生物冶金技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)

隨著人類社會(huì)的快速發(fā)展,人類對(duì)自然資源的需求量與日俱增,而自然礦產(chǎn)資源的枯竭,對(duì)礦冶工作提出了更高的要求。微生物冶金技術(shù)是近代學(xué)科交叉發(fā)展生物工程技術(shù)和傳統(tǒng)礦物加工技術(shù)相結(jié)合的工業(yè)上的一種新工藝其能耗少、成本低、工藝流程簡(jiǎn)單、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。

常規(guī)冶金技術(shù)在品位低的礦物加工過(guò)程中，成本高，污染大。使用生物冶金技術(shù)，又稱生物浸出技術(shù)，通俗的講就是用含細(xì)菌的菌液進(jìn)行浸泡，這些微生物大多是一些化能自養(yǎng)菌，它們以礦石為食，通過(guò)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(fù)利用的特點(diǎn)，是未來(lái)冶金行業(yè)發(fā)展的理想方向之一。

這些微生物被稱作適溫細(xì)菌，大約有0.5-2.0微米長(zhǎng)、0.5微米寬，只能在顯微鏡下看到，靠無(wú)機(jī)物生存，對(duì)生命無(wú)害。適溫細(xì)菌和其他細(xì)菌通常生活在因硫氧化而產(chǎn)生的酸性環(huán)境中，如溫泉、火山附近地區(qū)和富含硫的地區(qū)。由澳大利亞一家公司培養(yǎng)的適溫細(xì)菌最早是在西澳的一礦山中發(fā)現(xiàn)的，在含硫的酸性環(huán)境中，在高溫條件下對(duì)可溶性金屬有很好的聚積作用。化學(xué)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(jìn)入溶液。溶液可與殘留物分離，在溶液中和之前，采取傳統(tǒng)的加工方式，如溶劑萃取，來(lái)回收賤金屬，如銅。殘留物中可能存在的貴金屬，經(jīng)細(xì)菌氧化后，通過(guò)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(shù)分為:生物浸出、生物氧化、生物分解。硫化礦的細(xì)菌浸出的實(shí)質(zhì)是使難溶的金屬硫化物氧化使其金屬陽(yáng)離子溶入浸出液,浸出過(guò)程是硫化物中S2-的氧化過(guò)程。其浸出機(jī)理是:1.直接作用:指細(xì)菌吸附于礦物表面,對(duì)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(yīng)。兩種或兩種以上的固相相互接觸并同時(shí)浸沒(méi)在電解質(zhì)溶液中時(shí)各自有其電位,組成了原電池,發(fā)生電子從電位低的地方向高的地方轉(zhuǎn)移并產(chǎn)生電流。原電池的形成會(huì)加速陽(yáng)極礦物的氧化,同時(shí)細(xì)菌的存在會(huì)強(qiáng)化原電池效應(yīng)。

對(duì)于難處理金礦,金常以固-液體或次顯微形態(tài)被包裹于砷黃鐵礦(FeAsS)、黃鐵礦(FeS2)等載體硫化礦物中,應(yīng)用傳統(tǒng)的方法難以提取,很不經(jīng)濟(jì)。應(yīng)用生物技術(shù)可預(yù)氧化載體礦物,使載金礦體發(fā)生某種變化,使包裹在其中的金解離出來(lái),為下一步的氰化浸出創(chuàng)造條件,從而使金易于提取。生物預(yù)氧化方法其投資少、成本低、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),在處理難處理金礦過(guò)程中體現(xiàn)了理想的效果,并取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

鋁土礦存在許多細(xì)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(yīng)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(huì)的發(fā)展,人類對(duì)自然資源的需求量與日俱增而自然礦產(chǎn)資源的枯竭,環(huán)境污染日益嚴(yán)重影響著人類的生存與發(fā)展。為了解決這一問(wèn)題,微生物冶金技術(shù)在礦產(chǎn)資源中的應(yīng)用愈來(lái)愈受到人們的重視。微生物冶金技術(shù)具有工藝簡(jiǎn)單、投資少、環(huán)境污染少等許多優(yōu)點(diǎn),正發(fā)揮著巨大的作用,顯示出巨大的潛力和廣闊的前景,將對(duì)人類產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。