生物冶金技術發展動態

隨著人類社會的快速發展,人類對自然資源的需求量與日俱增,而自然礦產資源的枯竭,對礦冶工作提出了更高的要求。微生物冶金技術是近代學科交叉發展生物工程技術和傳統礦物加工技術相結合的工業上的一種新工藝其能耗少、成本低、工藝流程簡單、無污染等優點。

常規冶金技術在品位低的礦物加工過程中，成本高，污染大。使用生物冶金技術，又稱生物浸出技術，通俗的講就是用含細菌的菌液進行浸泡，這些微生物大多是一些化能自養菌，它們以礦石為食，通過氧化獲取能量，這些礦石由于被氧化，從不溶于水變成可溶，人們就能夠從溶液中提取出礦物。生物冶金具有成本低，污染小，可重復利用的特點，是未來冶金行業發展的理想方向之一。

這些微生物被稱作適溫細菌，大約有0.5-2.0微米長、0.5微米寬，只能在顯微鏡下看到，靠無機物生存，對生命無害。適溫細菌和其他細菌通常生活在因硫氧化而產生的酸性環境中，如溫泉、火山附近地區和富含硫的地區。由澳大利亞一家公司培養的適溫細菌最早是在西澳的一礦山中發現的，在含硫的酸性環境中，在高溫條件下對可溶性金屬有很好的聚積作用。化學和生物作用將酸性金屬氧化變成可溶性的硫酸鹽，不可溶解的貴金屬留在殘留物中，鐵、砷和其他賤金屬，如銅、鎳和鋅進入溶液。溶液可與殘留物分離，在溶液中和之前，采取傳統的加工方式，如溶劑萃取，來回收賤金屬，如銅。殘留物中可能存在的貴金屬，經細菌氧化后，通過氰化物提取。

按照微生物在礦物加工中的作用可將生物冶金技術分為:生物浸出、生物氧化、生物分解。硫化礦的細菌浸出的實質是使難溶的金屬硫化物氧化使其金屬陽離子溶入浸出液,浸出過程是硫化物中S2-的氧化過程。其浸出機理是:1.直接作用:指細菌吸附于礦物表面,對硫化礦直接氧化分解的作用。2.間接作用:指金屬硫化物被溶液中Fe3+氧化。3.原電池效應。兩種或兩種以上的固相相互接觸并同時浸沒在電解質溶液中時各自有其電位,組成了原電池,發生電子從電位低的地方向高的地方轉移并產生電流。原電池的形成會加速陽極礦物的氧化,同時細菌的存在會強化原電池效應。

對于難處理金礦,金常以固-液體或次顯微形態被包裹于砷黃鐵礦(FeAsS)、黃鐵礦(FeS2)等載體硫化礦物中,應用傳統的方法難以提取,很不經濟。應用生物技術可預氧化載體礦物,使載金礦體發生某種變化,使包裹在其中的金解離出來,為下一步的氰化浸出創造條件,從而使金易于提取。生物預氧化方法其投資少、成本低、無污染等優點,在處理難處理金礦過程中體現了理想的效果,并取得了較好的經濟效益。

鋁土礦存在許多細菌,該類微生物可分解碳酸鹽和磷酸鹽礦物。例如:Bacillusmucilaginous分泌出的多糖可和鋁土礦中的硅酸鹽、鐵、鈣氧化物作用,應用Aspergillusniger、Bacilluscirculans、Bacilluspolymyxa和Pseudomonusaeroginosa可從低品位鋁土礦中選擇性浸出鐵和鈣。

隨著社會的發展,人類對自然資源的需求量與日俱增而自然礦產資源的枯竭,環境污染日益嚴重影響著人類的生存與發展。為了解決這一問題,微生物冶金技術在礦產資源中的應用愈來愈受到人們的重視。微生物冶金技術具有工藝簡單、投資少、環境污染少等許多優點,正發揮著巨大的作用,顯示出巨大的潛力和廣闊的前景,將對人類產生深遠的影響。