微生物湿法冶金
生物湿法冶金的应用与发展
生物湿法冶金的应用与发展生物湿法冶金是一种利用微生物来提取和分离金属的方法，广泛应用于矿石的提取和回收过程。
该方法具有环保、高效、低能耗等优点，并且可以处理低品位矿石、废弃物和有毒废料等资源，对于实现绿色矿业和循环经济具有重要意义。
本文将介绍生物湿法冶金的应用和发展。
生物湿法冶金的应用范围广泛，可用于提取多种金属，如铜、铁、锌、镍、钴等。
其中最为常见的应用是铜的提取。
在传统的湿法冶金中，铜的提取一般需要高温高压的氧化熔炼过程，而生物湿法冶金可以在相对低温条件下进行，并且不需要添加氧化剂，大大降低了能耗和环境污染。
通过将含铜矿石浸出液与适宜的微生物接触，微生物可以利用其新陈代谢过程中产生的酸性代谢产物（例如硫酸）将金属离子从矿石中提取出来。
此外，还可以利用微生物的还原代谢能力将金属离子还原为金属，从而实现金属的回收和再利用。
除了铜的提取，生物湿法冶金还可以用于提取其他金属，如锌、铁等。
锌的提取一般通过酸性的浸出液进行，微生物可以利用其代谢过程中产生的氧化剂将锌离子从矿石中提取出来。
铁的提取一般通过还原过程进行，可以利用适宜的微生物将铁离子还原为金属铁，并进行回收和再利用。
生物湿法冶金的发展主要包括以下几个方面。
首先，研究和应用新的生物湿法冶金菌株。
目前已经筛选出了一些具有较高金属提取能力的微生物，例如耐酸硫酸矿细菌、耐酸提铜细菌等，但仍然需要对菌株进行优化和改造，以提高其生物湿法冶金性能。
其次，研究和改进金属提取过程。
通过改善溶液的pH值、温度、氧化还原电位等条件，可以提高金属的提取率和选择性。
此外，还可以探索新的金属提取机制，利用微生物的代谢过程来实现更高效的金属提取。
最后，研究和开发新的生物湿法冶金工艺。
生物湿法冶金是一个复杂的过程，需要考虑微生物的适应性、生长条件、代谢产物等因素，因此需要综合考虑各种因素，优化工艺流程，并开发出适用于不同矿石和工艺条件的生物湿法冶金工艺。
总之，生物湿法冶金作为一种环保高效的金属提取方法，具有广阔的应用前景和发展潜力。
微生物湿法冶金
微生物冶金工艺及发展(童威祖）(1009030216)摘要论述了微生物浸出的原理,介绍了用于冶金工业的微生物及用于工业上的生物冶金方法:堆浸法、槽浸法及就地浸出法,并讲述了国外浸出铜、金、铀、锰四种金属采用微生物浸出工艺的生产情况。
提出了目前微生物冶金发展中存在的问题及今后微生物冶金发展的方向。
关键词微生物冶金浸出引言目前,世界矿产资源日渐贫杂,资源、能源、环境问题越发引起人们重视, 我国矿产资源国家战略地位与日俱增。
随着矿物贫杂化和严重能源危机及环境污染的加剧,传统的冶金技术面临巨大挑战,寻求更为高效、低能、清洁的绿色资源利用途径成为研究焦点。
根据美国国家研究委员会( NRC) 2001年的研究报告,在未来20a ,美国矿业最重要的革新将是采用湿法冶金工艺取代有色行业传统的熔炼工艺[ 1]。
1 微生物湿法冶金概述微生物湿法冶金技术是一门新兴的矿物加工技术,它包括微生物浸出技术和微生物浮选技术。
微生物浸出技术始于20世纪50年代,并已在铜、铀贫矿的堆浸及含砷难处理金矿的预处理方面实现了工业化生产应用;微生物浮选技术在20世纪80年代出现,目前尚在实验室研究阶段。
由于微生物湿法冶金具有环境危害小和资源利用率高的优点, 在资源环境问题日益受重视的今天倍受关注,在矿物加工领域展示了广阔的应用前景[ 2]。
微生物浸矿是指用微生物生长代谢产生的酸性水溶液,将有价金属元素(如铜、铀)等从其矿石中溶解出来,加以回收利用的方法。
这些金属矿物一般指低品位矿、复杂矿物、尾矿石等用传统方法难以利用的矿物,是生物、冶金、化学、矿物等多学科交叉技术。
微生物浸出工艺一般采用堆浸, 在细菌存在的情况下,如硫化矿物被氧化并释放出金属离子,浸出液回收有价金属,残余液添加试剂再返回堆中复浸。
通常残余液中都含有硫酸及Fe3+/Fe2+离子, 这些对矿物金属的浸出是十分有益的。
微生物浸矿的优点表现在: 低能耗、低药剂消耗量, 低劳动力需求, 低成本; 反应温和,工艺流程短,设备简单,易于建筑,流动资金占有量小; 资源利用广,能使更多不同种类极低品位矿物得到有效利用; 无废气, 一定程度上可认为无废物、废水排放,环境友好,增加生产安全性; 简化了整个工艺过程。
湿法冶金新工艺新技术及设备选型应用手册
湿法冶金新工艺新技术及设备选型应用手册一、湿法冶金简介湿法冶金是一种从含金属的废水、废渣或土壤中回收有价金属的重要方法。
它通过化学或电化学过程，将金属从复杂的多金属氧化物或硫化物中提取出来，并转化为可溶性的离子形态，然后从溶液中提取出来。
湿法冶金广泛应用于工业生产中，尤其在环保和资源回收方面具有重要意义。
二、新工艺新技术1. 微生物浸出技术：利用某些特殊类型的微生物，能够将固体矿石中的金属离子转化为可溶性离子，提高金属提取效率。
2.化学沉淀法：通过添加沉淀剂，将金属离子转化为氢氧化物、碳酸盐或其他类型的沉淀，从溶液中分离并回收金属。
3. 膜分离技术：利用半透膜将溶液中的金属离子与杂质、有机物等分离，具有高效、选择性高的优点。
4. 电化学处理法：通过电解作用，将金属离子从溶液中提取出来，适用于处理高浓度金属离子废水。
三、设备选型应用1. 搅拌器：用于液体混合、搅拌，促进化学反应的进行。
2. 浸出罐：用于微生物浸出、化学沉淀等工艺过程的浸出作业。
3.沉淀池：用于金属离子的沉淀过程，回收金属。
4. 膜分离设备：用于处理含金属离子废水，回收金属。
5. 电镀槽：用于电化学处理法，将金属从溶液中提取出来。
四、总结湿法冶金新工艺新技术及设备选型应用日益多样化，包括微生物浸出、化学沉淀、膜分离和电化学处理等新工艺，以及相应的设备如搅拌器、浸出罐、沉淀池和电镀槽等。
这些新工艺和设备的选择和应用，将有助于提高金属回收效率，降低环境污染，实现资源的可持续利用。
以上内容仅供参考，具体选择和应用还需要根据实际情况进行考虑。
微生物冶金及其在稀土资源利用中的研究进展
我国稀土资源丰富但分布较分散,有“北轻南重”的分布特点[1-3],主要类型有碳酸岩型、风化壳淋积型以及少量砂岩型、碱性花岗岩型[4]。
内蒙古白云鄂博稀土矿的稀土资源位居全国之首,且占全球稀土资源的32%[5-6]。
我国稀土矿开采方式比较粗放,长期过度开采给矿区周边的生态环境造成了严重破坏。
由于稀土浸出的方法不同,造成的环境污染形式及程度也不同,研究人员开发出了各种冶炼方法,其中包括微生物稀土冶金技术。
自然界中微生物无处不在,种类繁多,利用微生物方法获得金属元素具有投资少、易于管理与操作等优点。
科学家一直致力于研究微生物与金属元素之间的相关性,以期利用微生物获得更多的金属元素。
自然界中矿床的产生和移动与微生物存在千丝万缕的联系[7-8]。
澳大利亚某企业于一天然矿山中提取的细菌可以在高温含硫的强酸性条件下更高效地吸附可溶性金属元素。
用微生物法浸出稀土矿时,微生物会通过氧化作用使稀土元素氧化,将不溶于水的稀土元素变为可溶于水,从而利于提取。
MOWAFY[9]的研究表明,从单体砂石中提取稀土元素时,使用黑曲霉、土曲霉和拟青霉进行生物浸出的效率优于非生物浸出,并且产生的污染极低。
在同一背景下,与化学浸出相比,氧化葡萄糖杆菌对稀土元素的生物浸出具有更高的效率,由此看出微生物冶金技术相比传统的湿法冶金具有绿色、经济的特点。
随着经济的快速发展,人类对自然资源的需求量与日俱增,因资源开采而导致的环境污染问题日益严重。
基于此,微生物冶金技术在矿产资源开发中的应用受到了广泛关注,微生物法因其绿色、经济、高效的特点使其在未来的稀土开发中具有广阔的应用前景。
本文介绍了微生物冶金技术特点,总结了其分类,综述了该技术在稀土资源利用中的研究进展,并展望了未来的研究方向,以期为稀土资源的高效、绿色开发提供借鉴。
1 微生物冶金技术概述1.1 微生物冶金技术特点微生物冶金技术通常是指用含有微生物的溶液将有价金属元素从矿石中溶解出来并加以回收利用的方法,其实质是加速将矿物自然转化成氧化物的湿法冶金过程,与传统方法相比,其具有回收率更高的优势,特别适合处理低品位、复杂、难处理的矿产资源。
湿法冶金-第9章 微生物湿法冶金
模型4（图7-6）:生成铁矾固体产物层, Fe3+扩散通 过此层到达未反应矿物界面
图7-6 模型4示意图
模型5:原电池反应
对不同矿物,或浸出的不同时期,各种机 理的作用不一。黄铁矿、黄铜矿以细菌直接 氧化作用为主,ZnS、NiS、CuS等以细菌间接 氧化为主。
三、生物浸矿热力学 在生物浸矿过程中,无论是细菌的直接作用或间
氧化铁硫杆菌氧化Fe2+为Fe3+的过程如下： Fe2+经过细胞壁膜进入外周胞质，在那里把电子给予含铜 蛋白质R(rusticyanin)，含铜蛋白质在pH为2.0的条件下稳定， 与Fe2+作用是电子的第一个受体，继而电子沿呼吸链传给细胞 质中的氧，氧的还原发生在细胞质膜的里侧
O2+4H++4e→2H2O 电子转移后所生成的Fe3+借助于与它形成螯合物的有机化合物 如蛋白质等渗出细胞壁。两个电子传给膜时产生120mV的电位， 而传输两个质子产生210mV, 合计产生330mV电位，确保ADP和 Pi合成一个腺苷三磷酸分子，以取得能量。
（5）在细菌存在时,各种硫化物氧化时,硫的最终产物 为SO42-,HSO4-
（6）硫化物和Fe2+氧化时均释放能量,释放的能量为：
ΔG=-nFΔφ=-23×4.184Δφ(kJ/mol)
释放的能量用于细菌合成ATP。合成1mol ATP需提供 33.472kJ的能量。
ห้องสมุดไป่ตู้
四、生物浸矿过程的动力学
生物浸矿过程非常复杂,涉及微生物生长、物质输 送、生化反应、化学反应、电化学反应等过程. （1）气体溶解与传输
可见随B增大而增大,足够大时可接近1,吸附一般不 会成为整个过程的速率控制步骤,但当B很低时还有可能.
湿法冶金技术的发展与创新
03
此外，研究者还致力于探索反 应动力学和传递过程的基本规 律，以实现冶金过程的优化和 调控。
湿法冶金技术的未来发展趋势与挑战
随着环保法规的日益严格和资源利用率的提高，湿法冶金技术的未来发展将更加注重绿色、低碳、循 环。
未来发展趋势包括开发高效、低能耗、环保的冶金新技术，如生物冶金、电化学冶金等；同时探索废弃 物资源化利用和金属回收的新方法。
此外，研究者还致力于探索多金属共存体系中各组分之间的相互作用机制，为实现 多组分的同时分离与提取提供理论支持。
新型反应器与工艺流程的研究与开发
01
新型反应器与工艺流程的研究 是推动湿法冶金技术进步的重 要手段。
02
目前研究重点在于开发高效、 紧凑、环保的新型反应器和工 艺流程，以提高冶金过程的效 率和资源利用率。
总结词：连续操作
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详细描述：离子交换法可实现连续操作，提高生产效率， 且工艺流程简单，易于自动化控制。
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总结词：应用广泛
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详细描述：离子交换法在湿法冶金中广泛应用于铜、镍、 钴等金属的提取和纯化，还可用于废水处理和放射性元素 的分离。
电解法
膜分离技术
利用半透膜对不同物质的透过性，实 现物质的分离和纯化，具有高效、节 能、环保等优点。
新型溶剂的开发与应用
离子液体
离子液体具有溶解能力强、稳定性高、不易燃等特点，可替代传统有机溶剂在 湿法冶金中的应用。
低共熔溶剂
低共熔溶剂是由两种或多种化合物组成的混合物，具有较低的熔点，能够有效 地溶解和提取金属。
生物冶金法
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总结词：环保友好
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湿法冶金浸出技术
湿法冶金浸出技术湿法冶金浸出技术是指利用液体介质将金、银、铜、铝等金属元素从矿石或其他固态材料中溶解出来的技术。
这种技术被广泛应用于非铁金属冶炼、稀有金属冶炼、废弃物处理等领域。
湿法冶金浸出技术的基本原理是，在液体介质中，矿石或其他固态材料中的金属元素被化学反应或化学吸附溶解出来。
溶解后的金属离子可通过电解、沉淀、络合、溶解度等方式进一步得到纯金属。
在湿法冶金浸出技术中，液体介质是非常重要的。
常见的液体介质有稀酸、酸、碱等。
这些液体介质中的化学成分与矿物中的金属元素发生反应，从而使金属元素溶解在介质中。
金矿石的化学成分主要是金和硫化铁。
在使用氰化物溶解金矿石时，氰化物在水中形成离子，和金化学反应，生成氰化金离子，溶解在水中。
硫化铁和氰化物反应，生成一氰化化铁离子，通过氧化、水解等方式进行还原。
湿法冶金浸出技术在工业生产中有广泛应用。
在铜冶炼中，氧化和硫化铜矿是主要的原料，其使用浸出法进行处理。
在硫酸亚铁盐中浸出铜矿，则使用的是酸性液体介质。
在稀有金属冶炼中，常使用浸出法处理稀土矿。
湿法冶金浸出技术也被广泛应用于废弃物处理领域。
在锌处理厂，通过浸出法处理废旧电池中的锌，将锌溶解出来。
在废弃电子产品中，含有如金、银、铜等贵金属，通过浸出法可将其溶解并回收。
湿法冶金浸出技术在不同领域具有不同的应用特点和优势。
在非铁金属冶炼领域，该技术可以处理各种类型的非铁矿，如铝土矿、磷灰石、锰矿和钾矿等。
通过浸出法处理非铁矿可以提高矿石回收率，降低运输成本，并减少对自然资源的消耗。
湿法冶金浸出技术的化学反应速度较快，操作过程相对简单，而且可以通过控制液体介质的化学成分，实现精准的物质分离。
在稀有金属冶炼领域，湿法冶金浸出技术已被广泛应用于稀土元素的分离和提纯。
稀土元素由于矿石中的含量极低，因此其提取成本较高。
但通过采用湿法浸出技术，将矿石浸出后，可以将稀土元素与其他金属分离开来，提高浸出效率和提纯效率，从而降低稀土元素的生产成本。
生物冶金技术
生物冶金技术应用现状及发展趋势前言有记载的最早的生物冶金活动是1670 年，在西班牙的矿坑中回收细菌浸出的铜［8］。
1950 年美国开始原生硫化铜矿表外矿生物堆浸试验，并于1958年获得了生物冶金史上第一个专利。
直到1974 年，美国科学家从酸性矿水中分离得到了一种氧化亚铁杆菌。
此后美国的布利诺等又从犹他州宾厄姆峡谷矿水中分离出了氧化硫硫杆菌和氧化亚铁硫杆菌，并用这两种菌浸泡硫化铜矿石，结果发现能较好的把金属从矿石中溶解出来。
至此，生物冶金技术才开始得到人们的关注并逐渐发展起来目前,世界矿产资源日渐贫杂,资源、能源、环境问题越发引起人们重视,我国矿产资源国家战略地位与日俱增。
随着矿物贫杂化和严重能源危机及环境污染的加剧,传统的冶金技术面临巨大挑战,寻求更为高效、低能、清洁的绿色资源利用途径成为研究焦点。
根据美国国家研究委员会(NRC) 2001年的研究报告,在未来20年,美国矿业最重要的革新将是采用湿法冶金工艺取代有色行业传统的熔炼工艺。
微生物湿法冶金技术是一门新兴的矿物加工技术,它包括微生物浸出技术和微生物浮选技术。
在自然界，微生物在多种元素的循环当中起着重要作用，地球上许多矿物的迁移和矿床的形成都和微生物的活动有关。
生物湿法冶金是一种很有前途的新工艺，它不产生二氧化硫，投资少，能耗低，试剂消耗少，能经济地处理低品位、难处理的矿石。
目前，这种方法仍处于发展之中，它还必须克服自身的一些局限性，如反应速度慢、细菌对环境的适应性差，超出了一定的温度范围细菌难以成活，经不起搅拌，等等。
为此，一些科学家建议应从遗传工程方面开展工作，通过基因工程得到性能优良的菌种。
摘要生物冶金技术，又称生物浸出技术，通常指矿石的细菌氧化或生物氧化，由自然界存在的微生物进行。
这些微生物被称作适温细菌，大约有0.5~2.0微米长、0.5微米宽，只能在显微镜下看到，靠无机物生存，对生命无害。
这些细菌靠黄铁矿、砷黄铁矿和其他金属硫化物如黄铜矿和铜铀云母为生。
第4章 湿法冶金浸出过程
3）没有危险，便于使用
4）对设备的腐蚀性小 5）能再生循环使用
最重要的因素是成本！
表5-3
常用浸出剂及其应用
有的矿物很难溶解，需要加氧化剂。如空气中的氧 是一种优良的氧化剂。金属硫化物在无氧参加反应 时．达到水的临界温度也不溶于水。但只要有氧参加时，
在150℃就可以溶解。
3、浸出类型
浸出的分类方法很不统一。 （1）按浸出剂特点分类：可分为水浸出，酸浸 出，碱浸出，盐浸出、络合浸出，氯化浸 出，氧化浸出，还原浸出、细菌浸出等。表 5-3就是按浸出剂特点的浸出方法分类的。 （2）根据浸出原料分类：金属浸出．氧化物浸 出，硫化物浸出和其他盐类浸出。 （3）依浸出温度和压力条件分类：高温高压浸出 和常温常压浸出。
液作用。硫 化物在有氧化剂时被氧化，并与碳酸盐作用碳酸
钠和碳酸氢钠。磷、钒化合物可被Na2CO3溶液分解；呈氧化 态的Cu、As等也能Na2CO3与反应。 ◆矿石中的硅酸盐和碳酸盐不与碱性溶液作用。氧化硅、氧 化铁、氧化铝在碳酸钠溶液中一般很稳定，但在较高温度和
压力下也可能发生反应。因此，对于低品位氧化矿，当含有
表5-4 根据浸出剂的浸出方法分类
4、浸出反应的分类 按照有价成分转入溶液中的溶解反应（主要反应）的特点 分为三类反应：
1）简单溶解反应
MeSO4(s) + eq → MeSO4(eq)
2)溶质价态不发生变化的化学溶解反应
（1）金属氧化物与酸反应，生成溶于水的盐 MeO(s) + H2SO4 → MeSO4(eq) + H2O （2）某些难溶于水的化合物与酸作用，化合物的阴离子按 下式转化为气相： MeS(s) + H2SO4 → MeSO4(eq) + H2S↑ 或 MeCO3(s) + H2SO4 → MeSO4(eq) + H2CO3 ↓ H2O+CO2 ↑
第六章 微生物湿法冶金
第一节 与微生物冶金有关菌类的开发
• 与微生物冶金有关的菌类 • 微生物冶金的原理 • 浸矿用菌的开发途径
1.与微生物冶金有关的菌类
硫杆菌属
包括至少14种，最重要的是氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌。硫杆菌 属无机化能营养型，细胞为革兰氏阴性，棒状。直径0.3 ~0.8 μm ,长 0.9~2.0 μm 。菌体通过单极生鞭毛进行运动，许多菌体表面还有粘液层。
4.浸矿试验
浸矿试验要注意以下因素：
酸度： 细菌氧化过程中，pH的选择非常重要。有菌体培 养 物、处理硫化矿物及氧化工艺造成的影响。 大部分控制pH2～3。 通气 ： 对好氧嗜酸菌很重要。 当溶解氧下降至0.5~1.0mg/L 时，细菌氧化很 快停止。但堆矿工艺不通气，只在矿堆上撒水。 温度： 一般情况下，细菌最适生长温度并不等于最适浸出温度。 每种细菌都有最适生长温度与浸出温度。 硫化矿物的量：搅拌浸出法矿浆浓度并非越高越好。较高矿浆浓 度下，需氧量高，需提高搅拌速度，对细菌剪切力随之增加，使细 菌难于吸附到矿物表面；同时在同样条件下矿浆浓度越高，相对吸 附到矿体表面的细菌数目就少，从而降低细菌的氧化速率。 其他（如营养物等）
优缺点：缺点是生产成本高（需搅拌、加热、通气、冷却、耐酸 反应罐），适用处理单位价格高的矿种（如金矿）； 优点是各项 浸出指标易达到最佳水平。
2）堆浸 主要用于处理大吨位的贫矿、废矿及尾矿，浸出 时间长，矿石一般不需要破碎得很细或无需破碎。待 处理的矿石被推在不透水的斜面地基上，矿石表面设 置喷淋管道，向矿石堆连续或间断的喷淋微生物浸出 液进行浸出，并在较低处建筑收集槽收集浸出液。优 点成本低，最成功得例子是生物浸铜。 3）原位浸出 利用自然的或人工爆破形成的地面裂缝，将能氧 化矿物的细菌酸性水注入矿床，使目的金属溶解到细 菌浸液中，然后再回收金属。目前用于浸出铜和铀。
金属冶炼的湿法冶金技术
废旧金属回收
• 湿法冶金技术在废旧金属回收领域中主要用于从废旧金属中提 取有价值的金属，如铜、镍、钴等。通过使用适当的化学试剂 ，可以将这些金属从废旧金属中溶解出来，再通过置换、吸附 或离子交换等方法，将金属从溶液中分离出来。这种方法能够 有效地回收利用废旧金属，减少资源浪费和环境污染。
盐法
利用盐类溶剂溶解矿石，再通 过分离和提纯得到金属的过程 。
氧化还原法
利用氧化剂或还原剂将矿石中 的金属元素进行氧化或还原， 再通过分离和提纯得到金属的
过程。
02
湿法冶金技术的原理
浸出过程
浸出过程是湿法冶金技术的核心环节，通过化学反应将矿石中的有价金属转化为可 溶性的化合物，使其从固体矿物中溶解出来进入溶液中。
稀有金属提取
• 湿法冶金技术在稀有金属提取领域中主要用于从复杂的矿物 原料或二次资源中提取稀有金属，如锆、铪、铌、钽等。这 些金属在高科技产业、航空航天等领域具有广泛的应用价值 。湿法冶金技术通过使用适当的化学试剂，将稀有金属从原 料中溶解出来，再通过分离和纯化，获得高纯度的稀有金属 产品。这种方法能够满足市场对稀有金属的需求，促进高科 技产业的发展。
01
利用微生物资源，实现金属的生物提取和分离，具有环保、低
能耗等优势。
电化学冶金技术
02
利用电化学原理，实现金属的高效提取和分离，具有工艺简单
、操作方便等优点。
溶剂萃取冶金技术
03
利用有机溶剂萃取金属离子，具有分离效果好、金属回收率高
、操作简便等优点。
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湿法冶金技术的历史与发展
湿法冶金除铁的几种主要方法
湿法冶金除铁的几种主要方法[引入]：湿法冶金是一种广泛应用的处理方法，在提取和纯化金属方面具有重要地位。
在湿法冶金过程中，铁是一种常见的杂质，其存在会对金属产品的纯度和质量产生不良影响。
因此，有效地去除铁成为湿法冶金过程中的关键步骤。
本文将介绍几种湿法冶金除铁的主要方法，并对其进行简要对比分析。
化学沉淀法是一种常用的湿法冶金除铁方法。
该方法的原理是利用化学反应将溶液中的铁离子转化为不溶性沉淀物，从而与目标金属分离。
化学沉淀法的主要工艺流程包括配制沉淀剂、加入沉淀剂、搅拌、静置、过滤、洗涤、干燥等步骤。
该方法的优点是操作简单、设备投资较小，适用于含铁量较低的溶液。
但化学沉淀法的缺点是会产生大量的废渣，且沉淀剂的纯度会影响目标金属的纯度。
溶剂萃取法是一种基于不同溶剂对目标金属和杂质溶解度差异的除铁方法。
该方法的原理是选用适当的溶剂，将目标金属与杂质分离。
溶剂萃取法的主要工艺流程包括选用溶剂、混合、萃取、分离、洗涤、干燥等步骤。
该方法的优点是分离效果好、目标金属纯度高，适用于处理含铁量较高的溶液。
但溶剂萃取法的缺点是操作复杂、设备投资较大，且溶剂的回收和再生过程容易导致环境污染。
离子交换法是一种借助于离子交换剂与溶液中的离子进行交换而除铁的方法。
该方法的原理是选用适当的离子交换剂，将其与溶液中的铁离子进行交换，从而去除铁离子。
离子交换法的主要工艺流程包括选用离子交换剂、混合、离子交换、洗涤、干燥等步骤。
该方法的优点是除铁效果好、操作简单、设备投资较小，适用于处理各种不同含铁量的溶液。
离子交换法的缺点是离子交换剂的再生和回收容易导致环境污染，且对设备有一定的腐蚀性。
[总结]：以上三种方法均为湿法冶金除铁的主要方法，各具优缺点。
化学沉淀法操作简单，但产生大量废渣且沉淀剂纯度会影响目标金属纯度；溶剂萃取法分离效果好、目标金属纯度高，但操作复杂、设备投资较大且易造成环境污染；离子交换法除铁效果好、操作简单、设备投资较小，但离子交换剂的再生和回收容易导致环境污染且对设备有一定的腐蚀性。
微生物冶金概述
生物冶金细菌学研究进展
最初是由Colmer与Hinkel，分离
a
b
c
得到了氧化亚铁硫杆菌（T.f），拉
开了生物冶金细菌学的研究。现在
已经发现Acidithiobacillus
ferrooxidans、Leptospirillum
ferrooxidans和Acidiphilium spp
等几十个种属普遍存在于浸矿废水
• 1958年美国用细菌在铜矿中浸出了金属铜，之 后有20多个国家的学者开展了微生物冶金工业 的应用的研究。
• 1966年加拿大细菌浸出铀的研究和工业应用获 得成功，使得应用微生物技术在低品位金属矿、 难浸金矿、矿冶废料、矿冶废料处理等方面的应 用呈现较好的前景。已经实现了铜矿、铀矿、金 矿等一系列矿种的微生物浸出生产。南非、加拿 大、美国、英国先后有工厂投入生产应用。
缩短了建设时间，维修简单方便； • 生产在常压和室温（约为25摄氏度）条件下进行，
不用冷却设备，节约了投资和运营资本； • 生物浸出的废弃物为环境所接受，节约了处理废
弃物的成本，生物浸出的废弃物的预防措施也很 少； • 细菌易于培养，可承受生产条件的变化，对水的 要求也很低，每百万水溶液中可溶解固体物2万份。
中的。
d
e
嗜酸氧化亚铁硫杆菌是目 前生物冶金最有应用价值 的一个种。属革兰氏阴性， 化能自养菌，好氧嗜酸， 主要生长在pH1-3的环境
中。
几种浸矿细菌SEM照片
a：Acidithiobacillus ferrooxidans；b：Acidithiobacillus caldus；c： Acidithiobacillus albertensis；d：Leptospirillum ferrophilium；e： Acidiphilium spp.
细菌冶金
细菌冶金
细菌冶金又称微生物浸矿，是近代湿法冶金工业上的一种新工艺。
它主要是应用细菌法溶浸贫矿、废矿、尾矿和大冶炉渣等，以回收某些贵重有色金属和稀有金属，达到防止矿产资源流失，最大限度地利用矿藏的一种冶金方法。
细菌冶金始于1974年，当时美国科学家Colmer和Hinkle从酸性矿水中分离出了一株氧化亚铁杆菌（Thiobacillus ferrooxidans）。
此后美国的布利诺等又从犹他州宾厄姆峡谷矿水中分离得到了氧化铁硫杆菌（T.thiooxidans）和氧化亚铁硫杆菌，用这两种菌浸泡硫化铜矿石，结果发现能把金属从矿石中溶解出来。
至此细菌冶金技术开始发展起来。
在美国，约有10％的铜系应用此法生产所得，仅宾厄姆峡谷采用细菌冶铜法，每年就可回收铜72000 t。
更引人注目的是铀也可采用细菌冶金法采冶回收。
据报道，在加拿大安大略州伊利澳特湖地区，至少有三个铀矿公司在进行这项工作。
如斯坦洛克公司从附近湖水中引入含有氧化亚铁硫杆菌的湖水处理大量贫矿，每月可回收铀的氧化物7000 kg。
近年来，我国细菌冶金的研究和应用也有了相当的发展，利用细菌冶金法炼铜和回收铀具有一定的规模。
目前细菌冶金已发展成了一种重要的冶炼手段，利用此法可以来冶铜、铅、锌、金、银、锰、镍、铬、钼、钴、铋、钒、硒、砷、铊、镉、镓、铀等几十种贵重和稀有金属。
微生物湿法冶金医学知识
微生物湿法冶金医学知识xx年xx月xx日•微生物湿法冶金概述•微生物湿法冶金基础知识•微生物湿法冶金在医学领域的应用•微生物湿法冶金医学知识研究进展目•微生物湿法冶金医学知识的实践意义•微生物湿法冶金医学知识的未来展望录01微生物湿法冶金概述微生物湿法冶金是指利用微生物及其代谢产物，通过化学反应或物理过程，从矿石或金属废料中提取或回收金属的方法。
微生物湿法冶金是一种绿色、环保、高效的金属提取方法，具有选择性高、对环境影响小、反应条件温和等优点。
微生物湿法冶金定义微生物湿法冶金的研究始于20世纪50年代，随着生物技术的不断发展，该领域的研究和应用也在不断拓展和深化。
微生物湿法冶金技术已经在全球范围内得到广泛应用，特别是在一些环保要求高、资源紧缺的国家和地区，该技术更受到重视和推广。
微生物湿法冶金在医学领域具有广泛的应用前景，包括治疗肿瘤、骨质疏松、骨折等骨骼疾病等。
在医学研究中，微生物湿法冶金技术还可以用于制备生物材料、药物载体等，为医学治疗和预防提供了新的途径和方法。
02微生物湿法冶金基础知识微生物种类细菌、放线菌、霉菌、酵母菌等。
微生物特性适应性强，繁殖速度快，对环境敏感。
微生物种类与特性原理概述利用微生物的氧化还原反应，将金属离子从溶液中提取出来。
微生物作用微生物在冶金过程中起催化剂的作用，促进金属离子的氧化还原反应。
微生物湿法冶金原理将矿石进行破碎、磨碎和选矿等预处理。
微生物湿法冶金工艺流程采矿与选矿将微生物与矿石混合，通过微生物的氧化还原反应将金属离子提取到溶液中。
浸出从浸出液中提取金属，并进行纯化处理，得到高纯度的金属产品。
提取与纯化高效节能微生物湿法冶金技术具有较高的能源利用效率和资源回收率。
环境友好微生物湿法冶金技术对环境影响小，可实现冶金过程的无废化。
广泛应用微生物湿法冶金技术在多个领域得到广泛应用，如医学、环保、材料等领域。
微生物湿法冶金技术优势03微生物湿法冶金在医学领域的应用微生物发酵利用微生物发酵技术制备药物，例如抗生素、氨基酸等。
生物湿法冶金的研究
生物湿法冶金的研究生物湿法冶金是一种利用生物体或生物代谢产物提取金属或制备金属材料的方法。
相比传统的湿法冶金方法，生物湿法冶金具有环境友好、能耗低、不产生有害废物等优点。
因此，在近几十年来，生物湿法冶金引起了广泛的研究兴趣。
本文将介绍生物湿法冶金的原理、应用及研究进展。
生物湿法冶金原理主要包括生物浸出、生物氧化和生物沉淀三个主要过程。
生物浸出是利用微生物将金属中的价态转变为可溶解的形式，进而使金属从矿石中溶解出来。
生物氧化是指利用微生物通过氧化作用将溶解出的金属离子转变为金属离子-硫化物或金属离子-氢化物等易于沉淀或提取的形式。
而生物沉淀则是指微生物通过还原作用将金属离子转变为金属沉淀的过程。
目前，生物湿法冶金已经在许多领域得到了广泛的应用。
其中，最为典型的应用就是黄金提取。
生物湿法冶金可以通过生物浸出将黄金从矿石中提取出来，从而取代传统的氰化法。
生物湿法冶金还常用于铜、镍、锌等金属的提取，可以在低浓度的矿石中高效地提取这些金属。
此外，生物湿法冶金还可以用于废水处理、重金属回收等领域。
在生物湿法冶金的研究中，酸性硫氧化菌和古菌是最为常见的微生物。
酸性硫氧化菌可以在低PH和高温的条件下生存，能够将金属离子氧化成溶解态，进而实现金属的提取。
古菌则可以在高温和高盐度的条件下生存，被广泛应用于黄金提取等领域。
此外，研究人员还通过工程优化微生物、添加表面活性剂等方法来提高生物湿法冶金的效率。
例如，将不同种类的微生物组合起来，利用它们共同完成生物浸出、生物氧化和生物沉淀的过程。
同时，添加表面活性剂可以增加金属离子的溶解度，从而提高生物湿法冶金的效率。
总之，生物湿法冶金作为一种环境友好且高效的金属提取方法，已经在黄金提取、废水处理等领域取得了显著的进展。
随着对微生物的深入研究和生物技术的进步，相信生物湿法冶金将在未来得到更广泛的应用。
生物冶金
生物冶金生物冶金是指在相关微生物存在时，由于微生物的催化氧化作用，将矿物中有价金属以离子形式溶解到浸出液中加以回收，或将矿物中有害元素溶解并除去的方法。
许多微生物可以通过多种途径对矿物作用，将矿物中的有价元素转化为溶液中的离子。
利用微生物的这种性质，结合湿法冶金等相关工艺，形成了生物冶金技术。
浸矿微生物主要有氧化铁硫杆菌(ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓ)、氧化硫硫杆菌(ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓｔｈｉｏｏｘｉｄａｎｔ)、硫化芽孢杆菌(ｓｕｌｆｏｂａｃｉｌｌｕｓ)、氧化铁杆菌(ｆｅｒｒｏｂａｃｉｌｌｕｓｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｔ)、高温嗜酸古细菌(ｔｈｅｒｍｏａｃｉｄｏｐｈｉｌｉｃａｒｃｈａｅｂａｃｔｅｒｉａ)、微螺球菌属(1ｅｐｔｏｓｐｉｒｉｌｌｕｍ)等。
在有关生物冶金的报道Ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓ(氧化亚铁硫杆菌)为浸矿菌种的论文占绝大多数，但从研究者对浸矿细菌的分离及培养方法来看，应该是多个菌种的富集混合菌。
它们有些生长在常温环境，有些则能在50～70℃或更高温度下生长。
硫化矿氧化过程中会产生亚铁离子和元素硫及其相关化合物，浸矿微生物一般为化能自氧菌，它们以氧化亚铁或元素硫及其相关化合物获得能量，吸收空气中的氧及二氧化碳，并吸收溶液中的金属离子及其它所需物质，完成开尔文循环生长。
用于浸矿的几十种细菌，按其生长的最佳温度可以分为三类，即中温菌、中等嗜热菌与高温菌。
一些常用浸矿细菌的主要性质见表1。
硫化矿生物浸出过程包括微生物的直接作用和间接作用，同时还具有原电池效应及其它化学作用。
直接作用是指浸出过程中，微生物吸附于矿物表面通过蛋白分泌物或其他代谢产物直接将硫化矿氧化分解。
间接作用则指微生物将硫化矿物氧化过程产生的及其它存在于浸出体系的亚铁离子，氧化成三价铁离子，产生的高铁离子具有强氧化作用，其对硫化矿进一步氧化，硫化矿物氧化析出有价金属及铁离子，铁离子被催化氧化，如此反复。
微生物冶金技术及其应用
微生物冶金技术及其应用（李学亚叶茜）引言随着人类社会的快速发展,人类对自然资源的需求量与日俱增,而自然矿产资源的枯竭,对矿冶工作提出了更高的要求。
微生物冶金技术是近代学科交叉发展生物工程技术和传统矿物加工技术相结合的工业上的一种新工艺其能耗少、成本低、工艺流程简单、无污染等优点,在矿物加工、三废治理等领域展示了广阔的应用前景,并取得了较好的经济效益。
1微生物冶金技术按照微生物在矿物加工中的作用可将生物冶金技术分为:生物浸出、生物氧化、生物分解。
1．1生物浸出硫化矿的细菌浸出的实质是使难溶的金属硫化物氧化使其金属阳离子溶入浸出液,浸出过程是硫化物中S2-的氧化过程。
其浸出机理是:直接作用:指细菌吸附于矿物表面,对硫化矿直接氧化分解的作用。
可用反应方程式表示为:式中M———Zn、Pb、Co、Ni等金属。
间接作用:指金属硫化物被溶液中Fe3+氧化,可用以下反应式表示:所生成的Fe2+在细菌的参与下氧化成Fe3+:原电池效应。
两种或两种以上的固相相互接触并同时浸没在电解质溶液中时各自有其电位,组成了原电池,发生电子从电位低的地方向高的地方转移并产生电流。
例如对于由黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿组成的矿物体系,在浸出过程中静电位高的矿物充当阴极,低的矿物则充当阳极:原电池的形成会加速阳极矿物的氧化,同时细菌的存在会强化原电池效应。
1．2生物氧化对于难处理金矿,金常以固-液体或次显微形态被包裹于砷黄铁矿(FeAsS)、黄铁矿(FeS2)等载体硫化矿物中,应用传统的方法难以提取,很不经济。
应用生物技术可预氧化载体矿物,使载金矿体发生某种变化,使包裹在其中的金解离出来,为下一步的氰化浸出创造条件,从而使金易于提取。
在溶液pH值2~6范围内,细菌对载体矿物砷黄铁矿的氧化作用可用下式表示:生物预氧化方法其投资少、成本低、无污染等优点,在处理难处理金矿过程中体现了理想的效果,并取得了较好的经济效益。
1．3生物分解铝土矿存在许多细菌,该类微生物可分解碳酸盐和磷酸盐矿物。