硫化铜矿细菌浸出
硫化铜矿微生物浸出的影响因素和机制
硫化铜矿微生物浸出的影响因素和机制
硫化铜矿微生物浸出是一种采用微生物氧化还原反应来促进硫化铜矿中金属元素溶解的方法。
其影响因素与机制如下：
影响因素：
1.微生物：微生物是影响硫化铜矿微生物浸出的最重要因素，常见的微生物包括硫氧化菌、铁氧化菌、硫还原菌等。
2.温度：微生物浸出通常在20-40℃的范围内进行，温度过高或过低均会影响微生物代谢反应的进行。
3.氧气：氧气是微生物浸出过程中必需的，因为氧气可以作为微生物氧化还原反应中的氧化剂，用于氧化铜矿中的硫化物。
4.酸度：微生物浸出的酸度通常在pH 2.0左右，过高或过低的酸度均会影响微生物的活性。
5.氧化还原电位：氧化还原电位是微生物浸出过程中的重要参数，因为它直接影响微生物氧化还原反应的进行。
机制：
1.氧化反应：微生物可以利用氧气在硫化铜矿中的硫化物和铁硫化物进行氧化反应，将这些化合物转化成亚硫酸盐和硫酸盐等易于溶解的化合物。
2.还原反应：还原反应是微生物浸出过程中的重要机制之一，微生物在还原过程中利用碳源和电子供体，还原硫酸盐为硫化物或金属，促进了硫化铜矿中金属元素的溶解。
3.酸化反应：微生物通过代谢产生酸性物质，降低矿物样品的pH值，以分解硫化铜矿中的碱式物质，使其释放出金属元素。
总之，微生物浸出是一种有效的硫化铜矿选矿方法，具有成本低、环保等特点，经过多年的研究和应用已经成为硫化铜矿浸出的主要方法之一。
生物选矿技术 第六章 硫化铜矿的生物浸出
• 萃取工艺流程简述:
• 萃取工艺流程有三条相对独立的流程路线，料液,有机 相和废电解液.
• 1, 料液 一萃 二萃 萃余液 • 2, 有机相 反萃 二萃 一萃 有机相 • 3, 废电解液 反萃 富铜液
• 铜的溶剂萃取/反萃是炼铜的三个工序中的一 个工序,它将浸出和电积工序连接起来，其主要 作用是：
• 每沉积1克分子铜产生1克分子硫酸.
三、铜矿石生物浸出工艺
• 铜的生物浸出一般采用生物浸出-萃取-电积工艺， 细菌浸铜的重要方式有:堆浸（原矿堆浸、废石堆 浸和尾矿堆浸）、就地浸出和搅拌浸出。其中有 代表性的浸出技术如下：
• BioCop生物浸出技术。BioCop法基本上是采用 原生铜矿浮选精矿、采用极端嗜热嗜酸菌进行生 物浸出使铜溶解,罐温度在65℃-85℃，分离出的 硫酸铜矿浆进行SX-EW（萃取-电积）生产阴极 铜。铜浸出率95%。铜生物浸出在搅拌槽中进行, 该工艺采用富氧或纯氧供气,主要成本花在氧气上。
• 空气可以通过安装在堆底部砾石层中的管道网给 到堆中。空气管道网由间距为2 m、直径为 500mm顶盖和直径为50 mm的管子组成。在直 径为50 mm空气分配管子底部钻孔,孔的密度决 定于需要氧化的硫化物和硫的数量及所要求的氧 化速度。用一套低压大电扇或鼓气机将空气注入 矿堆中。
• 生物浸出效果决定于在充气矿堆的高度方向上氧 的浓度变化。在空气压入矿堆的管路底部,氧的浓 度接近饱和状态,而在空气沿着孔隙向上流动过程 中,细菌促使硫化矿物氧化,同时消耗了氧,结果在 堆的顶部附近氧消耗尽了。在堆的高度方向,氧的 浓度呈梯度规律变化。
四、硫化铜矿生物浸出的原理：
• 辉铜矿：
•
Cu2S+2Fe2(SO4)3 2CuSO4+4FeSO4+S
硫化铜矿的细菌浸出法的优势
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硫化铜矿的细菌浸出法的优势
细菌浸出硫化铜矿具有以下优点：
①它能处理某些难处理的精矿。
这些精矿含有不同的有价金属，不能用传统的技术分离。
例如分散细粒的浸染型铜矿和铅、锌矿。
②它能处理较低晶位的精矿、既扩大了资源，又可提高回收率。
③它可在矿山进行浸出，不需要运输，从而减少了运输成本
④它能建设成由若干组合部件构成的生产系统，因而易于扩建。
⑤它能在矿山生产废酸，这种废酸可以用来处理氧化物料。
⑥它具有低的建设费用和操作费用，铜的生产成本低。
⑦它不产生空气污染问题。
硫化铜矿生物浸出菌种发展情况的研究
硫化铜矿生物浸出菌种发展情况的研究硫化铜矿是一种含有大量铜的矿石，其资源储量丰富，但由于其硫化性质的特殊性，传统的冶金方法很难有效提取其中的铜。
生物浸出是利用特定的微生物对硫化矿石中的金属进行浸出的方法，其具有环保、低成本、高效率等优势。
研究硫化铜矿生物浸出菌种的发展情况对于提高硫化铜矿资源的综合利用水平具有重要意义。
目前，已经发现了多种能够在硫化铜矿生物浸出中发挥重要作用的菌种。
最常研究的是产氧细菌、硫化氢氧化细菌、铁杆菌等。
产氧细菌是一类能够通过光合作用或者化学合成氢气的细菌。
它们在硫化铜矿生物浸出中通过产生的氧气使得硫化铜矿中的铜离子溶解成铜阳离子，并进一步与溶解的铜阳离子形成可溶性络合物，加速了铜离子的浸出速度。
硫化氢氧化细菌则是一类能够通过氧化硫化氢产生能量的细菌。
它们在硫化铜矿生物浸出中通过氧化硫化氢生成硫酸，使得硫化铜矿中的铜离子溶解成硫酸型铜离子，并进一步与溶解的硫酸型铜离子形成可溶性络合物，促进了铜的浸出。
铁杆菌是一类能够在富含铁的环境中生存的细菌。
它们在硫化铜矿生物浸出中通过氧化产氧细菌或者硫化氢氧化细菌所产生的二价铁，将其氧化成三价铁，并将铁离子与溶解的铜阳离子或硫酸型铜离子形成沉淀，从而减少了铜离子的浸出速率。
研究表明，不同的菌种在不同的条件下对硫化铜矿的浸出效果有所不同。
产氧细菌更适宜在酸性条件下进行浸出，而硫化氢氧化细菌则对酸度的要求较为宽松，更适宜在中性或碱性条件下进行浸出。
铁杆菌不仅可以通过促进铜离子的沉淀降低铜的浸出速率，还可以通过还原形成的硫酸型铜离子使其还原成可溶性的铜离子，从而提高铜的浸出效率。
综合利用不同的菌种可以在不同的条件下实现对硫化铜矿的高效浸出。
未来的研究方向主要包括以下几个方面。
需要进一步探索新的菌种。
尽管已经发现了多种能够在硫化铜矿生物浸出中发挥重要作用的菌种，但还有很多未知的微生物可能具有更好的浸出效果。
需要深入研究菌种的生长机理。
了解菌种生长的最适宜条件以及对不同条件的适应性，可以更好地控制生物浸出过程，提高浸出效率。
第8章 硫化铜矿的细菌浸出
1992～ 1997 1993至今 1993至今 1994至今 1994至今 1994一 1995一
澳大利亚 辉铜矿，含Cu 2.5％(堆浸) 澳大利亚 辉铜矿，含Cu 2.5％(堆浸) 智 利 智 利 秘 鲁 辉铜矿，含Cu l.3％(堆浸) 原生硫化铜矿，含Cu 0.35％ 次生与原生，含Cu 0.17％
此外，矿石中碱性脉石 (CaC03，MgC03) 含 量不宜高。这些碱性脉石在浸 出时要消耗硫酸，增加作业成 本，而且使浸矿液中CaS04达 到饱和，在矿块表面沉积析出， 从而妨碍浸矿的进一步进行。
8．4．2 矿块的粒度 从动力学的角度，矿块愈小浸 出效果愈好。试验表明，在氧化亚 铁硫杆菌参与下浸出黄铜矿、闪锌 矿与黄铁矿时，矿块直径在50mm以 上，铜锌浸出极少。50mm时，铜的 每周浸出率仅为0.015％，只有块矿 直径到19mm以下时，浸出率才显著 上升。
8．2．2 黄铜矿的浸出 8．2．2．1 黄铜矿的晶体结构 黄铜矿属N型半导体，电阻率为10－ 3Ω·m，禁带为0 。黄铜矿的价电子带由金
属原子轨道与硫原子轨道共同给出。
8．2．2．2 黄铜矿溶解机理 黄铜矿的阳极溶解靠的是价带的空穴与导 带电子的转移，溶解的开始阶段是空穴的 填充。与金属依靠自由电子导电不同，半 导体中可以区分出两类载流子(电子和空穴) 导电机理，如图所示。由于半导体禁带较 窄，不要太多的能量就能使至少有少数具 有足够热能的电子从满带(又称为价带)激 发到空带(又称为导带)，而在价带中留下 空穴。因为价带中的电子原来已满，是定 域的，不能在晶体中自由运动，所以不起 导电作用，而导带中的电子几乎可以自由 地在晶体中运动而传导电流。
硫化铜矿生物浸出菌种发展情况的研究
硫化铜矿生物浸出菌种发展情况的研究硫化铜矿是一种重要的铜矿石，其开采和加工过程中常常会产生大量的废水和废弃物。
传统的处理方式往往采用化学方法，但是这种方法存在高成本、污染环境等问题。
生物浸出技术是一种绿色环保的处理方式，通过微生物的作用将硫化铜矿中的金属元素转化为可溶性盐，从而实现硫化铜矿的资源化利用。
因此，对硫化铜矿生物浸出菌种的研究具有重要的科研和应用价值。
早期的硫化铜矿生物浸出菌种研究主要集中在单一菌株的筛选和优化上。
1960年，美国的Porath等人首次报道了采用微生物浸出技术处理铜矿石的实验，采用了一种新的枯草芽孢杆菌，获得了比化学浸出法更好的效果。
1975年，日本学者Takeuchi在菌株筛选方面首次采用了“乳酸生产法”，并筛选出了能在低pH环境下生长的Thiobacillus thiooxidans和Acidithiobacillus ferrooxidans等菌株。
此后，又陆续发现了Acidithiobacillus thiooxydans、Leptospirillum ferrooxidans、Sulfolobus acidocaldarius等新的菌株。
近年来，随着微生物学、分子生物学、基因工程等领域的不断发展，硫化铜矿生物浸出菌种的研究逐渐向着深入和智能化的方向发展。
例如，利用微生物组学的方法对硫化铜矿生物浸出菌群的多样性、生态功能、菌群结构和代谢途径等进行深入研究；利用分子生物学手段对菌种在环境适应性、代谢途径、能量转换、氧化还原反应等方面进行多维度、全面性研究，从而探究菌株适应环境变化、优化生物浸出工艺等方面提供理论基础和针对性指导；开发生物传感器、代谢工程和菌群工程等手段进行硫化铜矿生物浸出过程过程的智能化控制和优化，提高硫化铜矿生物浸出工艺的效率、稳定性和经济性。
总结随着生物技术的迅速发展，硫化铜矿生物浸出菌种的研究将会更加多样化和深入化，将为硫化铜矿的有效开采和资源化利用提供更加坚实的科学理论和技术保障。
硫化铜矿生物浸出菌种发展情况的研究
硫化铜矿生物浸出菌种发展情况的研究硫化铜矿生物浸出是一种利用微生物对硫化矿中的金属进行浸出的环保、高效的技术。
随着对资源的需求不断增加和环境保护意识的提高，硫化铜矿生物浸出技术得到了越来越广泛的应用和发展。
而菌种作为硫化铜矿生物浸出的关键因素之一，其研究与发展一直备受关注。
菌种在硫化铜矿生物浸出过程中起着至关重要的作用，它的种类和数量直接影响着生物浸出的效率和效果。
菌种的研究和发展一直是硫化铜矿生物浸出技术研究的热点之一。
本文将探讨硫化铜矿生物浸出菌种发展情况的研究，并展望未来的发展方向。
一、硫化铜矿生物浸出菌种发展现状目前，硫化铜矿生物浸出中常用的菌种主要包括嗜石硫氧化细菌和嗜铁硫氧化细菌。
嗜石硫氧化细菌主要包括嗜热嗜酸的硫酸氧化细菌，如硫杆菌属和嗜石硫芽孢杆菌属等，它们能在高温、酸性条件下快速氧化金属硫化物并释放金属离子。
嗜铁硫氧化细菌则包括嗜盐嗜酸的硫酸氧化细菌，如酸性硫化亚铁硫杆菌和嗜铁酸杆菌等，它们在低温、酸性条件下也能有效地氧化金属硫化物。
近年来还涌现出一些新的菌种，如嗜氧嗜铁细菌和厌氧铁还原菌等。
这些新的菌种在硫化铜矿生物浸出中展现出了很好的应用前景，为该技术的发展带来了新的动力。
目前，硫化铜矿生物浸出菌种的研究已经取得了一定的进展，但在菌种筛选、优化培养条件、提高浸出效率等方面仍存在许多挑战。
菌种的发展仍然需要进一步的研究和探索。
随着科学技术的不断进步和对资源利用的需求不断增加，硫化铜矿生物浸出菌种的发展也呈现出一些明显的趋势。
菌种的筛选将更加精准化和高效化。
随着对菌种自然环境和生理特性的深入研究，将有更多的优良菌种被发现和应用于硫化铜矿生物浸出中。
基于分子生物学技术的菌种筛选方法也将得到更广泛的应用，从而提高菌种筛选的效率和准确性。
菌种的遗传改良将成为研究的热点。
通过遗传工程手段改良菌株，使其在特定条件下具有更高的金属氧化能力和耐受性，从而提高硫化铜矿生物浸出的效率。
菌种的多样性和协同作用将受到重视。
铜硫化矿生物浸出高效菌种选育及浸出机理
铜硫化矿生物浸出高效菌种选育及浸出机理一、细菌对铜硫化矿的作用及其改善 1．铜硫化矿的细菌浸出机制目前有二种看法。
一是认为细菌直接对铜硫化矿物进行氧化浸出，称为直接作用，如黄铜矿细菌浸出反应为：二是认为细菌把硫化矿物中释放出来的亚铁和元素硫分别氧化成高铁和硫酸，后二者作为浸出剂对铜硫化矿进行浸出，称为间接作用，则黄铜矿浸出反应为： 2．本文研究了从大宝山铜矿的细菌浸出原液中分离出来的两种主要浸出菌种——氧化亚铁硫杆菌（Thiobacillus ferrooxidans简称D-T．f）和氧化硫硫杆菌（Thiobacillus thiooxidans简称D-T．t）氧化生理特性及其浸出，表明D-T．f菌具有较强的催化氧化Fe<sup>2+</sup>、S<sup>2-</sup>的活性，而几乎没有催化氧化S<sup>0</sup>的活性；D-T．t菌只发现具有较强的催化氧化S<sup>0</sup>的活性；D-T．f菌具有较强的氧化浸出黄铜矿精矿的能力，而D-T．f菌氧化浸出黄铜矿精矿的能力较弱。
3．分别用Fe<sup>2+</sup>、S<sup>0</sup>、CuS和CuFeS<sub>2</sub>为能源对原菌进行富集培养，发现用CuS富集的菌种浸矿能力最强，Fe<sup>2+</sup>富集菌和CuFeS<sub>2</sub>培养菌次之，S<sup>0</sup>富集菌最差；用分离出的D-T．f S<sup>2-</sup>氧化缺陷型菌株进行浸出，发现它比具有这种氧化能力的正常菌株的浸出效果差得多。
D-T．t菌和D-T．f菌同时浸出黄铜矿精矿，在通常情况下D-T．f菌并不促进D-T．f菌对黄铜矿的浸出，而只有当外加一定量的元素硫时，方起一定的促进浸出作用。
硫化铜矿细菌浸出理论基础
浸出过程控制与优化
酸碱度控制
调节矿浆的酸碱度以适 应不同菌种的生长和浸
出需求。
温度控制
控制浸出温度，以保持 菌种活性和提高浸出速
率。
溶氧量控制
循环浸出
控制矿浆中的溶氧量， 以满足菌种生长和氧化
还原反应的需求。
将部分浸出液循环回浸 出槽，以提高浸出效率。
04 实际应用与案例分析
国内外研究现状
国内研究现状
技术推广价值
硫化铜矿细菌浸出技术具有广泛的应用价值，可适用于不同类型和规模的铜矿资源 开发。
该技术可降低采矿废弃物的产生，提高铜矿资源的利用率，减少对环境的破坏和污 染。
通过推广应用该技术，可以为企业带来可观的经济效益，同时也有助于推动我国矿 业产业的绿色发展。
未来研究方向
01
02
03
04
需要进一步研究细菌浸出过程 中微生物的代谢机制和调控原 理，以提高浸出效率和降低成
本。
需要加强浸出过程中有价金属 的回收和利用研究，实现资源
的最大化利用。
需要开展更大规模的现场试验 和工业应用研究，以进一步验 证技术的可行性和优越性。
需要加强与其他浸出技术的结 合研究，以拓展细菌浸出技术 的应用范围和提高其竞争力。
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05 结论与展望
研究成果总结
通过实验室研究和现场试验，验证了该技术的 可行性和优越性，并得出了最佳工艺条件和相
关参数。
与传统物理化学方法相比，细菌浸出技术具有显著的 经济和环境效益，具有很大的应用前景。
硫化铜矿细菌浸出技术具有高效、环保的优点 ，为铜矿资源的开发利用提供了新的途径。
细菌浸出过程中涉及的微生物种类、作用机制及 影响因素得到了深入探讨，为优化工艺提供了理 论依据。
某硫化铜矿尾矿碱性细菌浸出试验研究
矿
冶
工 程
第 ３ 卷 １
表 ２ 尾 矿 铜 物 相 分 析 结 果
一
次 性加 入 培 养 基 ， 后 接 种 并 在 一 定 条 件 下 培 养 。 然
从加 尾 矿开始 直 到浸矿 结束 不再加 任何 物料 。浸 出结 束后 放 出培养 液进行 化验 分 析 。
分别取 配 制好 的 １０ ｍＬ的 培 养 基 放 入 ５只 １ ０ ０ ５ ｍ Ｌ的锥行 瓶 内 ， 编号 为 Ｔ ， ， ，４，５ 将 ５个 试 并 １ Ｔ Ｔ ；
５ ７ ９ｄ把尾 矿分 别 放 人对 应 的锥 形瓶 中尾 矿摇 瓶试 ， ，
验共 进 行 ５ ０ｄ左 右 ， 隔 ４ｄ取 样 检测 ， 析其 中 的 每 分
ｐ Ｓ Ｈ、Ｏ 卜含量以及 ｃ 含量等参数的变化情况 。 ｕ
２ ２ 主 要仪器 及分 析方 法 ．
图 １ 尾 矿 级 配 曲线 圈
ｗ ｓｉｏ ａｅ ｎ ｔｉ ｎ ｓ ｄ ｍ ｔ ｎ ｃ ｍｅ ｔ ｃ ｌ ｒ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ａ ｓ ｌｔ ｄ ｉ ａｌ ｇ ａ ｗｉ ｅ ｒ ｈ ｎ ｕ ｔ ｅ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ．Ｔ ｅ ｅｆ ｃ ｆ ｉ ｏ ｕ ａｉ ｎ ａ ｕ ｔ ｄ ｐ ａｉｎ ｔ ｆ ｉ ｈ ｉ ｕ ｈ ｆ ｔ ｏ ｎ ｃ ｌｔ ｍｏ ｎ ，ａ ａ ｔｔ ｉ ｏ ｅ ｏ ｏ ｍｅ
样在高压灭菌器 中消毒 ｌ ２ ｉ。硫代硫酸钠在高 ５～ ０ｍｎ 温灭 菌时 极 易 被 氧 化 分 解 成 硫 酸 钠 和二 氧化 硫 而 失 效 ， 量元 素 中也 含有 在高 温下 易分解 的盐 类 ， 以培 微 所 养基 中的 Ｎ ： ，Ｎ ： 、 量 元 素溶 液 应该 采 用 常温 ａＳＯ 、 ａＳ 微
用 。而 碱性 环 境 中利 用 微 生 物 回收 尾 矿 中 的金 属 不仅 可 以降低 生 产成 本 ， 可 以把 弱 碱 性： 又 的浸 出产 物
硫化铜矿生物浸出菌种发展情况的研究
硫化铜矿生物浸出菌种发展情况的研究硫化铜矿是一种较为常见的铜矿，在采矿过程中，硫化铜矿的处理难度比较大，通常需要进行浸出提取铜的处理。
传统的浸出工艺需要加入高浓度的酸性溶液，消耗大量的资源和能源，同时还会产生较高的环境污染风险。
因此，研究生物浸出硫化铜矿的技术，已成为浸出技术的重要研究方向。
生物浸出可以通过微生物的代谢活动来进行，这种方法相对于传统的化学浸出能够更加环保，同时在金属浸出过程中还可以进行废弃物的再利用。
然而，要实现生物浸出的目的需要选用合适的菌种，其适应环境与浸出能力是重要的考量因素。
目前研究中已证明，铁硫杆菌、黄杆菌等微生物可以生物浸出铜硫矿。
其中铁硫杆菌依赖于铁、硫、氢离子等氧化剂进行氧化反应，产生的酸度前提下，利用产生的代谢物对矿石进行浸出。
而黄杆菌则通过氧气与矿石中的硫化物反应，生成硫酸盐离子，最终产生可溶性硫酸铜离子进行浸出。
上述两种菌种都可以实现硫化铜矿的生物浸出。
但是两种菌种所产生的代谢物酸度和浸出能力是有差异的。
铁硫杆菌所产生的酸度较高，能够将矿石中的铜离子转化为可溶性状态的铜离子，但酸度较高的前提下，容易导致环境的酸化与环境污染。
而黄杆菌则产生酸度相对较低的代谢物，对环境的危害较小。
但是黄杆菌的浸出能力相对较弱，不能完全替代铁硫杆菌的浸出效率。
因此，目前的研究中多数是基于铁硫杆菌与黄杆菌的结合进行生物浸出。
通过综合利用两种菌种的优点，提高生物浸出效率。
在研究的基础上，不同的微生物培养方式以及浸出条件的变化都会影响浸出效率。
因此，现阶段需要进一步加强实验室条件以及生物浸出原理的探讨，提高生物浸出技术的成熟度，并在实践中逐步推广此项技术。
低品位原生硫化铜矿的细菌浸出研究
低品位原生硫化铜矿的细菌浸出研究本文采用大宝山混合菌（DB混合菌）、玉水混合菌（YS混合菌）及纯氧化亚铁硫杆菌（T．f）为浸出试验用细菌。
考察温度、培养基酸度、金属离子浓度对细菌的生长及Fe<sup>2+</sup>氧化活性的影响，并且考察了三种细菌的硫氧化活性。
在此基础上，进行了黄铜矿的细菌浸出研究。
针对广东玉水铜矿进行了细菌摇瓶浸出试验研究，考察了影响浸出过程的各因素的交互作用。
在生物浸出控制柱浸系统中，进行实际矿石的柱浸细菌浸出试验研究，分析浸出过程中各因素的变化及对铜浸出率、浸出速率的影响及因素之间的交互作用。
最后运用电镜扫描、X-射线、能谱分析等分析测试技术探讨黄铜矿的溶解机理。
首先，筛选出高效的硫化铜矿的浸矿细菌。
研究了温度、培养基酸度、金属离子浓度对细菌的生长及Fe<sup>2+</sup>氧化活性的影响以及三种细菌的硫氧化活性。
试验结果表明，适宜的酸度、温度和离子浓度条件是细菌生长繁殖所必需的客观条件，本试验中适于细菌生长的最佳条件为：溶液pH为2.0、温度为30℃、溶液中Cu<sup>2+</sup>应该低于0.015mol／L。
在此条件下细菌的Fe<sup>2+</sup>氧化活性最高，不适宜的pH、温度及较高的Cu<sup>2+</sup>浓度对细菌的Fe<sup>2+</sup>氧化活性有强烈的抑制作用。
混合菌比纯氧化亚铁硫杆菌有更优异的S氧化活性。
其次，黄铜矿的细菌浸出试验表明：细菌的存在极大的促进了黄铜矿的氧化溶解。
在细菌浸出体系中，浸出75天，铜浸出率可达46.27％，同样条件下酸浸对比试验结果表明，铜的浸出率为11.5％。
热力学分析表明，细菌浸出反应的△G<sub>298.15</sub><sup>9</sup>=-5623.80kJ·mol<sup>-1</sup>，而酸浸反应的△G<sub>298.15</sub><sup>9</sup>=121.53kJ·mol<sup>-1</sup>。
硫化铜矿微生物浸出_萃取_电积提铜工业试验
硫化铜矿微生物浸出—萃取—电积提铜工业试验袁明华,周全雄(玉溪晨兴矿冶科技开发有限公司,云南玉溪 653100)摘要:在景谷民乐铜矿开展了硫化铜矿微生物浸出—萃取—电积提铜工业试验,取得了工业生产厂设计所需的各项工艺技术参数和消耗指标,达到了预定的试验目的。
关键词:硫化铜矿;微生物浸出;工业试验中图分类号:TF811 文献标识码:A 文章编号:1007-7545(2007)01-0009-02Industrial Experiment on Copper Extracting from Copper Sulphide Ore by Microbiological Leaching 2Solvent Extraction 2Electrodepositing ProcessYUAN Ming 2hua ,ZHOU Quan 2xiong(Yuxi Chenxing Mining &Metallurgy Science and Technology Development Ltd 1Co 1,Yuxi 653100,China )Abstract :The industrial experiment on extracting copper by microbiological leaching ,solvent extraction ,elec 2trodepositing process from copper sulphide ore in Minle ,Jinggu county was developed 1The engineering parame 2ter and consumption index that are needed in industrial production have been acquired 1K eyw ords :Copper sulphide ore ;Microbiological leaching ;Industrial experiment作者简介:袁明华(1962-),男,云南丰禄人,高级工程师,总经理 景谷民乐铜矿为一火山岩型斑岩铜矿之次生富集优质辉铜矿为主的细脉浸染型矿床,远景铜金属储量预计在30万t 以上。
硫化铜矿生物浸出菌种发展情况的研究
硫化铜矿生物浸出菌种发展情况的研究【摘要】硫化铜矿生物浸出是一种环保的铜选矿技术，对于提高矿石回收率和降低生产成本具有重要意义。
本文对硫化铜矿生物浸出菌种的发展情况进行了研究。
在菌种筛选方面，研究人员通过实验室测试和野外实践，成功筛选出具有高效浸出能力的菌株。
针对硫化铜矿生物浸出菌种的优化培养条件进行了探索，为提高菌种的生长和浸出效率提供了重要依据。
文章还分析了硫化铜矿生物浸出菌种在实际应用中的研究进展，并展望了未来的发展趋势。
通过本文的研究，可以为硫化铜矿生物浸出技术的进一步推广和应用提供重要参考依据。
【关键词】硫化铜矿、生物浸出、菌种、发展情况、研究意义、方法概述、筛选、优化培养条件、应用研究、发展趋势、前景、总结、展望1. 引言1.1 背景介绍硫化铜矿是含有硫化铜等金属矿物的矿石，常见于矿山和矿山废料中。
传统的硫化铜矿矿山采矿方式存在着环境污染严重、资源浪费大等问题，而生物浸出技术被视为一种环保、节能的新型矿山开采技术。
生物浸出是利用微生物在特定环境下对硫化铜矿中的金属矿物进行溶解和浸出的过程。
随着生物技术的不断进步，越来越多的研究者开始利用不同的菌种来开发和应用于硫化铜矿生物浸出过程中，以提高金属的回收率和降低环境污染。
菌种的筛选、培养条件的优化以及应用研究成为了目前硫化铜矿生物浸出领域中的研究热点。
探究硫化铜矿生物浸出菌种的发展情况对于提高矿产资源利用效率、减少环境污染具有重要的意义。
1.2 研究意义研究硫化铜矿生物浸出菌种的发展情况，具有重要的理论和应用价值。
对于深入了解硫化铜矿生物浸出机理、优化提取条件具有重要意义，可以为矿山生物浸出工艺的提升提供科学依据。
通过筛选和优化菌种，提高硫化铜矿生物浸出效率和产率，降低提取成本，对于矿业资源的可持续开发利用至关重要。
研究硫化铜矿生物浸出菌种的应用前景广阔，不仅可以在硫化铜矿提取领域得到应用，还可以为其他类似矿石的生物浸出技术提供借鉴和参考。
生物选矿技术 第六章 硫化铜矿的生物浸出
• Bactech/Mintek生物浸出技术,采用喜高温细菌 在温度65℃一85℃的搅拌罐中运作，用来处理含 贵金属或者铅和锌的复杂铜精矿。
• Bio Heap生物浸出技术，利用喜高温细菌在4560℃温度条件下浸出高盐铜精矿,是海水盐的6倍。
• Geocoat技术,其核心是将黄铜矿精矿的矿浆喷涂 于耐酸的普通岩石表面进行堆浸。
第六章 硫化铜矿的生物浸出
一、铜矿石生物浸出的发展历史
• 微生物浸铜技术研究较早,1958年在西班牙用细菌 产生的硫酸高铁溶浸低品位铜矿石,成功地回收了铜。
• 1980年Lo Aguirre 铜矿实现了生物堆浸的商业化 应用，标志着生物浸铜技术实现大规模工业生产。
• 1986年墨西哥的Cananea 铜矿实现大规模的废石 生物堆浸。该矿石为特大型斑岩铜矿，含铜0.26%。 堆浸初期，浸出周期80个月，铜回收率55%～60%， 1990 年后进行技术改进，使铜回收率提高至85%， 浸出周期缩短一半，20 世纪末该矿生物堆浸规模达 到年处理2750万吨表外矿。
二、硫化铜矿生物浸出的发展前景
• 采用经济合理的选矿方法处理低品位矿、难选矿、 氧化矿、边角矿、老尾矿、含有价物质废料、表 外矿、废石堆场、旧采区塌陷区、坑采废水等， 是一项很有研究价值和推广价值的工作。
• 如德兴和永平两矿露天废石堆现有约2亿吨，含 铜约20万吨。
• 石蒙铜矿品位低于2.5%的矿石铜含量约20万吨。
三、铜矿石生物浸出工艺
• 铜的生物浸出一般采用生物浸出-萃取-电积工艺， 细菌浸铜的重要方式有:堆浸（原矿堆浸、废石堆 浸和尾矿堆浸）、就地浸出和搅拌浸出。其中有 代表性的浸出技术如下：
• BioCop生物浸出技术。BioCop法基本上是采用 原生铜矿浮选精矿、采用极端嗜热嗜酸菌进行生 物浸出使铜溶解,罐温度在65℃-85℃，分离出的 硫酸铜矿浆进行SX-EW（萃取-电积）生产阴极 铜。铜浸出率95%。铜生物浸出在搅拌槽中进行, 该工艺采用富氧或纯氧供气,主要成本花在氧气上。
硫化铜矿生物浸出菌种发展情况的研究
硫化铜矿生物浸出菌种发展情况的研究硫化铜矿生物浸出是一种常见的利用菌种将硫化铜矿中的金属硫化物转化为可溶性金属离子的方法。
本文将对硫化铜矿生物浸出菌种发展情况进行研究。
硫化铜矿生物浸出是一种环境友好、高效的金属提取技术，因此受到广泛关注。
菌种的选择是影响浸出效果的关键因素之一。
在硫化铜矿的生物浸出过程中，常见的菌种有浸出产生酸的化学菌和浸出过程中产生酸化产物的硫杆菌等。
近年来，越来越多的研究者开始利用分子生物学方法对硫化铜矿生物浸出菌种进行研究。
通过分析菌种基因组，研究者可以了解菌种的遗传特性和代谢途径，并通过改造菌种来提高其生物浸出能力。
有研究发现一种名为Acidithiobacillus ferrooxidans的硫杆菌在生物浸出中具有较高的浸出效率。
通过分析该菌种的基因组，研究者发现了一种被称为黄体素酶的酶，该酶与硫化物的氧化有关。
通过改造该菌种的黄体素酶基因，研究者使得菌种的生物浸出能力得到了显著提高。
还有研究关注菌种与其他环境因子之间的相互作用对生物浸出效果的影响。
有研究者发现，在低温条件下，浸出效果较差的硫杆菌在与一种产生热力作用的菌株共同作用下，浸出效果显著提高。
这表明菌种间的相互作用对生物浸出效果具有重要影响。
在菌种的筛选方面，还有研究者尝试利用高通量培养技术来快速筛选具有浸出能力的菌种。
这种技术可以同时培养大量的菌株，通过对菌株的代谢产物进行分析，筛选出具有较高浸出能力的菌种。
这种技术能够显著提高筛选效率，为菌种的发现和选育提供了新的方法。
硫化铜矿生物浸出菌种的发展研究正日益深入，从传统的菌种筛选到基因组学和高通量技术的应用，为菌种的发现和选育提供了新的思路和方法。
目前仍存在一些挑战，如菌种间相互作用的机制尚未完全揭示，菌种的生物浸出能力如何得到进一步提高等。
未来还需在这些方面进行更深入的研究，以推动硫化铜矿生物浸出技术的发展和应用。
硫化铜矿细菌浸出理论基础4
硫化铜矿细菌浸出理论基础1. 引言硫化铜矿是一种重要的铜资源，其中的铜以硫化物的形式存在。
传统的硫化铜矿浸出工艺主要依赖于化学方法，如氧化焙烧、反硫化法和酸浸法等。
然而，这些方法存在环境污染、能源消耗大等问题。
为了解决这些问题，近年来，研究人员开始关注利用细菌浸出硫化铜矿的方法。
本文将介绍硫化铜矿细菌浸出的理论基础。
2. 细菌浸出的原理细菌浸出是利用生物菌群中的某些金属浸出菌的代谢活性，将金属从矿石中溶解出来的一种方法。
细菌浸出的原理主要包括两个方面：2.1 生物氧化作用在细菌浸出过程中，细菌通过代谢活性，将硫化物矿石中的硫化铜转化为可溶解的硫酸铜。
这一转化过程主要涉及到细菌的生物氧化作用。
细菌通过氧化反应将硫化铜矿中的硫化物转化为硫酸铜，反应方程式如下：CuFeS2 + 4FeS2 + 16O2 + 6H2O → CuSO4 + 5FeSO4 + 8H2SO4在这个过程中，细菌通过吸收氧气，产生酸性环境，并且释放出硫酸，从而将硫化铜矿中的铜溶解出来。
2.2 铜离子的浸出在细菌浸出过程中，溶解性的硫酸铜进一步与水溶液中的氢离子反应，生成可溶解的铜离子。
这一过程主要涉及到酸性环境中的化学反应。
此反应方程式如下：CuSO4 + 2H+ → Cu2+ + H2SO4通过细菌的生物氧化作用，将硫化铜矿转化为可溶解的硫酸铜，再通过酸性环境中的化学反应，将硫酸铜转化为可溶解的铜离子，从而实现了硫化铜矿的浸出。
3. 影响细菌浸出效果的因素细菌浸出的效果受到多种因素的影响，主要包括菌种、环境条件、浸出时间和矿石性质等。
3.1 菌种选择不同的细菌菌种对硫化铜矿的浸出效果有着不同的影响。
一般来说，选择菌株时需要考虑其耐酸性、浸出效果和生长特性等方面。
目前应用较广泛的菌种有杆菌属、葡萄球菌属和杆状球菌属等。
3.2 环境条件环境条件对细菌浸出效果起着重要的影响。
主要包括温度、pH值、氧气供应和搅拌速度等因素。
一般来说，较高的温度和较低的pH值有利于细菌的生长和代谢活性，从而提高浸出效果。
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(QuebradaBlanca, 海拔4400 m )是海拔最高的湿法炼铜
细菌浸出中辉铜矿最易，黄铜矿最难。 总之这些都是试验而得出的，只是经验 的总结。
Microbio－hydrometallurgy
6.2硫化铜矿的浸出理论基 础
(一) 辉铜矿的浸出 (1) 浸出步骤
第一步
Cu2S+ Fe2(SO)3→ CuSO4 + CuS+2FeSO4 第二步 CuS + Fe2(SO)3 → CuSO4+2FeSO4+S0 (2) (1)
缺少细菌 , 浸出是十分缓慢而短暂的 , 即使是 Fe(Ⅲ)
浸出 , 也需要细菌反复再生。吸附菌体通过多糖层的
Fe (Ⅲ) 对矿物起作用,它与溶液中 Fe (Ⅲ) 直接对矿物
起作用 , 效果完全不一样。由于矿石的复杂性及细菌
的多样性 , 细菌作用也就变得复杂多样 , 直接或间接作
Microbio－hydrometallurgy
微生物湿法冶金技术产生于上世纪中叶 ,是生 物技术与湿法冶金技术相互交叉的边缘学科。
Microbio－hydrometallurgy 经历了半个世纪的发展 ,其在产业化和基础理
（1）在铜矿湿法冶金中的应 用
生物技术在铜矿的应用是最早的，目前正在进行
建设年产20 000t 阴极铜的微生物堆浸厂的可行性研究 工作。目前全世界有12个铜的生物氧化浸出厂 ,美国和 智利用 SX2EW 法生产的铜中约有50 %以上都采用生 物堆浸技术,最典型的是智利北部的奎布瑞达布兰卡
Microbio－hydrometallurgy
(二) 黄铜矿的浸出
(1) 黄铜矿的溶解机理
黄铜矿细菌氧化的可能先后顺序:
CuFeS2 →Cu9Fe9S16 →CuFeS1-x→CuS2
→Cu9S5 →Cu2S →CuS →Cu O ( CuCl、
CuCl 、Cu 2OCl2)→Cu 3SO4( OH)4 →
(3) 表面固态产物膜 各种硫化矿中黄铜矿是最难浸出的，其
原因在于 其表面随反应的进行生成了固态产物层覆盖 于矿物表 面从而阻碍了反应的进一步进行。 对表面固态产物膜有三种不同的观点： a）铁矾层：由于浸出液中有大量的SO42+和 Fe3+存在，随反应的进行pH会升高，因此有 可能在矿粒表面形成致密Fe2( SO4)3的盐层 使反应难以进行； b）元素硫层：在反应过程中有大量的元素硫
硫化铜矿的细菌浸出
6.1 硫化矿的种类与可浸性比较 (1) 常见的硫化矿
矿物 黄铜矿 辉铜矿 斑铜矿 铜蓝 黝铜矿 砷黝铜矿 银黝铜矿 方铜矿 硫砷铜矿 硫铜钴矿 分子式 CuFeS2 Cu2S Cu5FeS4 CuS (Cu,Fe)12Sb4S12 4Cu2S.As2S3 (Ag.Cu.Fe)12(As2Sb)4S13 CuFe2S3 Cu3.AsS4 Cu(Co,Ni)2S4
Microbio－hydrometallurgy
(2) Cu2S和 CuS之间存在一系列中 间产物
但在辉铜矿浸铜的电化学研究中证
实 ,在 Cu2S和 CuS之间存在一系列中间 产物，其中一些具有稳定的组成和固定 的氧化还原电位 ,如果辉铜矿在浸出过程 中的变化过程与这些电化学研究一致， 则方程式（1）的产物应该是Cu2-xS 而不
CuSO4 。这些中间矿物基本是按铜浸出
率的高低 , 即氧化程度的高低 ,先后被细 菌转化成主矿物; 而且黄铜矿一旦开始被 Microbio－hydrometallurgy
(2) Fe ( Ⅲ) , Cu ( Ⅱ) 等对细菌浸出的 影响
直接间接作用争议的核心是细菌与 Fe (Ⅲ)的功能
地位 , 显然 , 细菌的作用是首位的, 在黄铜矿浸出体系,
Microbio－hydrometallurgyபைடு நூலகம்
（4） 黄铜矿细菌浸出的一些规律
1)黄铜矿细菌浸出的速率是化学浸出的速率的 5~10倍； . 2)在生成铁矾的情况下，细菌浸出要明显的低 于化学浸出的速率； 3)细菌浸出的速率随矿石的粒度减小而上升； 4)氧O2和CO2的供应会导致细菌浸出的速率变 化； 5)必须对细菌进行驯化； 6)原电池效应和黄铁矿的存在会加快细菌浸出 的速率； 7)低品位的黄铜矿的浸出的速率比精矿要高。 Microbio－hydrometallurgy
Microbio－hydrometallurgy 是 CuS,其浸出速率常数也应该是一个随
铜的硫化物有一个固溶体 区间 中间产物组成为 Cu1+xS，x =0～1 ,成分介于
辉铜矿和铜蓝之间,为蓝辉铜矿,组成及在25 ℃时 的标准生成自由能见表1。
由表 1 可见 ,在辉铜矿氧化浸出过程中 ,随着 铜离子的不断浸出 ,会形成类似于铜硫固溶体的
硫化铜矿的细菌浸出
Cu% 34.5 78.9 63.3 66.4 52.1 57.7 23.3 48.3 晶型 正方 斜方 正方 六方 等轴 等轴 等轴 斜方 斜方 等轴
Microbio－hydrometallurgy
(2) 各种硫化铜矿的浸出效果 就铜矿而言,中温细菌浸出时,各种硫
化铜矿的浸出效果: 辉铜矿＞斑铜矿＞方黄铜矿＞铜蓝矿＞ 黄铜矿
Microbio－hydrometallurgy
（3）固体产物始终是P-型 半导体
在从辉铜矿到铜蓝的转化过程中 , 固体产物始终是P-型半导体 ,其禁带约为 1.8eV 。辉铜矿的导带由铜的4s 轨道演 化而来, 而价带是从硫的3 p 能级导出。 辉铜矿的离子模型为: (Cu+)2S2－ ;对于缺 铜的辉铜矿 Cu2-xS, 其离子模型为: (Cu+) 2+) S2－ 。在能带模型中 ,每失去 (Cu 2－x x 一个Cu ,就有一个空穴产生。Cu＋ 的离
目前,高品位、易选别矿产资源日趋减少,低品
6.3 产业化进展
位、难选冶资源日益受到重视。而传统的开发方式 非常不适应开发低品位资源,而且对环境还有一定 程度的破坏。资源开发与环境保护之间存在着诸多 问题。因此,对于低品位、难选冶资源的开发利用, 微生物湿法冶金技术显示出了巨大潜力。微生物冶 金技术可以很经济地处理低品位、难处理矿石和传 统开发方式留下的矿产废料 ,且该技术对环境危害 小、投资少、能耗低、药耗少。