微生物湿法冶金演示文稿
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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.
湿法冶金简介PPT课件
此法主要应用在低本位、难熔化或微粉状的矿石。 现在世界上有75％的锌和镉是采用焙烧-浸取-水溶液电解法制成的。这种方法已大部分代替了过去的火 法炼锌。其他难于分离的金属如镍-钴，锆-铪，钽-铌及稀土金属都采用湿法冶金的技术如溶剂萃取或离子交 换等新方法进行分离，取得显著的效果。湿法冶金在锌、铝、铜、铀等工业中占有重要地位，世界上全部的 氧化铝、氧化铀，大部分锌和部分铜都是用湿法生产的。 湿法冶金的优点在于对非常低品位矿石（金、铀）的适用性，对相似金属（铪与锆）难分离情况的适用 性；以及和火法冶金相比，材料的周转比较简单，原料中有价金属综合回收程度高，有利于环境保护，并且 生产过程较易实现连续化和自动化。
仰韶文化彩陶 公元前5000年至前3000年
铜器时代 公元前4000年至公元初年
5
6
湿法冶金
Chapter 2
冶金分类
2.冶金的分类
7
电冶金
电冶金是利用电能提取金属的方法。根据利用电能效应的不同，电冶金又分为电热冶金和电化冶金。 1、电热冶金是利用电能转变为热能进行冶炼的方法。 在电热冶金的过程中，按其物理化学变化的实质来说，与火法冶金过程差别不大，两者的主要区别只是冶炼 时热能来源不同。 2、电化冶金（电解和电积）是利用电化学反应，使金属从含金属盐类的溶液或熔体中析出。前者称为溶液 电解，如锕的电解精炼和锌的电积，可列入湿法冶金一类；后者称为熔盐电解，不仅利用电能的化学效应， 而且也利用电能转变为热能，借以加热金属盐类使之成为熔体，故也可列入火法冶金一类。从矿石或精矿中 提取金属的生产工艺流程，常常是既有火法过程，又有湿法过程，即使是以火法为主的工艺流程，比如，硫 化锅精矿的火法冶炼，最后还须要有湿法的电解精炼过程；而在湿法炼锌中，硫化锌精矿还需要用高温氧化 焙烧对原料进行炼前处理。
仰韶文化彩陶 公元前5000年至前3000年
铜器时代 公元前4000年至公元初年
5
6
湿法冶金
Chapter 2
冶金分类
2.冶金的分类
7
电冶金
电冶金是利用电能提取金属的方法。根据利用电能效应的不同，电冶金又分为电热冶金和电化冶金。 1、电热冶金是利用电能转变为热能进行冶炼的方法。 在电热冶金的过程中，按其物理化学变化的实质来说，与火法冶金过程差别不大，两者的主要区别只是冶炼 时热能来源不同。 2、电化冶金（电解和电积）是利用电化学反应，使金属从含金属盐类的溶液或熔体中析出。前者称为溶液 电解，如锕的电解精炼和锌的电积，可列入湿法冶金一类；后者称为熔盐电解，不仅利用电能的化学效应， 而且也利用电能转变为热能，借以加热金属盐类使之成为熔体，故也可列入火法冶金一类。从矿石或精矿中 提取金属的生产工艺流程，常常是既有火法过程，又有湿法过程，即使是以火法为主的工艺流程，比如，硫 化锅精矿的火法冶炼，最后还须要有湿法的电解精炼过程；而在湿法炼锌中，硫化锌精矿还需要用高温氧化 焙烧对原料进行炼前处理。
微生物湿法冶金的进展与展望PPT课件
1994－ 1995－ 1996－ 1996－ 1996－ 1998－ 1997－
2004
2003
2003
6. 难处理金矿的 细菌氧化预处理
BIOX® 技术（中温菌槽浸） Bactech 技术（中等耐热菌槽浸） Newmont技术 （堆浸） Geobiotics技术（金精矿包覆堆浸）
第10页/共60页
Gnndpowder, Mammoth Leyshon Cerro Colorado
Girilambone
Ivan-Zar
Queered Blanca Sulfuros Bajalay Toquepala Mt Cuthbert Andacollo Dos Amigos Zaldivar 德兴铜矿 紫金山铜矿
氧化铁硫杆菌细胞形貌（放大1.5万倍）
第28页/共60页
氧化铁微螺菌细胞的电子显微镜照片
第29页/共60页
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
L. thermoferrooxidans(L.t)中等嗜热菌 的电子显微镜照片
第30页/共60页
云南热温泉水中的高温菌形貌（放大4万倍）
第31页/共60页
2) 对浸矿细菌的性质进行了大量研究并开 始深入到基因水平，测定了主要浸矿细 菌DNA序列，对浸矿细菌进行了基因工 程前期工作研究；
官房铜矿
Chuqicamata
国别 智利 澳大利亚 澳大利亚 智利 澳大利亚 澳大利亚
智利
细菌浸铜厂矿一览表
原料特点
规模（t/d 矿石）
辉铜矿，含 Cu1.4%（堆浸）
3500 （14000~15000tCu/a）
辉铜矿与斑铜矿，含 Cu2.2% （原位浸出）
设计能力为 13000t/aCu
2004
2003
2003
6. 难处理金矿的 细菌氧化预处理
BIOX® 技术（中温菌槽浸） Bactech 技术（中等耐热菌槽浸） Newmont技术 （堆浸） Geobiotics技术（金精矿包覆堆浸）
第10页/共60页
Gnndpowder, Mammoth Leyshon Cerro Colorado
Girilambone
Ivan-Zar
Queered Blanca Sulfuros Bajalay Toquepala Mt Cuthbert Andacollo Dos Amigos Zaldivar 德兴铜矿 紫金山铜矿
氧化铁硫杆菌细胞形貌（放大1.5万倍）
第28页/共60页
氧化铁微螺菌细胞的电子显微镜照片
第29页/共60页
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
L. thermoferrooxidans(L.t)中等嗜热菌 的电子显微镜照片
第30页/共60页
云南热温泉水中的高温菌形貌（放大4万倍）
第31页/共60页
2) 对浸矿细菌的性质进行了大量研究并开 始深入到基因水平，测定了主要浸矿细 菌DNA序列，对浸矿细菌进行了基因工 程前期工作研究；
官房铜矿
Chuqicamata
国别 智利 澳大利亚 澳大利亚 智利 澳大利亚 澳大利亚
智利
细菌浸铜厂矿一览表
原料特点
规模（t/d 矿石）
辉铜矿，含 Cu1.4%（堆浸）
3500 （14000~15000tCu/a）
辉铜矿与斑铜矿，含 Cu2.2% （原位浸出）
设计能力为 13000t/aCu
微生物湿法冶金PPT课件
2、细菌氧化分类
▪ 金属释放 各种包裹金及银颗粒的矿物质被氧化溶解，暴露出目的金属。
▪ 初级矿物氧化 在氧化过程中，硫化型矿物被细菌氧化而溶解出来（或转变为
不溶于水的硫酸盐类物质），Fe 3＋和硫酸的参与可提高氧化速率 ▪ 次级矿物浸出
指含有目的金属，但由于它们不具有二价铁或还原态硫（通常 是碳酸盐矿或氧化矿，不能参与初级氧化），但其他初级氧化生成 的3价铁和硫酸可将它们溶解。
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出来。某些靠有机物生活的细菌，可 以产生一种有机物，与矿石中的金属成分嵌合，从而使金属从 矿石中溶解出来。
▪ 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 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 。
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。
▪ 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。
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。
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:
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。
微生物湿法冶金的进展和展望
该技术利用微生物作为催化剂，以湿法冶金 的方式提取和回收金属，相较于传统的火法 冶金，具有显著的环境友好性。具体表现为 减少了能源消耗、降低了温室气体排放、减 少了固体废料产生等。
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。
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。
微生物湿法冶金技术
微生物冶金工艺及发展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。
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。
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。
微生物湿法冶金
27贵溪江西铜业公司科研设计所溶浸室
2021/3/10
10
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
（6）秘鲁Tamboraque生物氧化厂
2021/3/10
14
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
出。
2021/3/10
5
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
不可排除。
2021/3/10
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。
2021/3/10
7
2 国内外现状及进展
1947年，柯尔默（Colmer）首先发现矿坑水中含
有一种将Fe2+氧化为Fe3+的细菌，并证实该菌在金属硫
hydrometallurgy-湿法冶金
1.2 氰化法
氰化法是以碱金属氰化物(KCN、NaCN)的水溶液作溶剂，进出 金银矿石中的金银，然后从含金银的浸出液中提取金的方法。
(1) 浸出过程
在氧化条件下，使Au氧化成Au+，然后与溶剂形成稳定的络合 物，从而使矿石中的金银转入溶液。
2Au + 4CN - + O 2 = 2Au CN 2 + 2OH - + H 2O 2
液 沉淀和过滤 贫液 沉淀物 送熔铸
返回流程
图1-5 锌粉置换提金流程图
2 难处理金矿
所谓难处理会矿是指在正常磨矿情况下，采用传统的 氰化法直接提金得不到满意金的浸出率的矿石和精矿，其 氰化浸金率通常小于80％。
2.1 分类
(1)微细浸染型金矿 (2)碳质金矿 (3)复杂多金属硫化矿型金矿
2.2 预处理方法
-
85% 15%
2Au + 4CN - + H 2O2 = 2Au CN 2 + 2OH -
4Ag + 8CN - + O 2 + 2H 2O = 4Ag CN 2 + 4OH -
阳极区(负极)
2Au + 4CN 2Au CN 2 + 2e
-
A2
2CN-
δ
Au CN 2
对于难处理会矿，通常需要在浸金工序前进行氧化预处理， 打开包裹金以及消除有害杂质对后续提金的影响。 目前应用及研究最普遍的预处理方法主要有焙烧法、加压 氧化及细菌氧化法。
表2-1 三种主要预处理方法技术经济指标对比
3 细菌冶金概述
3.1 细菌冶金历史
1947年，Colmer和Hinkle首先从酸性矿坑水中分离出能氧 化硫化矿的氧化亚铁硫杆菌。 行了研究，发现这种细菌能将Fe2+氧化成Fe3+ 并能把矿物 中的硫化物氧化为硫酸。
微生物湿法冶金医学知识
05
微生物湿法冶金医学知识的 实践意义
对医学教育的启示和影响
启示医学教育重视跨学科知识和技能的培养
微生物湿法冶金医学知识涉及到微生物学、冶金学、材料科学等多个领域，需要 医学教育在课程设置和实践教学中注重培养学生跨学科的知识和能力。
促进医学教育的实践性和实用性
微生物湿法冶金医学知识在临床实践中具有应用价值，能够为疾病的预防、诊断 和治疗提供新的手段和方法，从而促进医学教育的实践性和实用性。
微生物湿法冶金医学知识
contents
目录
• 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 • 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
01
微生物湿法冶金概述
微生物湿法冶金定义
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 。
广泛应用ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
03
微生物湿法冶金技术在多个领域均有应用，如医学、环保、材
料等领域。
03
微生物湿法冶金在医学领域 的应用
微生物湿法冶金在药物制备方面的应用
微生物发酵
利用微生物发酵技术制备药物，例如抗生素、疫苗、抗体等 。
微生物转化
通过微生物转化反应，将天然原料或化工原料转化为药物， 提高药物疗效和降低副作用。
对医学研究和临床实践的指导作用
指导医学研究探索新的疾病…
微生物湿法冶金医学知识的相关研究为医学研究提供了新的 思路和方法，有助于探索更为有效的疾病诊疗方案。
指导临床实践提高医疗水平…
微生物湿法冶金医学知识的应用可以提高医疗水平和质量， 例如在疾病治疗中应用新型药物和治疗方法，提高治疗效果 和患者的生活质量。
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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。
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 出。
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 不可排除。
金回收率（%）
生物氧化厂运转率 （%）
93.0 99
92.5 98
93.4 98
93.8 98
96.9 99
97.1 99
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 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%。
27贵溪江西铜业公司科研设计所溶浸室
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。
微生物湿法冶金
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
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 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。
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
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%。
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。
2 国内外现状及进展
1947年，柯尔默（Colmer）首先发现矿坑水中含 有一种将Fe2+氧化为Fe3+的细菌，并证实该菌在金属硫 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 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。
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
精金矿S品位（%） 27.4 23.1 22.9 18.0 16.8 14.3
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。
2.1.1 含砷、硫、炭 金精矿
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。
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 （6）秘鲁Tamboraque生物氧化厂
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
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 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。