铜萃取有机物对酸性溶液中磁黄铁矿生物溶解的影响(2)
1 绪论
矿产资源的开发与利用是我国经济发展的物质基础。随着不可再生矿产资源的不断开发利用，富矿资源日趋枯竭，以贫、细、杂为突出特点的难选冶矿石所占的比例不断上升，致使常规选冶方法在技术和经济上面临严峻的挑战。而对于铜、金、镍、钴等金属的需求以及降低成本的要求，促使矿物冶金技术不断进步，由此产生了生物冶金技术。生物冶金技术是利用微生物或其代谢产物溶浸矿石中有用金属的一种新技术，具有工艺简单、流程短、装备简单、投资小、成本低、污染轻、资源消耗量小以及能够处理低品位矿石等诸多优点，因此利用生物冶金技术可以解决当前部分矿产资源难以有效利用的问题。
伴生磁黄铁矿的生物溶解对有色金属生物冶金、煤生物脱硫等过程有重要的影响。而在磁黄铁矿生物溶解的过程中影响因素有许多。本课题研究酸性溶液中存在铜萃取剂、稀释剂、改质剂污染时，在嗜酸氧化亚铁硫杆菌（A.ferrooxidans) 生物氧化作用下磁黄铁矿的溶解行为。通过分析浸出过程中细菌生长曲线、pH和电位、Fe2+浓度、浸出产物成分、矿石形貌等体系特征的变化，阐释铜萃取有机物对酸性溶液中磁黄铁矿生物溶解的影响。从而为生产实践预防有机物污染，以及充分理解生物冶金过程机理提供实验基础。
1.1 生物冶金简介
1.1.1 生物冶金工艺
（1） 生物冶金技术的现状
生物冶金是微生物(主要为细菌) 作用与湿法冶金技术相结合的一种新工艺。1983年第五届细菌浸出国际会议上正式将其命名为生物冶金根据微生物在回收金属过程中所起作用,可将生物冶金进一步分为3类: 生物吸附,生物累积，生物浸出[1]。
1947年，Colmer 和Hinckle[2]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，其后Temple[3]，Leathe[4]对这种自养细菌的生理特性进行了研究，发现这种细菌能将Fe2 +氧化成Fe 3 + ，并能把矿物中的硫化物氧化为硫酸。1954年， Bryner L.C. [5]等人较系统地研究了各种硫化物的微生物浸出过程，研究了氧化亚铁硫杆菌在硫化矿浸出中的作用。1958年，美国肯尼柯铜矿公司首先利用氧化亚铁硫杆菌渗滤硫化铜矿获得成功[6]； 1966年，加拿大用细菌浸铀获得成功[7]。目前生物冶金的对象主要是利用铁、硫等的氧化细菌进行铜、铀、金、锰、铅、镍、铬、钴、铋、钒、镉、镓、铁、砷、锌、铝、银、锗、钼、钪等硫化矿的浸出[8]。
（2） 生物冶金技术的发展趋势
目前，矿物的生物提取技术研究与工业应用已取得了显著成效，今后将受到业界更加广泛的关注，并在以下几个方面开展更系统深入的研究。
a) 高效浸矿菌种选育方面。高效浸矿菌种仍然是生物冶金技术发展的瓶颈，为了获得高效浸矿菌种，目前国内外专家都在大力开展研究，其研究重点包括：耐寒 / 耐高温 /耐盐 / 高活性浸矿菌种选育与浸矿应用、异养菌的选育与浸矿应用、浸出过程中微生物生态变化与控制技术研究、现代分子生物学技术在微生物浸矿中的应用。
b) 浸矿微生物的基因组和蛋白组学方面。浸矿微生物在浸矿性能方面的差异，归根于它们在基因上的差异，因此从基因角度研究浸矿性能的差异，优化此方面的基因性能，进而提高浸矿性能。
c) 生物浸出过程基础理论与工程化技术研究方面。生物冶金技术研究起步较晚，在浸出过程中细菌生长模式、浸矿过程氧化机理、浸出过程数学模拟、生物冶金工程化技术的完善与标准化等方面缺乏突破性的进展，限制了理论研究的深化和该技术的工程化 ,这些方面的深入研究是今后的重要方向。
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