冶金方法湿法
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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）
• 国内系统研究适于1959年。1972年开始有微生物湿法冶金技术 应用于工业化生产（细菌浸出铜铀半生矿）。1977年完成高硫锰 矿和锡矿的微生物浸出半工业化生产。1994年在陕西进行吨位黄 铁矿类型贫瘠矿的细菌堆浸实验，金回收率提高58％（原矿含金 量只有0.54g/吨）；1995年以后有更多的开发应用。
5.细菌的进一步改造和重新构建
诱变育种： 分离获得的菌种，在改造上要选择具以下特征进行育种：
1）具有很高的氧化铁或硫的能力 2）具再生生长能力 3）已有相当程度的变异。诱变后，挑选浸出效率提高，又具
稳定遗传性的突变菌株。
基因工程构建新菌株 筛选合适酶的菌株 → 确定酶基因的位置（基因或质粒）
• 驯化培养实际上是定向选择抗性菌体的过程，一开始可能所 需时间比较长，但随着目的菌数的不断增多，驯化培养的周 期会不断缩短。
• 当菌体对某种金属离子具有较强的耐受力，或菌数在一个较 短周期内到达108～109个/ml时，驯化菌样就可用于生物浸 矿试验。
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。
工业化生产
野外采 样开发
不断 驯化培养
接矿小试验 扩大试验
效果不明显 继续驯化 基因改造
效果明显
细致研究
改善浸出条件 提高浸出效率
浸矿微生物开发
• 1.选择适合的采样地点
• 浸矿微生物可能存在的地点： 矿山、矿堆或尾矿中流淌出来的酸性水 矿石本身 热泉水样或矿浆
微生物一般集中选择在低pH条件下，其最适生长温 度分为30℃（中温菌）、45℃（中度嗜热菌）或70～ 80℃（极度嗜热菌）的类群。
培养温度的初步确定 培养温度根据菌种来源而定。有适合30℃培养的，但中度嗜热
菌的最佳生长温度约50℃，极度嗜热菌最适生长温度60~70℃。 通过初步设定培养温度可以有选择地获得一些适于特定环境浸出 的微生物类群。培养基pH以3～4为宜。还必须通气，避免阳光照 射等以利繁殖。Biblioteka Baidu
3.驯化培养
• 驯化培养就是不断提高目的矿样在培养基中的浓度，同时不 断减少其他易于被菌体分解利用的化合物的量，直至完全停 止。
• 但跟国外比还有很大差距，如对浸矿微生物菌种没有监控，对菌 种生理状态等也缺乏全面认识，不能很好指导浸矿。我国还 没 有真正建立起一家细菌浸矿工厂。
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。
→ 如基因组则提取及纯化基因组染色体 → 将纯化后的基 因片段克隆到大肠杆菌的质粒上 → 检出被转化的大肠杆菌 → 从转化菌中提取质粒，切割质粒上相关的酶基因片段 → 检测所获酶基因片段及由该基因表达的酶的氨基酸顺序 → 构建穿梭质粒，将酶基因导入目的硫杆菌内 → 表达。
6.细菌浸出扩大试验（工业级）
钩端螺菌属
所有的钩端螺菌属菌都是严格好氧微生物，专一性地通过 氧化溶液中的Fe3＋或矿物质中的Fe2＋来获取能量。
硫化杆菌属
能量来源是Fe2＋、硫磺和其它矿物。该属菌严格好氧且极度嗜 酸。
2.微生物冶金的原理 • 细菌直接作用浸矿 细菌对矿石存在着直接氧化的能力，细菌与矿石之间通过
物理化学接触把金属溶解。从而使金属从矿石中提取出来。
什么是微生物湿法冶金？
微生物湿法冶金，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。
搅拌浸出、堆浸和原位浸出3种方法。
细菌间接作用浸矿
细菌能把金属从矿石中溶浸出来是细菌生命活动中生成 代谢物的间接作用 ，例如细菌作用产生硫酸和硫酸铁，然后 通过硫酸或硫酸铁作为溶剂浸提出矿石中的有用金属 。
3. 浸矿用菌的开发途径
从已有菌 群中开发
基因工程 构建和重组
获得新性状菌 株（工程菌）
接矿小试验 及扩大试验
效果不明显 抛弃 效果明显 菌种保藏
堆矿环境呈酸性，温度60～80 ℃，是理想的采样地 点。这些菌活跃在浸矿液、矿石表面等区域。
2.在合适条件下培养样品
• 培养基的选择
刚采集到的样品一般不直接用于接矿培养基来培养。通常选 择一些易于菌体分解利用的培养物来扩大菌体数量。
由于冶金菌多为自养型细菌，培养基中一般加入硫酸胺或硝 酸钾、磷酸钾、硫酸镁、硫酸铁、硫等作为N及矿物质来源。
通过氰化物提取。
微生物冶金工业流程
基本情况
• 国外在生物冶金方面的研究起步较早，目前许多国家已实现了铜 矿、油矿、金矿等一系列矿种的微生物工业化浸出生产。此外， 已有大量的现代生物学手段被引入工业化生产，对其中的金矿微 生物进行有效监控。如用免疫荧光标记技术来活体检测菌体的吸 附过程，用蛋白质定量分析来确定菌体对矿石的吸附量等。
适温细菌和其他靠吃矿石为生细菌如何氧化酸性金属的 机理不得而知。化学和生物作用将酸性金属氧化变成可溶性 的硫酸盐，不可溶解的贵金属留在残留物中，铁、砷和其他 贱金属，如铜、镍和锌进入溶液。溶液可与残留物分离，在 溶液中和之前，采取传统的加工方式，如溶剂萃取，来回收 贱金属，如铜。残留物中可能存在的金属，经细菌氧化后，
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）
• 国内系统研究适于1959年。1972年开始有微生物湿法冶金技术 应用于工业化生产（细菌浸出铜铀半生矿）。1977年完成高硫锰 矿和锡矿的微生物浸出半工业化生产。1994年在陕西进行吨位黄 铁矿类型贫瘠矿的细菌堆浸实验，金回收率提高58％（原矿含金 量只有0.54g/吨）；1995年以后有更多的开发应用。
5.细菌的进一步改造和重新构建
诱变育种： 分离获得的菌种，在改造上要选择具以下特征进行育种：
1）具有很高的氧化铁或硫的能力 2）具再生生长能力 3）已有相当程度的变异。诱变后，挑选浸出效率提高，又具
稳定遗传性的突变菌株。
基因工程构建新菌株 筛选合适酶的菌株 → 确定酶基因的位置（基因或质粒）
• 驯化培养实际上是定向选择抗性菌体的过程，一开始可能所 需时间比较长，但随着目的菌数的不断增多，驯化培养的周 期会不断缩短。
• 当菌体对某种金属离子具有较强的耐受力，或菌数在一个较 短周期内到达108～109个/ml时，驯化菌样就可用于生物浸 矿试验。
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。
工业化生产
野外采 样开发
不断 驯化培养
接矿小试验 扩大试验
效果不明显 继续驯化 基因改造
效果明显
细致研究
改善浸出条件 提高浸出效率
浸矿微生物开发
• 1.选择适合的采样地点
• 浸矿微生物可能存在的地点： 矿山、矿堆或尾矿中流淌出来的酸性水 矿石本身 热泉水样或矿浆
微生物一般集中选择在低pH条件下，其最适生长温 度分为30℃（中温菌）、45℃（中度嗜热菌）或70～ 80℃（极度嗜热菌）的类群。
培养温度的初步确定 培养温度根据菌种来源而定。有适合30℃培养的，但中度嗜热
菌的最佳生长温度约50℃，极度嗜热菌最适生长温度60~70℃。 通过初步设定培养温度可以有选择地获得一些适于特定环境浸出 的微生物类群。培养基pH以3～4为宜。还必须通气，避免阳光照 射等以利繁殖。Biblioteka Baidu
3.驯化培养
• 驯化培养就是不断提高目的矿样在培养基中的浓度，同时不 断减少其他易于被菌体分解利用的化合物的量，直至完全停 止。
• 但跟国外比还有很大差距，如对浸矿微生物菌种没有监控，对菌 种生理状态等也缺乏全面认识，不能很好指导浸矿。我国还 没 有真正建立起一家细菌浸矿工厂。
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。
→ 如基因组则提取及纯化基因组染色体 → 将纯化后的基 因片段克隆到大肠杆菌的质粒上 → 检出被转化的大肠杆菌 → 从转化菌中提取质粒，切割质粒上相关的酶基因片段 → 检测所获酶基因片段及由该基因表达的酶的氨基酸顺序 → 构建穿梭质粒，将酶基因导入目的硫杆菌内 → 表达。
6.细菌浸出扩大试验（工业级）
钩端螺菌属
所有的钩端螺菌属菌都是严格好氧微生物，专一性地通过 氧化溶液中的Fe3＋或矿物质中的Fe2＋来获取能量。
硫化杆菌属
能量来源是Fe2＋、硫磺和其它矿物。该属菌严格好氧且极度嗜 酸。
2.微生物冶金的原理 • 细菌直接作用浸矿 细菌对矿石存在着直接氧化的能力，细菌与矿石之间通过
物理化学接触把金属溶解。从而使金属从矿石中提取出来。
什么是微生物湿法冶金？
微生物湿法冶金，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。
搅拌浸出、堆浸和原位浸出3种方法。
细菌间接作用浸矿
细菌能把金属从矿石中溶浸出来是细菌生命活动中生成 代谢物的间接作用 ，例如细菌作用产生硫酸和硫酸铁，然后 通过硫酸或硫酸铁作为溶剂浸提出矿石中的有用金属 。
3. 浸矿用菌的开发途径
从已有菌 群中开发
基因工程 构建和重组
获得新性状菌 株（工程菌）
接矿小试验 及扩大试验
效果不明显 抛弃 效果明显 菌种保藏
堆矿环境呈酸性，温度60～80 ℃，是理想的采样地 点。这些菌活跃在浸矿液、矿石表面等区域。
2.在合适条件下培养样品
• 培养基的选择
刚采集到的样品一般不直接用于接矿培养基来培养。通常选 择一些易于菌体分解利用的培养物来扩大菌体数量。
由于冶金菌多为自养型细菌，培养基中一般加入硫酸胺或硝 酸钾、磷酸钾、硫酸镁、硫酸铁、硫等作为N及矿物质来源。
通过氰化物提取。
微生物冶金工业流程
基本情况
• 国外在生物冶金方面的研究起步较早，目前许多国家已实现了铜 矿、油矿、金矿等一系列矿种的微生物工业化浸出生产。此外， 已有大量的现代生物学手段被引入工业化生产，对其中的金矿微 生物进行有效监控。如用免疫荧光标记技术来活体检测菌体的吸 附过程，用蛋白质定量分析来确定菌体对矿石的吸附量等。
适温细菌和其他靠吃矿石为生细菌如何氧化酸性金属的 机理不得而知。化学和生物作用将酸性金属氧化变成可溶性 的硫酸盐，不可溶解的贵金属留在残留物中，铁、砷和其他 贱金属，如铜、镍和锌进入溶液。溶液可与残留物分离，在 溶液中和之前，采取传统的加工方式，如溶剂萃取，来回收 贱金属，如铜。残留物中可能存在的金属，经细菌氧化后，