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。
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.
微生物湿法冶金的进展和展望
实验结果及数据分析
实验结果显示，在一定条件下，微生物能够有效浸出金属离 子。
通过数据分析，发现微生物种类、培养条件、矿石性质等因 素对浸出效果有影响。
结果讨论和解释
实验结果表明，微生物湿法冶 金具有较高的应用前景。
结果讨论：微生物湿法冶金具 有节能、环保等优势，可降低 冶金过程的环境污染。
结果解释：微生物湿法冶金是 一种生物冶金方法，通过微生 物的作用实现金属资源的提取 和分离。
06
研究展望和未来发展趋势
研究中存在的问题和不足
微生物湿法冶金过程复杂
微生物湿法冶金涉及多种微生物、化学物质和物理因素，其相互作用机制复杂，难以精确控制。
缺乏系统性的研究
目前对于微生物湿法冶金的研究多集中于特定体系或特定金属，缺乏对整个过程的系统性和全面性研究。
工业化应用困难
由于微生物湿法冶金的处理量较小，且存在微生物生长缓慢、对环境条件要求较高等问题，导致其工业化应用存在一定困 难。
与其他学科领域的结合与应用前景
1 2
与环境科学结合
微生物湿法冶金可用于处理重金属污染土壤和 水体，有利于环境保护和修复。
与能源领域结合
将微生物湿法冶金与生物能源、太阳能等可再 生能源相结合，实现能源与资源的双重回收。
3
与材料科学结合
通过微生物湿法冶金过程，可制备具有特定性 能的金属材料或复合材料，为新材料制备提供 新的途径。
通过实验研究和验证，探究微生物湿 法冶金技术中涉及的关键科学问题和 技术瓶颈，提出相应的解决方案和优
化策略。
实验室研究内容及方法
针对微生物湿法冶金技术的不同应用场景和特点，设计并构建了多种实 验室规模下的反应体系和实验流程。
通过实验室模拟、参数优化和对比实验等手段，对微生物湿法冶金技术 的各项性能指标（如浸出率、回收率、能耗等）进行了系统研究和优化
微生物湿法冶金的进展和展望
案例三
总结词
某公司利用微生物湿法冶金技术成功提 取锌，提高了锌矿的回收率和环保性。
VS
详细描述
某公司采用微生物湿法冶金技术，通过选 育和优化微生物菌种，利用微生物浸出剂 浸出锌矿，得到高品位的锌溶液。该方法 具有工艺简单、环保、成本低等优点，同 时避免了传统火法冶金带来的环境污染问 题。
06
研究结论与展望
降低了能耗和成本。
研究展望
未来，微生物湿法冶金技术将在更广泛 的领域得到应用，如新能源材料、稀有
金属回收等。
针对目前研究中存在的问题，未来将加 大力度开展基础研究，探索浸出过程的 新原理、新方法，进一步提高浸出率和
回收率。
此外，加强工程应用研究，将研究成果 应用于实际生产过程中，实现产业化转
化，也是未来研究的重点方向。
随着人们对环保和资源利用的重视程度不断提高，微 生物湿法冶金的技术和应用将会得到更广泛的发展。 未来，该技术将在优化菌种选育、提高浸出速率和效 率、降低成本和提高提取纯度等方面取得更大的突破 。同时，结合现代生物技术和人工智能等手段，微生 物湿法冶金有望实现更加智能化和自动化的操作，为 冶金行业带来更多的经济和环境效益。
可持续性发展
微生物湿法冶金能够利用废弃物和低品位矿石等资源，具有很好的可持续性发 展前景。未来，人们将会更加注重资源的可持续利用和环境保护，从而推动微 生物湿法冶金的发展。
04
微生物湿法冶金的挑战和对策
微生物湿法冶金的工业化和规模化问题
微生物种类繁多，生长条件各异，导致工业化规模化难度大。
缺乏高效的生物反应器和生物催化剂，限制了微生物湿法冶金的工业化和规模化。
微生物湿法冶金的进展 和展望
汇报人： 日期:
生物湿法冶金的研究
生物湿法冶金的研究2 •定义生物湿法冶金（也称硫化矿生物冶金），是一门硫化矿生物提取冶金的工业应用，主要用于处理传统技术难处理的低品位复杂矿、废弃矿石、尾矿等。
2.浸出基本原理硫化矿的生物浸出是水溶液中多相体系的一个复杂过程，包含化学氧化、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三方而。
2.1直接作用直接作用是指细菌与硫化矿物直接接触氧化，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。
直接作用发生第一步：细菌吸附。
在K.A.Natara janetai的研究中显示，细菌吸附量的增加可以促进铁的溶解。
M.I.Sampson等人用氧化亚铁硫杆菌、中等嗜高温菌一嗜高温氧化硫化物硫杆研究了不同培养条件下对不同矿物的吸附作用，结果表明，中等嗜高温菌种有更大的吸附程度，这一结果与矿物被细菌浸出的结果一致。
KAThirde等人的研究表明黄铜矿浸出率强烈依赖于溶液中的氧化还原电位（En）, 这种参数比细菌数量或活性更有影响，当分别加入亚铁或高铁时，前者浸出速度快 2.7倍，而后者却抑制了细菌浸出，因此细菌促进电化学氧化作用，仅当电化学条件有利时才发生。
2.2间接作用间接作用是指利用硫化矿物中释放出来的亚铁和硫元素间接浸出硫矿化物。
桩木圭子等人用氧化亚铁硫杆菌浸出黄铁矿，分析了浸出溶液和黄铁矿表面，并通过测定溶液中氧化还原电位（En）的变化—作为细菌氧化活性的一种度量，认为黄铁矿的细菌浸出主要按照间接机理。
利用氧化亚铁微螺菌研究它对黄铁矿的氧化浸出动力学，表明它是通过间接作用氧化黄铁矿。
同时发现氧化亚铁硫杆菌优先利用高铁氧化硫化锌产生的是元素硫，而不是亚铁，高铁的再生被抑制，因此确定了硫化锌的细菌氧化机理是间接作用。
2.3复合作用研究认为，黄铁矿细菌氧化同时有直接作用和间接作用，而黄铜矿是以直接作用进行的，黄铁矿的存在对黄铜矿的氧化有抑制作用，用此解释两种矿石的浸出差异。
微生物湿法冶金
微生物培养基制备与优化
培养基成分：包括碳源、氮源、无机盐等 培养基配比：根据微生物种类和生长需求进行优化 培养基灭菌：采用高压蒸汽灭菌等方法确保无菌环境 培养条件控制：温度、pH值、氧气等条件对微生物生长的影响
微生物接种与培养条件控制
微生物种类选择： 根据冶金需求选择 合适的微生物种类
接种量控制：确定 合适的接种量，提 高冶金效率
微生物湿法冶金应用案例
第五章
铜矿微生物湿法冶金应用案例
铜矿资源分布与开 采现状
微生物湿法冶金技 术原理
铜矿微生物湿法冶 金应用流程
实际案例分析：某 铜矿微生物湿法冶 金项目介绍
锌矿微生物湿法冶金应用案例
锌矿资源分布与特点
微生物湿法冶金技术原理
锌矿微生物湿法冶金工艺 流程
锌矿微生物湿法冶金应用 效果与优势
未来市场需求与增长趋势 技术应用拓展与跨界合作
微生物湿法冶金实践经验分 享
第七章
实验室研究经验分享
实验设计：确定合适的实 验方案，包括实验目的、 材料和方法
实验操作：按照实验方案 进行实验操作，注意实验 细节和规范
数据记录：详细记录实验 数据，包括实验结果和异 常情况
结果分析：对实验结果进 行分析和解释，得出科学 结论
未来发展前景与挑战
铀矿微生物湿法冶金应用案例
铀矿微生物湿法冶 金技术原理
铀矿微生物湿法冶 金应用案例背景
铀矿微生物湿法冶 金应用案例过程
铀矿微生物湿法冶 金应用案例结果与 效益
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
微生物湿法冶金优势与挑战
第六章
微生物湿法冶金优势分析
资源利用率高：微生物湿法冶金能够充分利用矿石中的有价金属，提高资源利用率。 环保性：微生物湿法冶金采用生物方法提取金属，避免了传统冶金的污染问题，具有环保性。 高效性：微生物湿法冶金具有较高的金属提取率和较短的周期，提高了生产效率。 灵活性：微生物湿法冶金适用于不同类型矿石的处理，具有较强的适应性。
微生物湿法冶金
60吨U3O8以上，生产成本由原来每磅U3O85美元降至3.3美元，
工艺流程见图。
第二十三页
加拿大细菌浸铀工艺流程
第二十四页
印度早在1972～1978年期间进行了
多种铀矿石的细菌浸出试验，考察了矿 石成分、营养物质等对浸出效果的影响， 总结了细菌浸出过程中酸度、电位以及 多种元素的变化情况。印度的露天开采 中采用细菌浸出，处理低品位矿石 （0.01%～0.03%U3O8）。
27贵溪江西铜业公司科研设计所溶浸室
第十页
国内细菌浸出研究和应用取得显著进展的有三 家：一是江西德兴铜矿，1993年与美国一家公司合 作进行的尾矿细菌堆浸半工业试验获得成功并应用 于生产 ；二是长春黄金研究院，承担黄金工业“九
五”科技改造重点项目——细菌氧化-氰化提金工艺研
究，在三年内建成一个日处理5~10吨含砷金精矿的细
操作指标
年平均值 1988 1990 1991 1995 1996 1997
处理精金矿量（t/d） 263 350 712 906 754 865
精金矿品位（g/t） 99
109 127 151 127 116
精金矿S品位（%） 27.4 23.1 22.9 18.0 16.8 14.3
金回收率（%）
菌氧化-氰化提金示范生产厂；三是地矿部西安综合 岩矿测试中心，已在西安近郊建成日处理量2吨以上 含砷精金矿细菌氧化提金厂。陕西省地堪局第三地质
队申请了细菌浸金的专利一项。
第十一页
2.1 细菌浸金
细菌浸金主要用于含
砷和含硫的难处理金精矿。
第十二页
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.
冶金方法--湿法
2）堆浸 ） 主要用于处理大吨位的贫矿 废矿及尾矿， 处理大吨位的贫矿、 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。 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， 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， 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 液进行浸出，并在较低处建筑收集槽收集浸出液。 点成本低，最成功得例子是生物浸铜。 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， 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 化矿物的细菌酸性水注入矿床， 菌浸液中，然后再回收金属。目前用于浸出铜和铀。 菌浸液中，然后再回收金属。目前用于浸出铜和铀。
2.微生物冶金的原理 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。 物理化学接触把金属溶解。从而使金属从矿石中提取出来。
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 例如细菌作用产生硫酸和硫酸铁， 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 5.31
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， 微生物湿法冶金，又称生物浸出技术，通常指矿石的细菌 生物浸出技术 氧化或生物氧化，由自然界存在的微生物进行。 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 微米长、 微米宽 微米宽， 被称作适温细菌，大约有 微米长 在显微镜下看到，靠无机物生存，对生命无害。 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、 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。 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 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 将酸性金属氧化变成 的硫酸盐，不可溶解的贵金属留在残留物中 留在残留物中， 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， 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， 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， 贱金属，如铜。残留物中可能存在的金属，经细菌氧化后， 通过氰化物提取。 氰化物提取 通过氰化物提取。
微生物湿法冶金的进展和展望
改进措施
针对实际应用中存在的问题，可采取以下改 进措施：优化微生物种类和作用条件，提高 金属提取率和回收率；深入研究微生物催化 机理，为新工艺开发提供理论支持；开发绿 色溶剂和新型催化剂，降低生产成本和环境
微生物湿法冶金的进展和展望
汇报人： 日期:
目 录
• 微生物湿法冶金概述 • 微生物湿法冶金的工艺和设备 • 微生物湿法冶金的实验研究和应用 • 微生物湿法冶金的环保和可持续性发展 • 结论和展望
01
微生物湿法冶金概述
微生物湿法冶金的定义和特点
微生物湿法冶金是一种利用微生物及其代谢产物来提取和纯 化金属的绿色技术。它具有高效、环保、可持续等优点，在 替代传统湿法冶金工艺方面具有巨大潜力。
微生物湿法冶金的未来环保和可持续性发展目标及挑战
要点一
发展目标
要点二
挑战与问题
未来微生物湿法冶金技术的发展目标包括：进一步提 高金属提取率和回收率；降低生产成本和环境影响； 开发新型绿色产品和拓展应用领域；实现资源的全面 高效利用和循环经济。
尽管微生物湿法冶金技术具有显著的环保和可持续性 发展优势，但在实际应用中仍存在一些挑战和问题， 如微生物催化效率、作用条件稳定性、生产过程中产 生的有毒有害物质的安全处理等问题需要进一步解决 。同时，加强技术研发和新工艺开发，提高生产效率 和降低成本也是未来发展的重要方向。
05
结论和展望
总结微生物湿法冶金的研究成果和应用经验
01
微生物湿法冶金是一种环保、 高效的金属提取技术，具有广 泛的应用前景。
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。
最新微生物冶金
微生物冶金微生物冶金学院：生命科学学院班级：10生工三班学号：1009030320 姓名：邓坤摘要：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。
关键词：微生物、湿法冶金正文：一、微生物湿法冶金概述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。
二、微生物冶金的研究现状2.1微生物浸取铜硫化矿迄今应用最成功的是铜硫化矿的微生物浸取,世界上第一座铜的生物堆浸工厂于20世纪60年代初期在美国的Kennecott铜业公司建成投产。
到20世纪80年代的20多年中,生物氧化一直处于对微生物本身的特性、氧化作用机理、对不同矿物的适应性、对环境生态的影响等方面的研究。
20世纪 80年代以后 ,随着对生物氧化过程研究的不断进步、矿物资源品位的逐渐下降、金属材料生产成本的日益提高及人们对生存环境的重视 ,生物氧化提取金属工艺的优点显现出来。
采用生物氧化提取技术可以经济地从低品位铜矿石或废石中回收用其他方法不能回收的铜资源 ,整个铜材的生产过程中既不产生尾矿,也不产生气体,不污染环境,因而使得铜的生物氧化浸出厂迅速发展。
20世纪80年代以来,世界上共有14座铜的生物氧化提取厂投入生产。
其中最典型的是智利的Quebrada Blanca矿的生物浸出厂,该厂于1996年建成投产,矿石处理能力17300t/d,年产75000t铜 ,是目前世界上较大的铜生物氧化生产厂之一 ,而且是4400m海拔高度上的成功生产 ,改变了认为高海拔、低温和低氧分压下,不能进行细菌浸出的看法。
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。
微生物冶金-PPT课件
七 微生物湿法冶金的进展
1947年 ,美国Colmer和 Hinkle从矿山酸性坑水中分离 鉴定出氧化亚铁硫杆菌 ,并证实了微生物在浸出矿石 中的生物化学作用 。细菌浸出在冶金工业上获得成 功应用主要是3种金属的回收:铜、铀、金。 自1958年美国利用微生物浸铜和1966 年加拿大利用 微生物浸铀的研究及工业化应用成功之后 ,已有30多 个国家开展了微生物在矿冶工程中的应用研究工作。 而且继铜、铀、金的微生物湿法提取实现工业化生产 之后 ,钴、锌、镍、锰的微生物湿法提取也正由实验 室研究向工业化生产过渡 。 我国微生物浸矿技术方面的研究是从 20 世纪 60 年 代末开始的 ,已先后在铀、铜等金属的生产应用中取 得成功 。
（二）生物冶金的主要缺点是：1）罐浸出的时间通常为 4~6天，堆浸的时间通常为200~300天，与焙烧和高压氧 化的几小时相比，时间较长；2）难以处理碱性矿床和碳 酸盐型矿床。
五 微生物湿法冶金的历史沿革及前景展望
微生物冶金是即古老又年轻 公元前600多年的《山海经》就有记载。 但人们对其有本质上的认识从1954年开始， 1955年申请了生物堆浸的专利。
Microbio－hydrometallurgy
生物湿法冶金是二十年来冶金领域十分活跃的学 科之一。与传统氧化工艺相比，生物氧化工艺其成本 低，无污染，对低品位难处理的硫化矿矿产资源的有 效开发利用有着广阔的工业应用前景。相信在不远的 将来，生物湿法冶金一定会得到更加广泛的应用。目 前生物浸出技术主要应用于低品位矿物资源的再利用 并取得了很好的效果,但在浸出速度,工艺优化,开发新 菌种,研发反应设备等方面仍有巨大的发展潜力。另外, 若能将生物浸出技术进一步应用于冶金、材料、化工 等行业排放的大量工业有害废物如铬渣、砷碱渣等的 治理,则可极大地拓展其应用范围,并给工业固体废弃 物的处理提供很好的途径。
微生物冶金1
一微生物冶金的定义和分类⏹微生物冶金是指以细菌为主体的微生物技术应用于矿产资源的提取冶金，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。
⏹微生物冶金包括生物浸出、生物吸附、生物选矿和富集、废弃物生物重整等4个方面。
应用于微生物冶金的微生物包括细菌、真菌、藻类和霉菌等。
细菌是其中研究最深入、应用最广泛的一类微生物。
二生物分类2. 五界说2.1. 原核生物界（Procaryotae ）2.1.1原核生物具有以下的特点（一）：①核质与细胞质之间无核膜因而无成形的细胞核；②遗传物质是一条不与组蛋白结合的环状双螺旋脱氧核糖核酸（DNA）丝，不构成染色体（有的原核生物在其主基因组外还有更小的能进出细胞的质粒DNA）③以简单二分裂方式繁殖，无有丝分裂或减数分裂；④没有性行为，有的种类有时有通过接合、转化或转导，将部分基因组从一个细胞传递到另一个细胞的准性行为（见细菌接合）；⑤没有由肌球、肌动蛋白构成的微纤维系统，故细胞质不能流动，也没有形成伪足、吞噬作用等现象；⑥鞭毛并非由微管构成，更无¡°9＋2¡±的结构，仅由几条螺旋或平行的蛋白质丝构成；2.1.1原核生物具有以下的特点（二）：⑦细胞质内仅有核糖体而没有线粒体、高尔基器、内质网、溶酶体、液泡和质体（植物）、中心粒（低等植物和动物）等细胞器；⑧细胞内的单位膜系统除蓝细菌另有类囊体外一般都由细胞膜内褶而成，其中有氧化磷酸化的电子传递链（蓝细菌在类囊体内进行光合作用，其他光合细菌在细胞膜内褶的膜系统上进行光合作用；化能营养细菌则在细胞膜系统上进行能量代谢）；⑨在蛋白质合成过程中起重要作用的核糖体散在于细胞质内，核糖体的沉降系数为70S；⑩大部分原核生物有成分和结构独特的细胞壁等等。
总之原核生物的细胞结构要比真核生物的细胞结构简单得多2.2. 原生生物界(Protista)是单细胞生物，它们的细胞内具有细胞核和有膜的细胞器。
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出。
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1.3 复合作用理论
复合作用理论是指在细菌浸出过程中， 既有细菌直接作用，又有通过Fe3+氧化的
间接作用。有时以直接作用为主，有时则
以间接作用为主，但两种作用都不可排除，
这是迄今为止绝大多数研究者都赞同的细
菌浸矿机理。实际上，矿石总会多少存在 一些铁的硫化矿，所以浸出时Fe3+的作用
来，经过大量的研究和实验，人们已基
本掌握了微生物浸出过程的规律和作用
原理。细菌浸矿理论主要有直接作用理
论、间接作用理论以及复合作用理论，
还有学者提出了破硫膜作用说。
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1.1 直接作用理论
所谓细菌直接作用是指不依 赖于Fe3+的触媒作用，细菌的细胞 和金属硫化矿固体之间直接紧密 接触，通过细菌细胞内特有的铁 氧化酶和硫氧化酶直接氧化金属 硫化物，使金属溶解出来。
国外难处理含砷、硫、炭金
矿预氧化——氰化浸金研究、应
用概况，见表1。
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2.1.2 国外商业生物氧化厂
（1）南非Fairview生物氧化厂
（2）巴西Sao Bento选矿厂
（3）澳大利亚Harbour Lights生物氧化厂
（4）澳大利亚 Wiluna生物氧化厂
（5）加纳Ashanti生物氧化厂
物氧化反应器，机组处理含S18.7%的浮
选精矿，处理能力为150t/d，硫的氧化
率达到30%。
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澳大利亚Harbour Lights生物氧化厂
1991年Harbour Lights选矿厂获得用生 物氧化法处理堆置精矿和新鲜精矿的许可证。 生物氧化厂设计处理能力为40t/d，于1991年 6月开始建设，1991年底建成投产，至1992年 10月的实践证明，在达到设计处理能力的前 提下金回收率达到92%。
化矿的氧化和某些矿山坑道水酸化过程中起着重要作
用。1951年，坦波尔（Temple）和幸凯尔（Hinkle）
从煤矿的酸性矿坑水中首先分离出一种能氧化金属硫
化物的细菌，并命名为氧化亚铁硫杆菌（或称氧化铁
硫杆菌，Thiobacillus ferrooxidans）。美国肯尼柯
特（Kennecott）铜矿公司的尤它（Utah）矿，首先利
精金矿S品位（%） 27.4 23.1 22.9 18.0 16.8 14.3
金回收率（%）
生物氧化厂运转率 （%）
93.0 99
92.5 93.4
98
98
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93.8 98
96.9 99
97.1
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巴西Sao Bento选矿厂
1990~1991年GENCOR工艺研究公司经
过大量半工业试验，安装一台580m3的生
（6）秘鲁Tamboraque生物氧化厂
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南非Fairview生物氧化厂的指标
操作指标
年平均值 1988 1990 1991 1995 1996 1997
处理精金矿量（t/d） 263 350 712 906 754 865
精金矿品位（g/t） 99
109 127 151 127 116
用该菌渗透浸出硫化铜矿获得成功，1958年取得这项
技术的专利，这是第一个有关细菌浸出的专利。
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我国细菌浸出研究，首先是在中国科学院微生物研
究所方心芳和王大珍两位先生的指导下于1959年开始的。
最初进行了细菌的分离鉴定、主要生理特性的研究、金
属硫化矿物的细菌浸出研究。
20世纪60年代末至80年代初是我国细菌浸出研究及
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国内主要研究单位
1 中科院北京微生物研究所
2 中科院化学物理研究所
3 中科院北京化冶研究所
4 中南大学矿物工程系
5 云南大学微生物研究所
6昆明理工大学资源开发工程系
7 内蒙古工业大学
8武汉化工学院选矿教研室
9 北京矿冶研究总院
10 新疆农科院微生物研究所
11中科院广西生物研究所
12 长沙矿山研究院
13地矿部成都综合岩矿测试中心
14地矿部西安综合岩矿测试中心
15地矿部青海省中心实验室
16 长春黄金研究院
17陕西省地堪局第三地质队
18云南地质科学研究所
19江西德兴铜矿
20核工业北京化冶院
21原核工业第六研究所
22南华大学
23东华理工大学
24昆明冶金研究院
25昆明贵金属研究所
26 北京有色冶金研究总院
应用蓬勃发展的时期，也取得了不少成绩，如：细菌浸
出湖南柏枋铜铀伴生矿回收铜和铀的研究，于1972年成
功应用于生产。但从80年代初至80年代末，细菌浸出的
研究和应用基本处于停滞状态。直到90年代初，我国的
细菌浸出研究工作又开始出现复苏，中国科学院、地矿
部、冶金部的有关院所、矿山及一些高校都逐步恢复了
细菌浸出的研究和应用工作精选。课件
微生物湿法冶金
南华大学 王清良
2008.9.16
精选课件
1
目录
1 微生物浸矿的基本原理
2 国内外现状及进展
2.1 细菌浸金
2.2 细菌浸铀
3 细菌浸出发展方向
4 其它方面的应用
5 南华大学细菌浸铀研究
6 新疆737细菌浸出试验研究
精选课件
2
1 微生物浸矿的基本原理
自上世纪50年代发现浸矿微生物以
吨含砷金精矿的细菌氧化-氰化提金示范生产厂；
三是地矿部西安综合岩矿测试中心，已在西安近
郊建成日处理量2吨以上含砷精金矿细菌氧化提金
厂。陕西省地堪局第三地质队申请了细菌浸金的
专利一项。
精选课件
11
2.1 细菌浸金
细菌浸金主要用于含 砷和含硫的难处理金精矿。
精选课件
12
2.1.1 含砷、硫、炭 金精矿
精选课件
4
1.2 间接作用理论
间接作用理论是指利用氧化硫硫杆菌、氧
化亚铁硫杆菌等浸矿细菌先将低价铁和元素硫氧
化生成高价铁和硫酸，利用产生的硫酸高铁和硫
酸进行浸出。铀矿石的浸出主要就是利用上述浸
矿细菌的氧化产物，对沥青铀矿等主要铀矿物氧
化和溶解。细菌氧化产物Fe2(SO4)3能将不溶于酸 的四价铀氧化成可溶于酸的六价铀，从而将铀浸
不可排除。
精选课件
6
1.4 破硫膜作用说
有学者认为，在浸矿过程中，矿 石块表面覆盖着硫的薄膜，阻碍了溶 浸液与矿石块表面的直接作用，若有 细菌存在，可以将硫膜氧化和破坏， 使浸出得以继续进行。
精选课件
7
2 国内外现状及进展
1947年，Fe3+的细菌，并证实该菌在金属硫
27贵溪江西铜业公司科研设计所溶精浸选室课件
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国内细菌浸出研究和应用取得显著进展的有
三家：一是江西德兴铜矿，1993年与美国一家公
司合作进行的尾矿细菌堆浸半工业试验获得成功
并应用于生产 ；二是长春黄金研究院，承担黄金
工业“九五”科技改造重点项目——细菌氧化-氰
化提金工艺研究，在三年内建成一个日处理5~10