生物选矿ppt课件

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1、典型浸矿微生物的发现史典型浸矿微生物的发现史1922年年，Waksman and Joffe分离出分离出 Acidithiobacillus thiooxidans1947年年，Hinkle与与Colmer分离出分离出Acidithiobacillus ferrooxidans1972年，从美国矿床中分离出年，从美国矿床中分离出Leptospirillum ferrooxidans 1973年年，Briereyetal分离出极端嗜热嗜酸菌分离出极端嗜热嗜酸菌Sufolobus acidocaldarius 1976年年，Golovacheva R.S等分离出中等嗜热嗜酸菌等分离出中等嗜热嗜酸菌

2、Sulfobacillus thermosulfooxidans1994年年，Hallberg K.B分离出中等嗜热嗜酸菌分离出中等嗜热嗜酸菌Acidithiobacillus caldus 一、浸矿微生物一、浸矿微生物典型浸矿微生物的发现史一、浸矿微生物1一、浸矿微生物一、浸矿微生物典型浸矿微生物分类典型浸矿微生物分类嗜温嗜酸菌嗜温嗜酸菌 最佳生长温度最佳生长温度30304545，主要包括，主要包括Acidithiobacillus ferrooxidans，Acidithiobacillus thiooxidans，Leptospirillum ferrooxidans 中等嗜热嗜酸菌中等

3、嗜热嗜酸菌 最佳生长温度最佳生长温度45455555，主要有，主要有Acidimicrobium ferrooxidans，Sulfobacillus thermosulfidooxidans，Sulfobacillus acidophilus 极端嗜热嗜酸菌极端嗜热嗜酸菌 最佳生长温度最佳生长温度60608585，包括，包括Sulfolobus acidocaldarius，Sulfolobus solfataricus及及Acidianus brierleyi等等一、浸矿微生物典型浸矿微生物分类2一、浸矿微生物一、浸矿微生物嗜温嗜酸菌极端嗜热嗜酸菌一、浸矿微生物嗜温嗜酸菌极端嗜热嗜酸菌3浸

4、矿微生物的鉴定浸矿微生物的鉴定浸矿微生物的鉴定采用多相分类方法浸矿微生物的鉴定采用多相分类方法 即：从形态学、生理生化特性、细胞化学组分、免即：从形态学、生理生化特性、细胞化学组分、免疫学与分子生物学上加以区分鉴定和描述，继而综合各项鉴疫学与分子生物学上加以区分鉴定和描述，继而综合各项鉴定结果确定菌株的归属。定结果确定菌株的归属。分子生物学手段是目前细菌鉴定分类中极其重要的分子生物学手段是目前细菌鉴定分类中极其重要的一类研究方法一类研究方法 它主要包括：它主要包括：16S rRNA基因序列分析基因序列分析 、PCR-DGGE技术、技术、DNA G+C含量测定和含量测定和DNA/DNA杂交、杂交

5、、DNA探针分析等等探针分析等等一、浸矿微生物一、浸矿微生物浸矿微生物的鉴定一、浸矿微生物4浸矿微生物代谢系统浸矿微生物代谢系统 不同细菌具有不同的氧化系统，以不同细菌具有不同的氧化系统，以A.f 菌研究最多，其氧菌研究最多，其氧化系统表述如下：化系统表述如下：一、浸矿微生物一、浸矿微生物Fe2+1/4O2H+Fe3+1/2H2O细菌2S02H2O3O2 2H2SO4细菌铁氧化系统硫氧化系统浸矿微生物代谢系统一、浸矿微生物Fe2+1/4O2H+5浸矿微生物生长动力学浸矿微生物生长动力学最早的细菌的铁氧化生长动力学模型是由最早的细菌的铁氧化生长动力学模型是由Lawson和和Lacey建立建立的，

6、其方程式表述如下：的，其方程式表述如下：目前已发展出以目前已发展出以Fe浓度、氧浓度等为限制性影响因素的各种生浓度、氧浓度等为限制性影响因素的各种生长动力学模型，但多集中在铁氧化类细菌；对硫氧化类细菌长动力学模型，但多集中在铁氧化类细菌；对硫氧化类细菌的生长动力学模型描述较少的生长动力学模型描述较少一、浸矿微生物一、浸矿微生物Cs最大比生长率（l/h）；Cx细胞浓度（mol/L）；u比生长速率(L/h)；Umax最大比生长速率(L/h)；ks培养基饱和常数(mol/L)；rx细胞生长速率(mol C/L/h)；rs底物消耗速率(mol S/L/h)；qs细胞底物比消耗速率(mol S/mol

7、C/h)；Ysx底物生长得率(mol C/mol S)；浸矿微生物生长动力学一、浸矿微生物Cs最大比生长率（l/61）直接作用理论 是指在有水、空气存在的情况下，细菌与矿物表面接触，将金属硫化物氧化为酸溶性的二价金属离子和硫化物的原子团。在没有细菌的作用时这一氧化作用只是热力学上可行,十分缓慢而不具实用价值,由于细菌的参与使这一过程加快。如：（1）黄铁矿 二、矿物微生物作用1）直接作用理论 二、矿物微生物作用7（2）黄铜矿（3）辉钼矿（4）稀有金属镓和锗的硫化矿二、矿物微生物作用（2）黄铜矿（3）辉钼矿（4）稀有金属镓和锗的硫化矿二、矿物82）间接作用理论 在多金属的硫化矿床中，通常含有黄铁矿

8、，在有细菌的条件下，可以被快速氧化，生成硫酸铁。硫酸铁是一种高效金属矿物氧化剂和浸出剂，其它金属矿物都可以被其浸出。凡是利用Fe3+为氧化剂的金属矿物的浸出，都是间接浸出。如：（1）黄铁矿 二、矿物微生物作用2）间接作用理论 二、矿物微生物作用9（2）铀矿物（3）铋矿物（4）铜矿物二、矿物微生物作用（2）铀矿物（3）铋矿物（4）铜矿物二、矿物微生物作用103）复合作用理论 是指在细菌浸出过程中，既有细菌的直接作用，又有Fe3+氧化剂的间接作用；有时以直接作用为主，有时则以间接作用为主。这是迄今为止被普遍接受的细菌浸矿机理。二、矿物微生物作用3）复合作用理论 二、矿物微生物作用11矿物微生物作用

9、的认识历程矿物微生物作用的认识历程间接作用间接作用 矿物溶解是酸性条件下矿物溶解是酸性条件下Fe3+离子的氧化结果，细菌只是起到离子的氧化结果，细菌只是起到Fe3+离离子再生的作用子再生的作用直接作用直接作用 细菌吸附到矿物表面，细菌通过氢键、离子键或蛋白酶与矿物作用细菌吸附到矿物表面，细菌通过氢键、离子键或蛋白酶与矿物作用矿物间电化学作用矿物间电化学作用 当两种硫化矿相互接触构成的电化学对中，活泼的矿物充当阳极发当两种硫化矿相互接触构成的电化学对中，活泼的矿物充当阳极发生腐蚀，惰性的矿物充当阴极被保护生腐蚀，惰性的矿物充当阴极被保护接触作用接触作用(充分肯定吸附细菌对矿物溶解的促进作用充分肯

10、定吸附细菌对矿物溶解的促进作用充分肯定吸附细菌对矿物溶解的促进作用充分肯定吸附细菌对矿物溶解的促进作用)吸附在矿物表面的细菌，通过其胞外层结合的大量吸附在矿物表面的细菌，通过其胞外层结合的大量Fe3+离子对细菌进行氧离子对细菌进行氧化溶解化溶解协同作用协同作用 矿物氧化溶解既有矿物氧化溶解既有Fe3+离子的化学氧化作用，又有矿物表面吸附离子的化学氧化作用，又有矿物表面吸附细菌的催化溶解作用细菌的催化溶解作用二、矿物微生物作用二、矿物微生物作用对于细菌对矿物溶解产物硫的氧化溶解作用的认识是统一的矿物微生物作用的认识历程二、矿物微生物作用对于细菌对矿物12二、矿物微生物作用二、矿物微生物作用浸矿过

11、程动力学浸矿过程动力学颗粒反应动力学模型颗粒反应动力学模型 研究内容包括：细菌在矿物表面的吸附平衡，矿物溶解的反应动力学与扩散动力学等方面二、矿物微生物作用浸矿过程动力学13Boon假定黄铁矿的溶解以间接作用方式进行：Fe3+与黄铁矿反应转化为Fe2+；Fe2+经细菌氧化变为Fe3+；两步反应以Fe3+和Fe2+的互相转化相关联 第一步，Fe2+的生成速率第二步，细菌参与下Fe2+消耗速率 当两个速率相等时，达到了浸出过程的假定稳定态，此时的速率即为浸出过程的速率。由上面模型得到的黄铁矿浸出速率与溶液电位的关系线与实践数据相吻合 二、矿物微生物作用二、矿物微生物作用Boon假定黄铁矿的溶解以间

12、接作用方式进行：第一步，Fe2+14浸矿过程动力学浸矿过程动力学堆浸过程数学模拟堆浸过程数学模拟 堆浸过程数学模型需要考虑热量和物质的传输，液体和气体的流动以及堆中发生的各种生物化学反应。国外以Dixon为代表的学者，开展了从液体流动、空气和热量传递以及矿物溶解等各种因素的堆浸模拟研究。国内相关研究还十分缺乏二、矿物微生物作用二、矿物微生物作用浸矿过程动力学二、矿物微生物作用151、微生物浸矿的影响因素 （1）菌种 不同细菌对矿物的氧化和浸矿作用是不同的。目前用于浸矿的细菌主要有氧化亚铁硫杆菌、氧化亚铁微螺菌、氧化硫硫杆菌和嗜酸硫杆菌。实际上，菌液是各种细菌的混合液。（2）细菌的适应性 （3）

13、培养基的成分及氧和碳 （4）有害组分和抑制组分三、微生物浸矿工艺三、微生物浸矿工艺1、微生物浸矿的影响因素 三、微生物浸矿工艺161 细胞壁;2细胞膜;3细胞质;4鞭毛;5纤毛;6荚根;7周质间隔三、微生物浸矿工艺1 细胞壁;2细胞膜;3细胞质;4鞭毛;5纤毛;6荚根;7周17微生物名称微生物名称生长温生长温度度PHPH值值形态形态生理学特性生理学特性氧化亚铁硫杆氧化亚铁硫杆菌菌5-405-401.2-1.2-6.06.0杆状杆状好氧、化能自养、革兰氏阴好氧、化能自养、革兰氏阴性菌，单鞭毛，可动性菌，单鞭毛，可动氧化亚铁钩端氧化亚铁钩端螺旋菌螺旋菌30301.5-1.5-4.04.0螺旋状螺旋

14、状 好氧、化能自养、革兰氏阴好氧、化能自养、革兰氏阴性菌，有鞭毛，可动性菌，有鞭毛，可动氧化硫硫杆菌氧化硫硫杆菌5-405-400.5-0.5-6.06.0杆状杆状好氧、化能自养、革兰氏阴好氧、化能自养、革兰氏阴性菌，单鞭毛，可动性菌，单鞭毛，可动布赖尔利叶硫布赖尔利叶硫球菌球菌55-8055-801.0-1.0-5.15.1球形球形好氧、化能自养、革兰氏阴好氧、化能自养、革兰氏阴性菌，不可动性菌，不可动嗜热硫氧化菌嗜热硫氧化菌20-6020-601.1-1.1-5.05.0杆状杆状好氧、化能自养、革兰氏阳好氧、化能自养、革兰氏阳性菌性菌常见浸矿微生物三、微生物浸矿工艺三、微生物浸矿工艺微生物

15、名称生长温度PH值形态生理学特性氧化亚铁硫杆菌5-4018氧化亚铁硫杆菌细胞形态图氧化亚铁微螺菌细胞形态图三、微生物浸矿工艺三、微生物浸矿工艺氧化亚铁硫杆菌细胞形态图氧化亚铁微螺菌细胞形态图三、微生物浸192）物理化学因素 （1）PH值 （2）温度 （3）氧化还原电位 3）工艺技术因素 （1）矿石粒度 （2）矿浆浓度 4）其他影响因素 （1）表面活性剂 （2）光照 （3）金属离子 （4）渗透压三、微生物浸矿工艺三、微生物浸矿工艺2）物理化学因素 三、微生物浸矿工艺202、微生物浸矿的实验研究方法 1）微生物浸矿的典型流程 原矿或精矿矿石准备细菌浸出固液分离浸出渣富液金属回收粗金属尾液细菌再生细

16、菌浸矿剂营养剂空气 CO2三、微生物浸矿工艺三、微生物浸矿工艺2、微生物浸矿的实验研究方法 原矿或精矿矿石准备细菌浸出固21 2）摇瓶试验 它是一种分批培养方法。在反应器中一次性加入培养基，然后接种并在一定条件下培养，浸出过程不再加任何物料，浸出结束后放出培养液处理。3）微生物柱浸试验 无论浸出介质是否循环，柱浸可作为地浸、堆浸的实验室模拟。浸柱直径应大于矿石颗粒直径的10倍，浸柱高度至少应该是柱直径的5倍。三、微生物浸矿工艺三、微生物浸矿工艺 2）摇瓶试验 三、微生物浸矿工艺22生物选矿ppt课件234）搅拌浸出试验（1）半连续浸出试验（2）连续浸出试验三、微生物浸矿工艺三、微生物浸矿工艺4

17、）搅拌浸出试验 三、微生物浸矿工艺24矿物加工学矿物加工学（2）第二章 矿物(煤)的生物处理第二篇 矿物的生物与化学处理微生物连续浸出实验装置 1-浸出反应器；2-调浆反应器；3-给矿机；4-矿浆收集器；5-矿浆矿物加工学（2）第二章 矿物(煤)的生物处理第二篇 矿253、微生物 浸矿工艺过程 微生物浸矿方法：1）微生物堆浸 2）微生物搅拌浸出 3）微生物地浸 4）微生物槽浸三、微生物浸矿工艺三、微生物浸矿工艺3、微生物 浸矿工艺过程 三、微生物浸矿工艺26 1）微生物堆浸 微生物堆浸一般多在地面上进行，通常利用斜坡地形，将矿石堆在不透水的地面，在矿堆表面喷洒细菌浸矿剂浸出，在低处建集液池收集

18、浸出液。该工艺的特点是：规模大、浸出时间长，成本低。微生物堆浸工艺流程示意图三、微生物浸矿工艺三、微生物浸矿工艺 1）微生物堆浸 微生物堆浸工艺流程示意图三、27矿物加工学矿物加工学（2）微生物氧化难浸金矿的堆浸工艺流程矿物加工学（2）微生物氧化难浸金矿的堆浸工艺流程28 2）微生物搅拌浸出 一般用于处理高品位的矿石或精矿；用于搅拌浸出的物料一般粒度非常细，浓度比较低。搅拌过程中还需控制温度，以免影响细菌生长。3）微生物地浸 又称原地浸出或溶浸采矿，它是通过地面钻孔至金属矿体，然后由地面注入细菌浸矿剂到矿体中，浸矿剂在多孔金属矿体中循环，最后经泵将浸出液抽到地面并回收。三、微生物浸矿工艺三、微

19、生物浸矿工艺 2）微生物搅拌浸出 三、微生物浸矿工艺29矿物加工学矿物加工学（2）含金氧化矿体的原地浸出示意图矿物加工学（2）含金氧化矿体的原地浸出示意图30 4）微生物槽浸 矿石槽浸是一种渗透浸出过程，通常在浸滤池或者槽中进行，一般用于处理高品位的矿石或精矿。矿石粒度比堆浸小，每个浸出槽一次可以装矿数十吨或数百吨，浸出周期为十天至数百天。三、微生物浸矿工艺三、微生物浸矿工艺 4）微生物槽浸 三、微生物浸矿工艺31商业化历程商业化历程1950S，Kennecott开始原生硫化铜矿表外矿生物堆浸开始原生硫化铜矿表外矿生物堆浸1958年，生物冶金史上第一个专利年，生物冶金史上第一个专利(Kenne

20、cott)1970S，铜溶液萃取电极技术商业化应用铜溶液萃取电极技术商业化应用 1980年，生物堆浸技术的商业化年，生物堆浸技术的商业化(Lo Aguirre 铜矿铜矿)2019年，年，德兴铜矿表外矿生物堆浸厂建成投产德兴铜矿表外矿生物堆浸厂建成投产2019年，紫金山铜矿硫化铜矿生物堆浸厂建成投产年，紫金山铜矿硫化铜矿生物堆浸厂建成投产 次生硫化铜矿次生硫化铜矿/原生硫化铜表外矿生物堆浸已大原生硫化铜表外矿生物堆浸已大规模商业化应用，目前年产阴极铜约规模商业化应用，目前年产阴极铜约100万万t/a，典型矿山有典型矿山有：Canana、Qubrada Blanca、紫金山、德兴紫金山、德兴四、硫

21、化矿生物浸出铜的提取四、硫化矿生物浸出铜的提取商业化历程四、硫化矿生物浸出铜的提取32矿石破碎筑筑 堆堆滴淋浸出萃 取电 积智利Qubrada Blanca生物堆浸萃取电积提铜矿山处理含铜1.3%的次生硫化铜矿石 年产阴极铜8.0万吨矿石破碎筑 堆滴淋浸出萃 取电 积智利Qubrada B332019年，年，BHP Billton公司成功开发公司成功开发BioNIC工艺，并工艺，并建成日产建成日产20kg阴极镍的示范厂阴极镍的示范厂2019年，乌干达年，乌干达Kasese建成投产含钴黄铁矿生物搅建成投产含钴黄铁矿生物搅拌浸出厂拌浸出厂2000年，年，Titan Resources NL公司成功

22、地采用生物堆浸公司成功地采用生物堆浸技术技术（Bioheap）完成了硫化镍矿堆浸工业试验，完成了硫化镍矿堆浸工业试验，但由于资源条件发生变化而未实现产业化但由于资源条件发生变化而未实现产业化2019年，我院在云南墨江运用生物堆浸技术处理含年，我院在云南墨江运用生物堆浸技术处理含砷低品位镍钴矿，工业试验获得成功砷低品位镍钴矿，工业试验获得成功四、硫化矿生物浸出镍钴的提四、硫化矿生物浸出镍钴的提取取2019年，BHP Billton公司成功开发BioNIC工34四、硫化矿生物浸出镍钴的提四、硫化矿生物浸出镍钴的提取取Titan Resources NL公司硫化镍矿生物堆浸试验厂四、硫化矿生物浸出镍

23、钴的提取Titan Resources35商业化进程商业化进程1970S，开发难处理金矿生物预氧化技术（，开发难处理金矿生物预氧化技术（Gencor）1986年，年，建成建成10t/d BIOX工艺示范厂（工艺示范厂（Fairview）1994年，年，BacTech工艺在工艺在Youanm矿的商业应用获得成功矿的商业应用获得成功我国近几年分别在山东莱洲、烟台和辽宁风城建立了生我国近几年分别在山东莱洲、烟台和辽宁风城建立了生物预氧化提金工厂，实现了产业化应用物预氧化提金工厂，实现了产业化应用 含砷等难处理金精矿生物预氧化工艺已经获得大规模商含砷等难处理金精矿生物预氧化工艺已经获得大规模商业化应用

24、业化应用典型矿山典型矿山：Fairview、Sansu、山东莱州山东莱州四、硫化矿生物浸出金矿预氧四、硫化矿生物浸出金矿预氧化化商业化进程四、硫化矿生物浸出金矿预氧化36四、硫化矿生物浸出金矿预氧四、硫化矿生物浸出金矿预氧化化Fairview难处理金矿生物预氧化厂，目前处理量扩增至100t/d四、硫化矿生物浸出金矿预氧化Fairview 难处理金矿生物37四、硫化矿生物浸出金矿预氧四、硫化矿生物浸出金矿预氧化化山东莱州Bactech工厂精矿成分：S 24.6，As 6.7设计处理量：200tpd操作温度：4045四、硫化矿生物浸出金矿预氧化山东莱州Bactech工厂38低品位黄铜矿生物堆浸低品

25、位黄铜矿生物堆浸 BHP公司在公司在Escodida 建立含铜建立含铜0.5的低品位黄铜矿生物堆的低品位黄铜矿生物堆浸矿山浸矿山，年产，年产18万吨阴极铜的，万吨阴极铜的，2019年年6月投产月投产Biocop：处理含砷黄铜矿精矿处理含砷黄铜矿精矿 2019年，年，BHP公司采用极端嗜热嗜酸菌在公司采用极端嗜热嗜酸菌在Spence建成生物建成生物搅拌浸出搅拌浸出SXEW工业试验厂工业试验厂Mintek联合南非开普顿大学、联合南非开普顿大学、NICICO公司开发公司开发硫化锌硫化锌精矿生物搅拌浸出技术、黄铜矿原矿生物堆浸技术精矿生物搅拌浸出技术、黄铜矿原矿生物堆浸技术TPO 开展开展镍锌铜矿低温

26、生物堆浸工业试验镍锌铜矿低温生物堆浸工业试验四、硫化矿生物浸出新技术进四、硫化矿生物浸出新技术进展展低品位黄铜矿生物堆浸四、硫化矿生物浸出新技术进展39四、硫化矿生物浸出新技术进四、硫化矿生物浸出新技术进展展智利Spence高砷铜精矿(Cu33，As4.5，S35)生物搅拌浸出作业温度：7880浸出周期：710天铜浸出率：95砷固定率：90年产阴极铜2万吨四、硫化矿生物浸出新技术进展智利Spence高砷铜精矿40AMIRAs 堆浸计划堆浸计划：由由BHPBiliton 等多家跨国矿业公司联合等多家跨国矿业公司联合CSIRO、UBC和南非开普敦大学等研究机构开展从细菌生长到和南非开普敦大学等研究

27、机构开展从细菌生长到堆浸模拟等方面的研究。以期提高硫化矿生物堆浸效率，并实堆浸模拟等方面的研究。以期提高硫化矿生物堆浸效率，并实现产业化。现产业化。BIOSHALE 计划计划：开展开展black shale ores生物浸出技术研究，以生物浸出技术研究，以回收其中的稀贵金属。回收其中的稀贵金属。BioMinE计划计划：由欧盟委员会联合由欧盟委员会联合12家企业、家企业、7家科研单位、家科研单位、14所高校和所高校和2个政府机构进行生物冶金技术研究；该计划投资个政府机构进行生物冶金技术研究；该计划投资1790万欧元，预期万欧元，预期4年完成。年完成。“973”微生物冶金基础研究计划微生物冶金基础

28、研究计划：2019年正式启动，预计年正式启动，预计5年年内建立原生硫化矿专属菌种选育及遗传改造方法和微生物浸出内建立原生硫化矿专属菌种选育及遗传改造方法和微生物浸出过程复杂界面强化作用理论，揭示浸矿微生物重要功能基因的过程复杂界面强化作用理论，揭示浸矿微生物重要功能基因的作用机制和微生物冶金过程多因素强关联规律。作用机制和微生物冶金过程多因素强关联规律。四、硫化矿生物浸出新技术进四、硫化矿生物浸出新技术进展展AMIRAs 堆浸计划：由BHPBiliton 等多家跨国41GeoBiotics公司开发的公司开发的GEOCOAT 工艺完成工业试验工艺完成工业试验2019年，年，GEOCOAT 工艺在

29、南非开展工业试验获得成功工艺在南非开展工业试验获得成功。该该工艺采用中等嗜热嗜酸菌堆浸处理金精矿，操作温度工艺采用中等嗜热嗜酸菌堆浸处理金精矿，操作温度42，生物预氧化生物预氧化88天后，金氰化回收率达到天后，金氰化回收率达到91.52019年，开展年，开展GEOCOAT 工艺处理黄铜矿精矿的研究。采用嗜工艺处理黄铜矿精矿的研究。采用嗜热嗜酸菌氧化浸出热嗜酸菌氧化浸出140天，铜浸出率达到天，铜浸出率达到972019年，年，GEOCOAT 工艺运用该工艺处理工艺运用该工艺处理Rosh Pinah矿山的矿山的闪锌矿精矿。采用嗜热嗜酸菌氧化浸出闪锌矿精矿。采用嗜热嗜酸菌氧化浸出66天，天，Zn浸出

30、率达到浸出率达到 95四、硫化矿生物浸出新技术进四、硫化矿生物浸出新技术进展展GeoBiotics公司开发的GEOCOAT 工艺完成工业42酸性矿山废水的成因酸性矿山废水的成因酸性矿山废水的成因酸性矿山废水的成因：矿山废石中的硫化矿物在自然条件下氧化矿山废石中的硫化矿物在自然条件下氧化溶解，大量硫酸根和重金属离子进入矿区水系溶解，大量硫酸根和重金属离子进入矿区水系 微生物处理酸性矿山废水微生物处理酸性矿山废水微生物处理酸性矿山废水微生物处理酸性矿山废水自上世纪自上世纪80年代起，国外开展了硫酸还原菌年代起，国外开展了硫酸还原菌(SRB)处理酸性矿山废处理酸性矿山废水研究；水研究；90年代实现了

31、产业化年代实现了产业化我国有关微生物处理酸性矿山废水的研究起步较晚，目前尚处于我国有关微生物处理酸性矿山废水的研究起步较晚，目前尚处于研究阶段研究阶段SRBSRBSRBSRB处理酸性矿坑水的基本反应处理酸性矿坑水的基本反应处理酸性矿坑水的基本反应处理酸性矿坑水的基本反应五、酸性矿山废水的治理五、酸性矿山废水的治理 酸性矿山废水的成因：矿山废石中的硫化矿物在自然条件下氧化溶解43五、酸性矿山废水的治理五、酸性矿山废水的治理运用BioSulphide Process技术处理Copper Queen 铜矿酸性矿山废水并回收铜，年回收铜1500吨五、酸性矿山废水的治理运用BioSulphide Pro

32、ce44六、生物冶金技术发展趋势六、生物冶金技术发展趋势高效浸矿菌种方面高效浸矿菌种方面耐寒耐寒/耐高温耐高温/耐盐耐盐/高活性浸矿菌种选育与浸矿应用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现代分子生物学技术在微生物浸矿中的应用生物浸出过程基础理论与工程化技术研究方面生物浸出过程基础理论与工程化技术研究方面浸出过程中细菌生长模式研究浸出过程中细菌生长模式研究浸矿过程氧化机理的深入认识浸矿过程氧化机理的深入认识浸出过程数学模拟优化浸出过程数学模拟优化生

33、物冶金工程化技术的完善与标准化生物冶金工程化技术的完善与标准化六、生物冶金技术发展趋势高效浸矿菌种方面45六、生物冶金技术发展趋势六、生物冶金技术发展趋势生物冶金技术的应用领域方面生物冶金技术的应用领域方面黄铜矿原矿生物堆浸技术开发黄铜矿原矿生物堆浸技术开发镍、钴、锌等硫化矿生物浸出技术开发镍、钴、锌等硫化矿生物浸出技术开发低温生物堆浸技术研究低温生物堆浸技术研究异养菌在煤炭浮选，铝土脱硅、红土镍异养菌在煤炭浮选，铝土脱硅、红土镍矿等的应用研究矿等的应用研究生物冶金技术在酸性矿山废水和矿区环生物冶金技术在酸性矿山废水和矿区环境治理等方面的应用境治理等方面的应用六、生物冶金技术发展趋势生物冶金技

34、术的应用领域方面46 “十五”期间,在国家科技部科技攻关计划的支持下,开展次生硫化铜矿生物提铜工程化技术研究,建成国内首座硫化铜矿石生物堆浸提铜矿山，该成果获2019年度中国有色金属工业科学技术进步一等奖。申请发明专利4项，已授权2项。紫金山铜矿生物堆浸-萃取-电积技术 “十五”期间,在国家科技部科技攻关计划的支持下,开展47生物提铜与传统工艺的比较 项 目传统选冶工艺生物提铜工艺处理铜品位（%）1.090.50可利用铜资源（万t）50150设计规模（万t Cu/a）51年吨铜投资（万元）3.62.5生产成本（万元/t Cu）1.81.2阴极铜价格（万元/t Cu）1.81.8经济效益（万元/

35、a）06000紫金山铜矿生物堆浸-萃取-电积技术生物提铜与传统工艺的比较 项 目传统选冶工艺生物提铜48堆 浸萃 取 紫紫金金山山铜铜矿矿万吨级生物堆浸-SX-EW提铜矿山矿石破碎 电 积 堆 浸萃 取 紫金山铜矿万吨级生物堆浸-SX-EW提铜矿山矿49西藏玉龙铜矿（生物）湿法提铜技术 “十五”期间,在国家科技部科技攻关计划的支持下,开展西藏玉龙铜矿生物提取技术开发,完成生物柱浸扩大试验，获授权专利1项。在“十一五”国家科技支撑计划的支撑下，将建成高寒环境条件下复杂铜矿高效提铜产业化矿山。西藏玉龙铜矿（生物）湿法提铜技术 “十五”期间,在国家50西藏玉龙铜矿（生物）湿法提铜技术概况n我国超大型

36、铜矿床之一，累计探明的铜金属储量650万吨n矿床分为三个矿体，分为氧化矿带、次生矿带和原生矿带n海拔4560-5120m，外部环境条件差试验厂n海拔4200mn规模300吨电铜堆浸/搅拌浸出n我院负责堆浸技术，北矿院负责搅拌浸出技术西藏玉龙铜矿（生物）湿法提铜技术概况试验厂51西藏玉龙铜矿（生物）湿法提铜技术首期1万吨电铜堆浸工程建设n海拔4500mn工艺方案：全堆浸n投资8.6亿元西藏玉龙铜矿（生物）湿法提铜技术首期1万吨电铜堆浸工程建设52“十五”期间,在云南省科技计划和北京有研总院技术创新基金的支持下,建成国内首座年处理5万吨硫化镍矿石的生物堆浸提镍半工业试验厂，半工业试验获得成功,已获

37、授权发明专利 1项。低品位镍钴矿生物堆浸提镍钴技术“十五”期间,在云南省科技计划和北京有研总院技术创新基金的53云南低品位镍钴矿生物堆浸中间工厂低品位镍钴矿生物堆浸提镍钴技术云南低品位镍钴矿生物堆浸中间工厂低品位镍钴矿生物堆浸提镍钴技54生物浸出过程反应的多样性；浸出过程生物种群的多样性；生物芯片技术的应用；生物堆浸过程各种参数的匹配关系。生物浸出和生物芯片技术生物芯片技术的应用；生物浸出和生物芯片技术55生物浸出过程反应的多样性.生物浸出过程反应的多样性溶出反应：硫化矿被氧化并产酸。比如 CuFeS2+2O2+4H2O CuSO4+FeSO4+8H+CuFeS2+Fe2(SO4)3+4H2O

38、 CuSO4+3FeSO4+8H+S0交代反应：产酸被还原，同时有新的矿物生成。中和反应：对氧化矿而言是中和耗酸反应。电化学催化反应：在两种硫化矿之间产生伽伐尼电池导致浸出被活化或抑制。bacteriabacteria生物浸出过程反应的多样性.生物浸出过程反应的多样性溶出反应：56浸出过程中的化学环境随时空因素的改变而改变，以满足浸出多样性的需要。浸出过程中的化学环境随时空因素的改变而改变，以满足浸出多样性57浸出过程生物种群的多样性硫化矿生物浸出过程中存在多种微生物。典型的种及其特性见下表：微生物微生物主要特征主要特征AcidithiobacillusT:20-40,pH:1.2-4,氧化

39、Fe2+,S0 和 SxOyn-.LeptospirillumT:15-45,pH:0.7-4,氧化 Fe2+.AcidiphiliumT:25-50,pH:1.0-6.0,氧化 S0.FerroplasmaT:15-63,pH:0.4-2.5,氧化 Fe2+.SulfolobusT:20-95,pH:1.0-5.5,氧化 Fe2+,S0 和 SxOyn-.MetallosphaeraT:50-85,pH:1.0-5.0,氧化 Fe2+,S0 和 SxOyn-.AlicycolbacillusT:30-75,pH:1.0-8.0.共存微生物实 验 室 研 究 结 果 表 明：在 铜 矿 的 生

40、 物 堆 浸 过 程 中，Acidithiobacillus 和 Leptospirillum 可能是优势菌群。浸出过程生物种群的多样性硫化矿生物浸出过程中存在多种微生物。58生物芯片技术的应用 采用生物芯片技术能更加快速、准确的鉴定矿堆内的生物种群。生物芯片技术的应用 采用生物芯片技术能更加快速、准确的鉴定矿59生物浸出过程中各种参数的匹配关系 生物电化学环境T,pH,E,等.微生物生态代谢，随时空因素的改变而变化浸出反应和产物S2-,S2O32-,S0,Fe2+,Fe3+,Cu2+,H+.浸出液物料平衡和废弃物处理 酸性溶液循环 浸 渣 SX-EWFe,Ca 和 Mg产品堆参数矿物种类，堆尺寸，颗粒大小，喷淋制度Cu生物浸出过程中各种参数的匹配关系 生物电化学环境T,pH,60docin/sanshengshiyuandoc88/sanshenglu 更多精品资源请访问更多精品资源请访问docin/sanshengshiyuan 更多精品