出过程的微生物群落变化明显:酸浸尾矿浸入过程中铁氧化菌的比例高于浮选尾矿浸出的,但硫氧化菌比例低于浮选尾矿浸出的,浸出酸浸尾矿时可以检测到F. thermophilum L1,但在浸出浮选尾矿中检测不到。     

盐酸溶液中双氧水浸出黄铜矿（英文）

本文旨在研究以双氧水为强氧化剂的黄铜矿精矿的盐酸浸出过程。研究搅拌速度、固液比、温度、HCl和H_2O_2浓度等浸出参数对金属浸出率的影响。室温下,用3.0 mol/L H_2O_2和0.5 mol/L HCl溶液与黄铜矿反应180 min后,获得33%的最大铜浸出率。结果表明,在反应的前60 min,铜的浸出率增大;此后,由于双氧水的快速催化分解,铜浸出率基本上保持不变。此外,固液比对铜的浸出率影响显著,而且在最稀的悬浮液中(即固液比1:100)铜的浸出率最高。溶出过程可用一级动力学方程描述,表观活化能为19.6 kJ/mol,表明溶出过程受扩散控制,对于HCl和H_2O_2的反应级数分别为0.30和0.53。浸出渣的XRD和SEM/EDS分析结果表明,矿物表面生成单质硫,抑制浸出率的提高。     

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.     

高效浸矿混合菌种的筛选及其在浸矿过程中的微生物群落结构演变

为了筛选可高效浸出低品位硫化矿的混合菌株,从10个典型的硫化矿矿区的酸性矿坑水中分离富集到混合菌株。以浸出率作为筛选的主要标准,筛选后的高效菌株,利用群落基因组芯片分析混合菌群的组成和过程变化。浸矿持续进行24d后,采集自江西德兴银山铅锌矿的混合菌浸出率最高,为68.89%。群落基因组芯片结果表明银山菌群包含9种菌,可被分为6类,在浸出过程中群落始终在变化。该研究为加速浸出和了解浸出过程中群落演替提供了一个较好的方法。