细菌浸出
硫化铜矿细菌浸出理论基础2
8.2.2.4 黄铜矿细菌浸出的一些规律
M．Boon与J．J．Heijnen分析总结了1970～1992年间发 表的关于黄铜矿细菌浸出的24篇文献，提出了关于黄 铜矿浸出的以下结论： (1)在排除扩散控制的条件下，黄铜矿细菌浸出的速率常 数明显地大于化学浸出的速率常数，前者为后者的5～ 10倍。 (2)在生成铁矾的情况下，细菌浸出与化学浸出的速率相 同，明显地低于无铁矾生成时的细菌浸出速率。 (3)细菌浸出速率随矿石粒度下降而上升
3、斑铜矿 、
34．5 78．9 63．3 66．4 52．1 57．7 － 23．3 48．3 －
正方 斜方 正方 六方 等轴 等轴 等轴 斜方 斜方 等轴
辉铜矿（ 1、辉铜矿（Cu2s） 在硫化矿的氧化浸出中辉铜矿有其独 特之处。 (1)浸出分两步进行。
(2)从 Cu s到CuS之间生成一系列非计 量化学的Cu—S固溶体的中间产物。 Koch测绘了用Cu2s薄膜做成的电极的 开路电位与Cu2s—CuS之间铜含量的 — 关系线，示于图7—4。线上的平台 — 对应一两相区间，而电位急剧上升 则标志成分的变化。
（5） 表面固态产物膜 ）
在各种硫化矿中黄铜矿属于较难浸出 的，其原因归结于在黄铜矿的表面随反 应的进行生成了固态产物层覆盖于矿粒 表面从而阻碍了反应的进一步进行。但 这一固态产物层是何物则有三种不同的 观点。一是铁矾层观点 ，二是元素硫层 观点 ， 三是铜蓝层观点
2 、黄铜矿
（1）黄铜矿的晶体结构
(8)用氧化亚铁硫杆菌浸出黄铜矿(在35℃下)，加 Ag＋作催化剂，12天铜浸出率为80％，而不加 Ag＋时仅为25％。用高温细菌在68℃下浸出 Ag+没有明显的催化作用。这两种温度下有两 种不同的作用机理，35℃下的浸出，在黄铜矿 表面生成了Ag2S，而在68℃下浸出时在黄铜矿 表面生成了金属银的薄膜。
细菌浸出的方法
细菌浸出利用微生物及其代谢产物作浸出药剂，氧化、溶浸矿物原料中的组分的浸出工艺称为细菌浸出或称生物浸出。
生物技术在在冶金工业中与传统技术相比，具有对环境友好、资源利用率高，尤其适用于低品位复杂矿、难选难分离矿和硫化矿精矿有价金属的提取富集。
在矿产资源面临贫、杂、细，资源日趋减少，环境问题日益突出，绿色环保日显重要的今天，生物技术成为可持续发展战率中最引人关注的新技术之一。
各种细菌、真菌、霉菌和藻类等在生物浸出、生物选矿富集、生物吸附和废弃物的生物处理等方面具有深入研究、广泛应用的前景。
细菌作用于铜矿物产生蓝色硫酸铜溶液发现于20世纪中叶，此后，引起国内外研究工作者的重视，不断有新研究发展应用报告与成果展现。
20世纪60年代初，华能（化学能合成）自养细菌氧化浸矿技术率先在美国应用于铜的堆浸，此后智利、澳大利亚、苏联、日本等十多个国家先后用于工业生产。
华能自养菌的氧化浸出技术目前已发展成为处理硫化矿的一种成熟工艺。
最初应用于低价值和低品位硫化矿，采用堆浸、池浸和就地浸出三种方式，在低品位铜、铀矿资源利用上已有广泛的工业应用。
至20世纪90年代中期，低品位铜矿的细菌堆浸—萃取—电解工艺已成为铜工业生产的常规方法之一，可经济地处理品味很低的铜矿，优于其他任何方法。
截止1997年，生物技术生产的铜已占美国年产铜的18％以上，智利铜产量的25％，世界铜产量的17％.就地浸出是生物浸出低品味矿的另一种工业应用形式。
它是将含有营养物质和菌种的浸出液注入矿床（或仅注入营养液，就地利用矿山原有细菌），渗入矿层并溶解目的矿物，然后在回收中抽出浸出液并从中回收有价金属。
这种方法无需采矿作业，使地表和矿床都不受到大规模破坏，对环境的不利影响也小，在投资、能源消耗和生产成本等方面都低于传统开采提取工艺。
细菌就地浸出技术已在捷克、美国、加拿大等十多个国家应用于铜矿和铀矿的开发。
微生物堆浸预处理技术也在20世纪90年代中叶有美国Newmont公司首先投入工业生产，用于难浸金矿的堆浸。
第4章微生物浸出方法
4.2.4 矿堆的构筑
矿堆的构筑一般为2000到4000吨矿石构成一堆， 有时一堆高达5000吨，高度一般在2.5米到3米。 喷淋强度一般在30~50升/m2.h，大多数每天24小 时均匀喷淋，一堆喷淋至少在一个半月左右， 一般在10个月以上即可以达到完全浸出的目的。 虽然渣品位一般比搅拌浸出高一些，但是浸出 率可以基本上保持在70~75%左右。
4.3.3 薄层渗滤浸出（槽浸） 薄层渗滤浸出（槽浸）
薄层渗滤浸出（槽浸）是指将矿石预先堆 置在可以底部排液的渗滤池中，采用顶部喷淋 或底部进液的方式对矿石进行浸泡并浸出的过 程。它和槽式堆浸的方式基本上相同，只是填 矿的矿层比较薄一些，一般情况下矿层大约是 0.5m左右。
Microbio－hydrometallurgy
Microbio－hydrometallurgy
4.2.1 堆浸法的原理
堆浸法的原理：借助于喷洒于矿堆上含有细菌 堆浸法的原理 和化学的溶剂的水溶液流经矿堆时，缓慢流动 的处于非饱和流状态的溶液，经过矿石孔隙与 矿石表面接触，易溶解的金属即溶解在溶液中， 这样永远保证固液相表面溶剂有比较大的浓差。
图4-6 错流浸出工艺流程
Microbio－hydrometallurgy
逆流浸出
浸出时，浸出剂与被浸矿物料运动方向相反，即经几次浸出而 贫化后的矿物与新鲜浸出剂接触，而原始被浸矿物则与浸出液接 触 ，可较充分地利用浸出液中的剩余浸出剂，浸出液中目的组分 含量高，浸出剂消耗量较小，但浸出速度较低，浸出时间较长，需 较多的浸出段数。
Microbio－hydrometallurgy
4.2.8 O2和CO2的供给
一般控制充气速度为0.05～0.1m3/(m3·min)。 除保证供氧外 ,随空气带入的CO2一般也能满 足细菌对碳的需求。
细菌浸出电解锰废渣中锰的机制研究
ｒ ｓｄ ｅ ｈ ｔａ ｎ ｗａ ｄ ｎ ｉ ｅ ｓ Ｓ ｒ ａ ｉ ｐ． Ｔｈ ｂ ａｎ ｄ ｓ ｒ ｉ ｓｅ ｌｙ ｄ ｆ ｒｌａ ｈ ｎ ｆ ｎ ａ ｅ ｅｆｏ ｅ ｅ ｉ ｕ ，ｔ ｅｓ ｒ ｉ ｓｉ ｅ ｔ ｉｄ ａ ｅ ｒ ｔａｓ ． ｅ ｏ ｔ ｉｅ ｔａ ｎ ｗａ ｍｐ ｏ ｅ ｏ ｃ ｉ ｇ ｏ ｆ ｅ ｍａ ｇ ｎ ｓ ｒ ｍ — ｌｃ ｒ ｌ ｔ ｎ ａ ｅ ｅ ｒ ｓｄ ｅｃ ｌ ｒ ｄ ｕ ａ ｄ ｍａ ｇ ｎ ｓ ｉ ｘ ｄ ｕ ｔ ｒ ｄ ｕ ，ｔ ｅ ｅｆ ｃ ｆ ｉ ｅ ｅ ｔ ｅ ｕ ｔ ｎ ｓ ｅ ｔｏ ｙ ｉ ｍａ ｇ ｎ ｓ ｅ ｉ ｕ ｕ ｔ ｅ ｍｅ ｉ ｍ ｎ ｎ ａ ｅ ｅ ｄｏ ｉｅｃ ｌｕ ｅｍｅ ｉ ｍ ｃ ｕ ｈ ｆ ｔ ｆ ｒ ｎ ｄ ｃ ａ ｔ ｅ ｏ ｄ ｆ ｒ ｏ ａ ｈ ｎ ｆｉｉｎ ｙ ｗａ ｎ ｅ ｔｇ ｔ ｄ ｎ ｌ ｃ ｉ ｇ ｅｆｃｅ ｃ ｓ ｉｖ ｓ ｉ ａ ｅ ．Ｒｅ ｕ ｔ ｈ ｗｅ ｈ ｔｔ ｅｓ ｒ ｉ ｏ ｌ ｎ ａ ｃ ｄ ｔ ｅｍａ ｇ ｎ ｓ ｅ ｃ ｉ ｇ ｆｏ ｅ ｅ ｓ ｌ ｓ ｏ ｄ ｔ ａ ｈ ｔａｎ ｃ ｕ ｄ ｅ ｈ ｎ ｅ ｈ ｎ ａ ｅ ｅｌ ａ ｈ ｎ ｒ ｍ — ｓ ｌｃ ｒ ｌ ｔ ｎ ａ ｅ ｅ ｒ ｓｄ ｅ ｃ ｌｕ ｅ ｍｅ ｉ ｍ ，ｗｈ ｎ ｉ ｉｉｌｐ ｗａ ． ｅ ｔｏ ｙ ｉ ｍａ ｇ ｎ ｓ ｅ ｉｕ ｕ ｔ ｒ ｄ ｕ ｃ ｅ ｎ ｔａ Ｈ ｓ ６ ０。ｓ ｌ —ｉｕ ｄ ｒ ｔ ｓ １ ：１ ｏ ｉ ｌ ｉ ａ ｉ ｗａ ｄ ｑ ｏ ０，ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｅ ｅ ａｕ ｅ
电解 锰废 渣 中锰 的浸 出既间接 产酸 浸 出作 用 ， 可 能是 一 种催 化还 原 作用 。 也 而
微生物浸出技术研究及其应用现状
微生物浸出技术研究及其应用现状陈薇【摘要】随着科技工业的高速发展，自然资源的需求量也是与日俱增，环境污染资源枯竭的危机已迫在眉睫。
本文简单叙述了利用微生物对低品位金属矿进行浸出提取的反应机理及生物浸出方式做了简单的介绍，对生物冶金技术在国内外的研究现状进行了分析。
最后对微生物冶金技术在贵金属、重金属等国内外低品位重要矿产资源中的应用现状做了详尽的叙述。
%The rapid development of science and technology industry also grew with each passing day , the demand of natural resources , environmental pollution and resource depletion crisis was imminent .The low -grade ore leaching extraction reaction mechanism and biological leaching method was briefly introduced by microorganism , and researches on biological metallurgy technology at home and abroad were analyzed .Finally, the status of application of microbial metallurgy technology in precious metals , heavy metals and other domestic and foreign mineral resources in low grade were described in detail .【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2014(000)020【总页数】3页(P53-55)【关键词】微生物;浸矿技术;细菌【作者】陈薇【作者单位】四川省地质工程勘察院，四川成都 610081【正文语种】中文【中图分类】O69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。
固体废物的微生物浸出
最佳pH 最佳 2.5~5.3 3.5 2.8 2.0~3.5 2.0~4.0
Fe3+、 SO4 Fe3+ SO42-、 Fe3+ SO42-、 SO42SO42-、 SO422-
Fe2+
附着于矿物表面 的细菌能通过酶活 性直接催化矿物而 使矿物氧化分解， 使矿物氧化分解， 并从中直接得到能 源和其他矿物营养 元素满足自身生长 需要
(2)农业废弃物的蚯蚓处理 ①农业废弃物的发酵腐熟 a.废弃物的预处理:将杂草树叶、稻草、麦 秸、玉米秸秆、高粱秸秆等铡切、粉碎成1厘 米左右；蔬菜瓜果、禽畜下脚料要切剁成小块， 以利于发酵腐烂。 b.发酵腐熟废弃物的条件: 第一，良好的 通气条件。第二，适当的水分。第三，微生物 所需要的营养。第四，料堆内的温度度。第五， 料堆的酸碱度
c.蚯蚓对腐熟料的分解转化:经过上述处理 的物料先用少量蚯蚓进行饲养试验，经1~2 昼夜后，如果有大量蚯蚓自由进入栖息、取 食，无任何异常反应，即可大量正式喂养 d.蚯蚓和蚯蚓粪的分离：在废弃物的蚯 蚓处理过程中要定期清理蚯蚓粪并将蚯蚓分 离出来，这是促进蚯蚓正常生长的重要环节。
畜禽粪的蚯蚓处理技术
组员
曾建英6 蕫燕飞11 朱柯云12 曾建英6 蕫燕飞11 朱柯云12 杨卉16 杨卉16 黄玲妙22 曹芬芳24 黄玲妙22 曹芬芳24
周芳芳28 马佳红34 周芳芳28 马佳红34
目录
微生物浸出史 浸矿细菌 浸出机理 细菌浸出工艺 细菌浸出处理放射性废渣
微 生 物 浸 出 史
1
20~40年工业应用历史 贫矿、 贫矿、尾矿废渣 U、Zn、Mn、As、Ni、 Co、Mo等
3
5
1958年 年
4
1954年 年
浸出过程的选择性
（2）金属离子含量过多，将对细菌产生毒害作 用。 （3）金属以电解质形式影响细胞的渗透压，这 类细菌对渗透压的变化适应性较强 （4）以硫为能源的细菌，在含硫的培养基中加 入其他离子，细菌氧化硫的能力会受到影响。
避免铁离子产生沉淀的措施
（1）适当提高溶液酸度，将浸出过程的酸度控 制在pH<2，最好是pH 1.5左右。 （2）适当减少溶液中的铁浓度。细菌浸出剂中 一般需要Fe3+，但过量Fe3+对浸出不利，Fe3+浓 度的变化范围为0.5~10g/L。
5.2 矿物性质
5.2.1 矿物成分的影响
研究的比较多的如氧化亚铁硫杆菌（T.f 菌），对下列各种硫化矿的浸出速率： NiS＞CoS ＞ZnS ＞CdS ＞ CuS＞ Cu2S 但就铜矿而言 辉铜矿＞斑铜矿＞方黄铜矿＞铜蓝矿＞黄铜矿 总之这些都是试验而得出的，只是经验的总结。
（2）铵离子浓度为总浸出率的限制因素。
注意： （1） 一般浸出液中缺少NH4+可以用(NH4)2SO4来补充， 当NH4+达到20~60mg/L时，细菌增长很显著。 （2）加入NH4+后不会立刻看到效果，要过数天后才可
观察到细菌生长状况的改善。
2）磷的影响
磷酸盐含量为15mg/L时黄铜矿浸出率最大，浓 度为60mg/L浸出速率最高。 多数矿石中都含有磷酸盐，浸出时可以不加或 少加磷酸盐。 其他营养成分充足时，磷酸盐浓度是浸出速率 的限制因素。
Microbio－hydrometallurgy
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。
难处理金矿的细菌氧化浸出
难处理金矿的细菌氧化浸出难处理金矿的细菌氧化浸出金矿是一种非常重要的金属矿物资源，具有广泛的应用领域。
然而，由于不同地区的地质条件及金矿的成分区别，有些金矿在传统的冶金加工中非常难处理。
这时，细菌氧化浸出成为了一种有效的处理手段。
什么是细菌氧化浸出细菌氧化浸出是利用细菌的代谢活动将金矿中的金属元素溶解出来的过程。
细菌在繁殖过程中分泌出氧化酶，将金矿中的金属元素氧化成可溶性形态，然后经过浸出剂的作用将溶液中的金属离子与浸出剂中的盐类反应生成金属离子的盐类，使其从固体中溶出。
由于金矿中的金属元素往往都被包裹在硫化物中，繁殖在金矿中的硫化细菌非常适用于氧化硫化物，其中最著名的是黄铁矿、黄铜矿等金矿中的各种金属元素。
通过细菌氧化浸出，可以有效降低金矿的成本，提高金属回收率，同时减少对环境的影响。
难处理金矿的细菌氧化浸出难处理金矿，是指那些成分复杂、难以分离、处理难度大的金矿。
传统的浸出技术往往无法有效处理这类金矿，需要采用新的工艺方法。
细菌氧化浸出正是其中一种非常有效的方法。
例如，逆走流金矿，是指含有花岗岩、斑岩、蚀变岩、黑云母岩、绿帘石化岩、重晶石等多种矿物的金矿。
逆走流金矿的硫化物含量高，传统的浸出方法难以将其中的金属元素浸出，这就需要使用细菌氧化浸出。
通过适当的菌种选择，可以使氧化酶分泌得更加充分，加速硫化物的氧化过程，有效提高金矿的回收率。
另外，压氧金矿也是一种难处理金矿。
压氧金矿中的硫化物含量非常高，是传统浸出方法难以解决的问题。
通过细菌氧化浸出，可以将硫化物氧化成烷基硫酸盐，再与添加的碱性浸出剂反应即可将矿物中的金属元素溶解出来。
细菌氧化浸出的优点细菌氧化浸出具有以下几个优点：1.高效细菌氧化浸出可以充分发挥细菌的代谢活动，将金矿中的金属元素溶解出来，相比传统的浸出方法，可以提高金属回收率，使其成本更加低廉。
2.环保细菌氧化浸出不需要添加有毒有害的化学试剂，对环境的影响非常小，符合现代环保要求。
厌氧消化原理微生物浸出机理
4
1954年
3
1947年
➢ 高效
2
1922年
➢浸出ZnS
➢ 发现
Thiolacillus Ferrooniclans
➢ 发现
S
3 2
【概念】堆肥化 厌氧消化 浸出率 增容比
【方法原理】 堆肥原理； 厌氧消化原理； 微生物浸出机理。
本章重点
第五章：固体废物生物处理
蚯蚓床技术 废物生产单细胞蛋白等
1 好氧堆 肥处理
堆肥化（composting）: 在人 工控制的环境下,依靠自然界中 广泛分布的细菌、放线菌、真 菌等微生物人为地促进可生物 降解的有机物向稳定的腐殖质 转化的微生物学过程
消化快，物料在厌氧池内 的消化池结构简单、成
停留时间短，非常适用于 本低廉、施工容易、便
城市垃圾、粪便和有机污 于推广，但受季节影响
泥的处理
明显
➢培养高温消化菌、维持高 ➢消化周期须视季节和地 温、投料和排料、搅拌消 区的不同加以控制 化物料
高温消化工艺
自然温度消化工艺
第二节：厌氧消化处理
厌 氧 消 化 工 艺
能保持稳定的有机物 消化速率和产气率，
以维持比较稳定的产气 率。
但该工艺要求较低的 ➢ 农村较适用
原料固形物浓度
第二节：厌氧消化处理
连续消化工艺
贮气柜
用户
有机固 体废物
备料池
厌氧消化反应池
回流搅拌
回流备料
厌氧消 化工艺
半连续消化工艺
沉淀池
肥料
定期或不定期出料
备料
拌料接种
入池堆沤
加水封池
消化产气
大换料
细菌冶金学
细菌冶金学细菌冶金学是一门研究微生物（包括细菌）在矿山和冶金过程中的应用的科学领域。
这一领域的研究主要集中在利用细菌来促进矿物的溶解、浸出和浓缩等过程，以提高金属的回收率和降低对环境的污染。
细菌冶金学的主要应用包括：1. 生物浸出：细菌可以促进金属矿石中的金属离子的溶解，并将其转化为可浸出的形式。
这种方法在提取铜、铅、锌、铝等金属方面具有潜力，并且可以降低对环境的影响。
2. 生物降解：细菌可以通过降解废弃矿石、尾矿和冶炼渣等物质中的有害物质，减少其对环境的污染。
例如，在铜冶炼过程中，细菌可以降解含有氰化物和硫酸盐的废物。
3. 生物浓缩：细菌可以通过吸附、吸附和降解等作用来富集金属矿石中的金属离子，从而达到浓缩金属的目的。
这种方法在金矿、铀矿等金属矿的处理中得到了应用。
细菌冶金学的发展带来了很多优势，包括：1. 环境友好：相比传统的冶金方法，细菌冶金学能够减少对环境的污染。
它减少了化学反应剂的使用，也减少了废水和废物的产生。
2. 能源效益：细菌冶金学可以通过利用细菌的生物能源来降低能耗。
这些细菌可以使用废弃物或其他可再生能源作为它们的碳源和能源。
3. 矿物处理的选择性：细菌冶金学可以根据不同的矿石和金属类型，选择特定的细菌来实现不同的处理效果。
这提供了更多的灵活性和选择性，以满足不同矿石处理的需求。
细菌冶金学仍然是一个相对新兴的领域，仍有许多挑战需要克服。
例如，细菌的生长条件和产生的代谢产物可能会对矿石处理产生不利影响。
此外，细菌冶金学在商业化和工业化方面仍面临着一些技术和经济上的挑战。
然而，随着对可持续发展和环境友好方法需求的增长，细菌冶金学有望在矿业和冶金工业中发挥越来越重要的作用。
细菌浸出铜矿物原料及工艺技术
立志当早，存高远细菌浸出铜矿物原料及工艺技术细菌浸出可用于处理硅酸盐型或碳酸盐含量较少的氧化铜矿、混合矿、贫矿、表外矿、废石、尾矿、含铜炉渣和采空区及废矿井中的残矿等。
一、细菌浸矿剂的制备与再生目前用于铜矿浸出的细菌主要有氧化铁硫杆菌、氧化铁菌的氧化硫杆菌等多种。
在酸性条件下，它们都能很快将硫酸亚铁氧化为硫酸高铁（其氧化速度比自然氧化高112～120 倍），将元素硫及低价硫氧化为硫酸。
工业上制备细菌浸矿剂一般包括下列步骤：（一）准备一定数量的亚铁培养液，其主要成分为硫酸亚铁，可以利用含亚铁离子的酸性矿坑水，铁置换铜以后的母液或用硫酸溶液解废铁等方法制取。
此外，培养液中必须加入一定量的培养基，对氧化铁硫杆菌而言，主要加（NH4）2SO4 和K2HPO4。
（二）用10%的硫酸将pH 值调至1.8～2.0。
（三）接菌种，为保证一定氧化速度，一般接种量应不少于溶液量的1/10，若采用连续培养法则不受此限制。
（四）在适宜的温度条件（20～35℃）下不断鼓入空气，直至溶液中的高价铁含量达到要求时为止。
浸矿剂再生有两种方法，即间断培养方法和连续培养方法。
间断培养是将培养完毕的菌液的70%～80%用于浸矿，20%～30%的菌液（称老液）作为菌种留在培养池中，重新加入尾液进行再生。
连续法是使尾液从培养池的一端源源不断地流入，而培养好的浸矿剂则从培养池的另一端不断流出，再生过程是连续的。
再生时一般保持pH=1.5～3.0，温度30℃左右，不断鼓入空气，并加入适量的培养基。
二、细菌浸出工艺细菌浸出工艺一般包括下列作业：（一）矿石准备作业。
根据矿石特性和后续作业工艺要求，将铜矿石碎磨至一定粒度，然后堆成矿堆或装入浸出槽中。
若采用就地浸出的方法，则需选择布液和集液的方法，开挖一些沟槽，以利于浸矿剂和浸出液的流动。
（二）浸出。
细菌浸矿法一般用于处理贫矿，常用渗滤出法，根据具。
微生物堆浸的原理
生物浸出的基本原理
生物浸出是利用微生物在生命活动中自身的氧化和还原特性，使资源中的有用成分氧
化或还原，以水溶液中离子态或沉淀的形式与原物质分离，或靠微生物的代谢产物与矿物
作用，溶解提取矿物有用成分。
矿石（硫化矿
）的生物浸出是水溶液中多相体系的一个复杂过程，它同时包含了化
学氧化、生物氧化和电化学氧化反应。
一般认为，在生物浸出过程中，微生物的作用表现
在两方面，即直接氧化作用和间接氧化作用。
1
、微生物的直接氧化作用
直接氧化作用是指微生物与目的矿物直接接触，加速固体矿物被氧化成可溶性盐的反应过程，如许多金属硫化矿物在浸矿微生物的直接氧化作用下会发生浸出反应。
直接氧化作用中细菌的“催化”功能是通过酶催化溶解机制来完成的，细菌在酶解矿
物晶格的过程中获得生长所需的能量。
2
、微生物的间接氧化作用
间接氧化作用是指通过微生物代谢产生的化学氧化剂溶解矿物的作用，如上述反应产
生的硫酸亚铁又可作为能源被细菌氧化为硫酸高铁。
硫酸铁是一种强氧化剂，可通过化学氧化作用溶解矿物。
间接氧化作用是细菌代谢产物的化学溶解作用，细菌在其中的作用是再生氧化剂———硫酸高铁，完成生物化学循环，细菌可不与矿物接触。
在实际细菌浸出过程中，既有直接氧化作用，又有间接氧化作用，属于一种耦合作用。
细菌生物浸出黄铜矿中铜的试验研究
ｒ ｏ ｎ ｏ ｘ ｉ ｄ ｅ ｓ ｕ ｌ ｆ ｕ ｒ ｂ ａ ｃ ｉ ｌ ｌ ｕ ｓ ｇ ｒ ｅ ｗ ｉ ｎ ｓ ｕ ｌ ｆ ｕ ｒ ．ｓ ｏ ｄ ｉ ｕ ｍ ｔ ｈ ｉ ｏ ｓ ｕ ｌ ｆ ａ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ ｆ ｅ ￣ｏ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ｍａ ｔ ｉ ｒ ｘ ｗ ｅ ｒ ｅ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｉｓ ｒ ｏ ｎ ｅ ｘ ｅｒ ｐ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ．Ｂａ ｃ ｔ ｅ ｉ ｒ ａ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ｉ ｎ ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ｓ ｕ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ ｕ ｌ ｆ ｕ ｒ ｎ ｅ ｅ ｄ ａ ｂ ａ ｅ ｔ ｅ ｒ ｉ ｌ ａ ａ ｄ ｓ ｏ ｐｔ ｒ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ．ｔ ｈ ｉ ｓ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ＷＳ Ｓ ｄ ｉ ｆ ｅ ｒ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｎ ｅ ｅ ｄ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｏｌ ｓ ｕ ｂ ｌ ｅ ｔ ｈ ｉ ｏ ｓ ｕ ｌ ｆ ａ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ ｆ ｅ ￣ｏ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ｉ ｎ ｉ ｎ ｏ ｒ ｇ ａ ｎ ｉ ｃ ｓ ｌｔ ａ ｍｅ ｄ ｉ ｕ ｍ．Ｔ ｈ ｅ ｌ ｅ ｃｈ ａ ｉ ｎ ｇ ｒ ａ ｔ ｅ ｏ ｆ ｃ ｅ ｌ ｌ ｓ ｃ ｕ ｌ ｔ ｉ ｖ ａ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ｍａ ｔ ｉ ｒ ｘ ｗ ａ ｓ ｈ ｉ ｇ ｈ ｅ ｒ ｔ ｈ ａ ｎ ｔ ｈ ｅ ｌ ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ
细菌浸出试验及生产实践
立志当早，存高远细菌浸出试验及生产实践(1)浸矿地区概况浸矿地区为松树山5 米矿段的老采区。
地表已陷落，原矿体属于接触带中的高中温热液交代矿床，矿石属于硫化矿中后期氧化阶段。
硫酸盐化较剧烈，物相组成复杂，包括地表覆盖物和残留矿石两部分。
地表覆盖物有铁帽、红土层和黄色粘土层，铁帽含铜品位0.2 ～0.5%，粘土层含铜品位0.2～0.25%，均属低品位矿。
由于品位低，金属赋存条件复杂，尚不能被目前采选工业所利用。
在残留矿中原生硫化矿以黄铁矿、含铜磁黄铁矿为主，占34.2%，氧化矿（包括次生硫化矿及氧化铜）占35.1%。
铁帽含铜约占30.7%。
松树山早在唐代已开始开采，矿体内留有大量空洞， 5 米以上曾用崩落法进行开采，故顶盘及地表覆盖物均已陷落。
覆盖物疏松利于渗水，这是浸矿的有利条件。
不利条件是：地表不平整，布液不均匀，残留矿石被覆盖包裹，菌液难于进入。
(2)工艺流程利用生物的催化作用将硫酸亚铁氧化成硫酸高铁浸矿液。
采用喷洒布液法，将菌液洒到地表渗滤场，通过地表覆盖物和残留矿石渗滤浸矿，浸出液由原来采矿坑道聚集在水仓，用耐酸泵扬至地表。
富铜液进入铁置换柱进行铁置换，产生粉状沉淀铜；尾液配酸后注入细菌再生池，充气繁殖细菌将Fe2+氧化为Fe3+制备菌液。
菌液和多余尾液混合调酸后再扬至地表喷洒浸矿。
(3)渗滤技术参数浸矿液中全铁、Fe2+，Fe3+浓度和比例：分别用全铁浓度2,4,8,10 克/升和不同比例（Fe2+和Fe3+）的浸矿液渗滤，其中pH=2.0±0.0.5。
通过对比，浸矿液pH=2.0±0.0.5 克/ 升，Fe=6 克/升Fe2+＝3 克/升，Fe3+=3 克/升时，浸矿效果较好。
超过这一指标时效果不显著。
但目前现场试验，全铁浓度仅能达到, 1.5～3 克/升。
只能做到控制Fe2+，Fe3+的比例，有待进一步摸索提高全铁浓度的途径。
渗滤强度和轮休制度单位面积上的喷水量（渗滤强度）直接影响到浸出规模。
微生物在采矿及石油开采中的应用运用
微生物在采矿及石油开采中的应用运用本文对微生物在采矿和石油开采中的应用进行分析。
采矿及石油工业中应用微生物勘测技术以及采油技术，实现了石油开采中细菌浸出等方法的应用，并结合金属负极生物技术，在石油开采中发挥出巨大的效果，拥有很广泛的发展前景。
标签：微生物技术;石油开采;生物工程随着技术的进步，微生物在采矿工业和石油开采中作用发挥越来越大。
生物技术在采矿领域中应用经过数十年的发展已经得到了理论和实践结果的验证。
运用细菌浸出法和金属负极生物方法，提高微生物性能，能够在多种类矿产中发挥功效。
1、微生物在采矿工业中的应用生物技术结合石油开采，运用微生物采油技术，实现了石油开采的进一步拓展，这种功效经过国际理论界验证是当前较为先进的勘探技术。
1.1细菌浸出技术细菌浸出技术在上世纪50年代开始研发，随着工业迅猛发展和人民生活水平的提高，对于金属的需求数量和质量均有所增长，但是在多年的开发中，高品位和一选矿产资源的减少，使得人们不得不考虑将低品位资源加以利用，细菌浸出技术就是在这个时候出现，铜矿和铀矿开采中使用了细菌浸出技术获得了巨大的成功。
1956年在国际和平利用原子能大会上，曾经发表了关于铀的生物自然浸出法的言论，对这一方法的使用在那时候开始得到国际认可。
细菌浸出技术在世界50多个国家和地区得到了广泛应用，目前使用细菌浸出法生产出的铜占了铜总产量的20%以上，工业生产中铀的主要方法均采纳了细菌浸出法，这一方法具有低品位、复杂开采环境依然能够实现高产量的特征。
近20年来，细菌浸出已经形成了湿法冶金等高科技技术应用。
例如高硫高高精金矿，采用细菌浮选脱除的办法，正在成为更为活跃的发展方向[1]。
目前采用的细菌浸出法，包括间接法、直接法，直接法是指细菌附着在硫化矿物表面，细菌内的铁氧化酶和硫氧化镁发生了没解，从而将氧化硫化矿物加以分解，将不溶性的硫化物转化为可溶性的留言酸。
而間接法是利用细菌的新陈代谢，将硫酸、高铁等代谢产物加以产生，将矿石中的金属转化为盐类，单体亚铁在生成硫酸之后被融浸。
微生物浸出法操作流程
微生物浸出法操作流程Microbial leaching, also known as bioleaching, is a process that uses microorganisms to extract metals from ores. This method is often used to recover valuable metals such as copper, gold, and uranium from low-grade ores. 微生物浸出，又称为生物浸出，是一种利用微生物从矿石中提取金属的过程。
这种方法常用于从低品位矿石中回收铜、金、铀等有价金属。
The microbial leaching process involves the use of bacteria, fungi, or other microorganisms that are capable of oxidizing metal sulfides. These microorganisms break down the sulfide minerals and release the metals in a soluble form, which can then be recovered using various methods. 微生物浸出过程涉及利用能氧化金属硫化物的细菌、真菌或其他微生物。
这些微生物分解硫化物矿物，释放出可溶解的金属，然后可以使用各种方法进行回收。
One of the key advantages of microbial leaching is its environmental friendliness. Unlike traditional mining methods, which involve the use of toxic chemicals such as cyanide, microbial leaching relies on the natural processes of microorganisms to extract metals. This reducesthe impact on the environment and eliminates the need for harmful chemicals. 微生物浸出的一个关键优势是其环保性。
第12章 矿物微生物浸出
第12章矿物微生物浸出习题解答1. 简述微生物浸出基本原理的基本原理。
【解】微生物浸出基本原理：（1）细菌浸出直接作用说：在有水和空气的条件下，受氧化铁硫杆菌作用，金属硫化矿会被细菌缓慢地氧化，在溶液之中，而当溶液中出现大量细菌时，浸出反应已经完成了。
（2）细菌浸出间接作用说：在有水和空气的条件下，受氧化铁硫杆菌作用，金属硫化矿会被细菌氧化成一种中间的产物，而这种产物再作用于矿物，达到浸出所要求的金属离子。
（3）细菌浸出复合作用说：既有细菌的直接作用，又有通过Fe3+氧化的间接作用。
2. 分析影响微生物浸出主要因素。
【解】细菌浸出影响因素：（1）细菌培养基组成的影响——除提供细菌所需要的营养外，还要提供细菌进行代谢活动所需的能源；（2）环境酸度的影响——浸矿用的硫杆菌属细菌，是一种产酸又嗜酸的细菌；（3）金属及非金属离子的影响——细菌培养基中含有数种微量金属离子，这些离子在细菌生长中起重要作；（4）铁离子的影响——低价铁Fe2+的氧化铁硫杆菌的能源，细菌将Fe2+氧化为Fe3+而获得能量，Fe3+是金属矿物的氧化剂，但是不能够太高，太高会引起水解生成氢氧化三铁；（5）固体物的影响——含固量（矿浆浓度）对细菌生长及矿石浸出效果影响很大；（6）光线的影响——可用紫外线灭菌，用于浸矿的细菌；（7）表面活性剂的影响——利用表面活性剂改善矿石中的亲水性和渗透性，达到加快浸出速度的目的；（8）通气条件的影响——浸矿细菌为好氧菌，而且靠大气中的CO2作为碳源。
所以在这类细菌的培养和浸出作业中，充分供气是很重要的；（9）催化金属离子的影响——大多数金属硫化矿的氧化反应速度都很慢。
加入一些适当的催化离子，可使反应明显加快。
3.说明微生物菌种采集的一般方法及注意事项。
【解】微生物采集的一般方法和注意事项：取50~250mL细口瓶，洗净并配好胶塞，用牛皮纸包扎好瓶口，置于120℃烘箱灭菌20min，待冷却后即可作为细菌取样瓶，带取样瓶到上述矿山取酸性坑水。
【采矿课件】第十二章矿物微生物浸出
第十二章矿物微生物浸出教学大纲要求教学内容ﻫ本章主要介绍了微生物粉冶金的基本概念,细菌浸矿的作用机理,以及影响细菌浸出的主要因素ﻫﻫ。
主要内容包括：2．浸矿微生物种类ﻫ 1. 矿物微生物浸出的基本概念ﻫﻫ4. 影响细菌浸出的主要因素ﻫﻫ教学时间3. 微生的浸出的基本原理ﻫﻫ6学时。
ﻫ教学重点ﻫ１. 浸矿细菌的培养；ﻫ2. 微生物浸出的作用机理。
ﻫﻫ教学难点ﻫ微生物浸矿的主要作用机制。
ﻫﻫ教学方法ﻫﻫ课堂教学为主。
ﻫ教学要求掌握浸矿微生物培养、筛选方法,微生物浸出的主要作用机制。
讨论ﻫ微生物冶金方法与传统冶金方法间的优劣。
ﻫ教学参考书ﻫ１. 浸矿技术编委会,浸矿技术，北京：原子能出版社，19９4．ﻫﻫ２. 聂树人，索有瑞,难选冶金矿石浸金，北京:地质出版社,199７.ﻫ3. 童雄,微生物浸矿的理论与实践，北京:冶金工业出版社,199７.ﻫ4. 杨显万，邱定蕃,湿法冶金,北京:冶金工业出版社，1９９８.ﻫﻫ12.１固结过程的气体力学ﻫ简单叙述生物冶金和细菌浸出的基本概念和发展状况。
12.2 浸矿微生物ﻫ教学内容ﻫ主要内容包括浸矿微生物的种类、来源、生理生态特征,细菌的采集、分离、培养与驯化，细菌生长规律,层透气性的基本概念、透气性变化规律定量描述与影响料层透气性的主要因素。
教学时间ﻫ 2学时。
ﻫ本节重点微生物的生长规律。
ﻫ教学方法ﻫ课堂教学为主。
ﻫ教学要求ﻫ了解浸矿细菌的种类、采集、培养、驯化过程，掌握细菌生长的基本规律。
ﻫ１2.3 微生物浸出基本原理ﻫ教学内容ﻫﻫ主要内容包括微生物浸出的直接作用说、间接作用说和复合作用说的内涵。
ﻫ教学时间ﻫ３学时。
ﻫ本节重点ﻫ微生浸矿的三种作用机制。
ﻫ本节难点ﻫ不同作用机理之间的差异。
教学方法ﻫ课堂教学为主。
教学要求熟练掌握微生物浸矿的作用机制。
ﻫ１２．4 细菌浸出影响因素和浸出动力学ﻫ教学内容ﻫ主要内容包影响微生物浸出各种因素以及浸出动力学规律。
ﻫ教学时间２学时。
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立志当早，存高远
细菌浸出
细菌浸出是利用微生物及其代谢产物氧化、溶浸矿石中的目的组分的浸
出方法。
目前已发现有多种浸矿细菌，其中最重要的浸矿菌中，最常用的是氧化铁硫杆菌。
这些浸矿菌广泛分布于金属硫化矿、煤矿的矿坑酸性水中，均属化能自养菌，为无机营养性细菌，无需外加有机物作能源，以铁、硫氧化时释出的化学能作能源，以大气中的二氧化碳、溶液中的无机氮、磷、硫等无机养分合成自身的细胞。
它们嗜酸好气，习惯生活于含多种重金属离子的酸性水中。
此外，也发现有将硫酸盐还原为硫化物，将硫化氢还原为元素硫，将氮氧化为硝酸盐的细菌。
1922 年已发现氧化硫杆菌能浸出硫化铁矿物和硫化锌矿物，至今已有60 多年的历史。
目前认为细菌溶浸硫化矿物有直接和间接两
种作用：细菌的直接作用% 生活于酸性水中的氧化铁硫杆菌能将硫化矿中的低价铁氧化为高价铁和将硫氧化为硫酸，氧化过程中破坏了矿物晶格，使铜及其他金属呈硫酸盐转入浸液中。
细菌浸出的原则流程如下图所示，浸出可用渗浸或搅浸，目前渗浸法较常用。
依据浸液组成，可用不同的方法回收金属。
若浸液中有用组分含量高，可用金属置换法、电积法或化学沉淀法得化选产品；若有用组分含量低，可预先用离子交换法、活性炭吸附法或萃取法进行分离富集，然后用相应方法沉析化选产品。
回收金属后的尾液送入再生池再生，此时须供给所需的氧、二氧化碳、营养基、足够的水和控制一定的酸度。
制备菌液时应先制备一定数量的亚铁培养液（含亚铁的矿坑水或置铜后的母液），再加入一定量的营养基（对氧化铁硫
杆菌主要是加入磷酸氢二钾和硫酸铵），用硫酸调pH 值至1.5～3.0(约2.0),将菌种接入培养液中，在25～35℃条件下不断鼓入空气，直至液中的高铁含量达要。