黄铁矿促进黄铜矿微生物浸出影响因素

采用摇瓶实验,以氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,At.f)浸出黄铁矿--黄铜矿,重点研究了基础培养基、矿物配比和粒度组成等因素的影响.黄铁矿能促进黄铜矿的微生物浸出,以采用无Fe 9K培养基效果较好,它对应铜浸出率是9K培养基的1.68倍;采用宽粒级矿物时铜浸出效果较好,且铜浸出率与黄铁矿和黄铜矿的质量比有关,当质量比为2∶2时铜浸出率最高可达45.58%;黄铁矿含量大小是影响铜浸出率高低的实质,当质量比小于等于5∶2时以At.f菌的氧化作用为主,当质量比为10∶2时以硫化矿间的原电池效应为主.浸渣的X射线衍射分析表明,采用无Fe 9K培养基时浸渣中生成的钝化物黄钾铁矾较少,故黄铁矿可以很好地替代9K培养基中的FeSO4,并能与黄铜矿形成原电池效应,从而促进铜的浸出.     

Acidithiobacillus ferrooxidans对黄铜矿和镍黄铁矿的浸出

以黄铜矿和镍黄铁矿为研究对象,初步探讨了Acidithiobacillus ferrooxidans对黄铜矿和镍黄铁矿的浸出.结果表明:有细菌参与下,黄铜矿的浸出率是无菌体系浸出率的2.41倍;镍黄铁矿的浸出率是无菌体系浸出率的1.91倍,细菌在矿物的浸出过程中起到了很好的促进作用.浸出过程中会有黄色的黄钾铁矾(K[Fe3(SO4)2(OH)6])沉淀产生,黄钾铁矾附着在矿体表面,产生\"钝化现象\",严重阻碍矿物的氧化.     

不同成因类型黄铜矿细菌浸出钝化

利用嗜酸氧化亚铁硫杆菌为浸矿菌种,采用SEM,XRD和XPS等手段研究2种不同成因类型黄铜矿（黄铁矿型和斑岩型）表面钝化机理。研究结果表明:2种类型黄铜矿表面形成的钝化层性质不同。黄铁矿型黄铜矿浸渣中产生S8和硫砷铜矿,其表面结构疏松;而斑岩型黄铜矿浸渣中出现Cu18.32Fe15.9S32和Cu2S,表面结构致密。黄铁矿型黄铜矿浸渣表面阻碍层为硫及其多聚物,斑岩型黄铜矿浸渣表面为富铜贫铁层。它们阻碍黄铜矿的继续浸出,且富铜贫铁层对黄铜矿的钝化能力强于硫层对黄铜矿的钝化能力。     

石英在微生物浸出黄铜矿体系中的溶出动力学

研究石英粒度、摇床转速及温度对石英在微生物浸出黄铜矿体系中溶出规律影响,并探讨溶出动力学。研究结果表明：石英在微生物-化学作用下Si溶出规律由于微生物及其代谢产物的影响与单独酸作用下溶出规律不相同。随着石英粒度减小、摇床转速对Acidthiobacillus ferrooxidans(At.f)菌生长适宜性和温度的增加,石英在微生物浸出黄铜矿体系中溶出Si的溶出率逐渐增大。当石英粒度r＜43 μm,摇床转速为160 r/min,温度为40 ℃,浸出48 d时,Si累计溶出率最高可达到2.37%。石英的溶解反应过程可用收缩核动力学模型1-(2/3)α-(1-α);2/3;=k;1;t描述,该模型反映了控制整个溶出过程反应速率的决定步骤是内扩散速率,其表观活化能为78.51 kJ/mol,由于浸矿细菌存在使其无法根据表观活化能判断控速步骤。铵黄铁矾等沉淀物覆盖在石英表面,增加了浸出液和溶出离子扩散阻力,验证了石英溶出过程受内扩散控制。     

不同类型黄铜矿的生物浸出研究

研究了两种不同类型(黄铁矿型,斑岩型)黄铜矿生物浸出的差异.实验结果表明:两类黄铜矿生物浸出差别很大,48 d后黄铁矿型黄铜矿浸出率为46.96%,斑岩型黄铜矿浸出率为14.5%.对Fe2+、矿物表面Cu2p谱图和矿床特征的分析发现:适量的Fe2+能促进黄铜矿的浸出,但最佳用量不一样;浸渣表面产物不同,斑岩型黄铜矿表面出现富铜层,阻碍了浸出继续进行;与原矿相比,铜结合能都降低,符合Hiroyoshi等提出黄铜矿浸出的两步溶解模型;两类黄铜矿生物浸出的差异是由成矿岩体、围岩、伴生矿物和元素、成矿温度和压力等因素综合决定的.     

黄铜矿的机械活化浸出

进行了机械活化后黄铜矿的物理化学性质变化及其对浸出速度影响的试验.结果表明,黄铜矿在行星磨中机械活化后晶格常数发生变化,晶格畸变增加,化学活性提高,与HNO3反应的速度加快,经行星磨活化40 min后黄铜矿与HNO3反应的活化能由未活化时的81.5 kJ·mol-1降至65.3 kJ·mol-1,从而可在较低温度及较低浸出剂浓度下实现其有效浸出.     

低品位黄铜矿的磁场强化细菌浸出

针对低品位黄铜矿进行了磁场强化细菌浸出实验研究。重点研究了磁场对细菌生长和细菌浸矿的影响。实验结果表明,磁化处理后的培养基能促进细菌的生长繁殖,提高其氧化活性,用于浸矿试验,提高了低品位黄铜矿中铜和铁的浸出率。磁场强化细菌浸出的可能机理是通过改变水的结构,促进氧气在水中的溶解,提高矿石成分的溶解性,增强细菌细胞生物膜的穿透性。     

黄铜矿的湿法冶金工艺: 浸出技术综述

铜是能量转换过程必不可少的金属,主要通过湿法和火法从黄铜矿中获得。该过程产生的风险和有害影响引起了人们对环境和人类安全的广泛关注,凸显了对更为有效且环保的湿法冶金方法的需求。本综述着重介绍了目前处理复杂黄铜矿的有效工艺,如氧化浸出、生物浸出和加压浸出。氧化浸出浸出条件温和,且氧化剂的引入具备一定优势。生物浸出是一种非侵蚀性的方法,铜的提取效率逐渐提高,并已探索使用铜的一次资源和二次资源。加压浸出高效、选择性强,随着研究的不断深入其在商业上更具竞争力。本文也为进一步推进该领域的研究提供了重要数据。     

中等嗜热菌浸出黄铜矿及其表面钝化的研究

针对近年来原生硫化铜矿的生物浸出存在浸出周期长、铜浸出率低、还未得到工业应用等问题,对菌种进行分离,应用分子生物学方法并结合扫描电镜,研究中等嗜热菌生物浸出黄铜矿纯矿物,对细菌的形态、生理生化特征进行描述,并分析细菌与黄铜矿的作用机理,讨论黄铜矿生物浸出过程中钝化膜形成的主要类型,分析表面钝化的有效解决途径,归纳黄铜矿生物浸出技术的几类研究热点,并提出生物浸出技术的重点研究问题。研究结果表明:中等嗜热菌是解决黄铜矿生物浸出难题的有效途径之一。     

生物浸出中黄铜矿与铁离子间的相互影响

使用中等嗜热兼性自养细菌在不同反应体系下进行黄铜矿浸出的研究,通过监测反应过程中pH、氧化还原电位和铁、铜离子质量浓度的变化,以及对矿渣进行扫描电镜观察及微区分析(SEM-EDS)和X线衍射(XRD)分析,进而分析黄铜矿与铁离子间的相互关系。研究结果表明：在细菌存在的条件下,向Fe;2+;与Fe;3+;质量浓度相同(ρ(Fe;2+;):ρ(Fe;3+;)=1:1)的溶液中加入黄铜矿后,Fe;2+;的氧化速率迅速升高,氧化还原电位快速升高,在较短时间内,Fe;2+;基本被氧化完毕,并且黄铜矿促进Fe;3+;水解生成沉淀;铁离子对黄铜矿的生物浸出具有重要影响,较高质量浓度的且具有一定Fe;3+;与Fe;2+;质量浓度比的溶液,在前期可以提高黄铜矿的浸出速率,但在中后期会加剧黄铜矿的钝化反应,最终降低铜的浸出率;在黄铜矿的微生物浸出中,有铁矾类物质生成,铁矾的形成与铁离子质量浓度有关,高质量浓度的铁离子加速铁矾的生成。     

Effect of pH values on the extracellular polysaccharide secreted by Acidithiobacillus ferrooxidans during chalcopyrite bioleaching

The pH value plays an important role in the bioleaching of sulphide minerals. The effect of pH values on the extracellular poly-saccharide secreted by Acidithiobacillus ferrooxidans was investigated in different phases of bacterial growth during chalcopyrite bioleach-ing. It is found that extracellular polysaccharide secretion from the cells attached to chalcopyrite is more efficiently than that of the free cells in the bioleaching solution. Three factors, pH values, the concentration of soluble metal ions, and the bacterial growth and metabolism, affect extracellular polysaccharide secretion in the free cells, and are related to the bacterial growth phase. Extracellular polysaccharide secretion from the attached cells is mainly dependent on the pH value of the bacterial culture.     

一株黄铜矿专属浸出细菌的分离与鉴定

从甘肃白银硫化矿区矿坑水中分离得到一株能够浸矿的细菌（命名为BY）,该菌株为革兰氏阴性细菌,短杆状,菌体的直径×长度为（0.45±0.05）μm×（1.5±0.4）μm,最适生长温度为25-30℃,最适pH值为2.0,化能自养型,能利用亚铁、单质硫和低浓度的葡萄糖生长,不能利用硫代硫酸钠、蛋白胨生长。研究结果表明：BY菌株与嗜酸氧化亚铁硫杆菌（简称A.f菌）WJ13位于系统发育树同一个分支中,相似度为99.66%,与标准A.f菌株ATCC23270的相似度为99.93%;编码区的核酸序列与报道序列（登记序列号DQ166839-DQ166841）仅差1个碱基,氨基酸序列完全一致;于30℃浸出27 d后,含菌株的摇瓶的Cu^2＋的质量浓度即达到60 mg/L,而无菌浸出时Cu^2＋的质量浓度仅为10 mg/L,表明该菌株具有应用于黄铜矿浸出的潜力。     

黄铁矿强化生物浸出低品位磷矿

进行了嗜酸氧化亚铁硫杆菌、嗜酸氧化硫硫杆菌与嗜酸氧化亚铁钩端螺旋菌的混合菌强化浸出低品位磷矿的实验研究.结果表明:由于试样中硫含量低,不利于该磷矿的生物浸出.提出了在浸矿体系中添加黄铁矿来强化浸出的措施.考察了细菌种类、磷矿与黄铁矿配比以及初始Fe2+质量浓度等参数对磷浸出率的影响.采用驯化菌浸出该磷矿,能获得最佳的浸出效果,其适宜的工艺参数为初始Fe2+质量浓度9g.L-1、磷矿与黄铁矿质量比1:2.5,经过20d浸出,磷的浸出率可达95%.     

紫金山铜矿浸出过程黄铁矿的氧化行为

针对紫金山铜矿堆浸过程中,在辉铜矿和铜蓝等有用矿物浸出的同时,有黄铁矿被大量浸出,造成浸出液中Fe3 浓度过高的现状,研究了细菌浸出黄铁矿的氧化行为和机理,重点考察了Fe3 的化学氧化以及细菌浸出黄铁矿过程的影响因素.研究结果表明,在有菌条件下,pH值为1.6时,混合矿浸出初期,黄铁矿的浸出率仅为5%～8%;随着浸出时间的增加,氧化还原电位升高,浸出15d后,氧化还原电位上升到500mV以上时,黄铁矿的浸出率可达25%.说明氧化还原电位是细菌浸出黄铁矿过程的重要影响因素.机理研究表明,细菌浸出黄铁矿是以间接反应为主,细菌在黄铁矿表面的吸附对黄铁矿的浸出具有协同作用.     

高温浸矿菌sulfolobus的生长及浸矿性能

系统地研究了耐高温菌sulfolobus的生长特性.sulfolobus在65℃以上能良好地生长,并对亚铁和元素硫均具有较好的氧化作用;在75℃时,sulfolobus氧化Fe2 和元素硫的活性最强,细菌的生长曲线和细菌氧化Fe2 和元素硫的趋势一致.给出了细菌生长过程溶液SO2-4和pH的变化趋势;以黄铜矿精矿为培养基对sulfolobus进行了适应性培养,并在75℃下进行了黄铜矿摇瓶浸出研究.结果显示:适应性驯化后的sulfolobus在黄铜矿精矿上生长与浸矿性能良好;当矿浆质量分数在10%以下,浸出150h,Cu浸出率可达90%以上;而矿浆质量分数在15%以上时,浸出350h,浸出率仅80%.同时还研究了浸出体系溶液氧化还原电位Eh和pH随时间的变化规律.     

Zinc bioleaching from an iron concentrate using Acidithiobacillus ferrooxidans strain from Hercules Mine of Coahuila,Mexico

The iron concentrate from Hercules Mine of Coahuila,Mexico,which mainly contained pyrite and pyrrhotite,was treated by the bioleaching process using native strain Acidithiobacillus ferrooxidans (A.ferrooxidans) to determine the ability of these bacteria on the leaching of zinc.The native bacteria were isolated from the iron concentrate of the mine.The bioleaching experiments were carried out in shake flasks to analyze the effects of pH values,pulp density,and the ferrous sulfate concentration on the bioleaching process.The results obtained by microbial kinetic analyses for the evaluation of some aspects of zinc leaching show that the native bacteria A.ferrooxidans,which is enriched with a 9K Silverman medium under the optimum conditions of pH 2.0,20 g/L pulp density,and 40 g/L FeSO4,increases the zinc extraction considerably observed by monitoring during15 d,i.e.,the zinc concentration has a decrease of about 95% in the iron concentrate.     

Bio-oxidation of pyrite, chalcopyrite and pyrrhotite by Acidithiobacillus ferrooxidans

This paper deals with the bio-oxidation processes by Acidithiobacillus ferrooxidans of pyrite, chalcopyrite and pyrrhotite. Our experimental results show distinctive bio-oxidation characteristics for the three sulfide minerals. In the presence of A. ferrooxidans, the sulfide oxidation rates generally decrease in the order of pyrrhotite, chalcopyrite and pyrite. The pH during bio-oxidation of pyrite tends to decrease as a whole, whereas a rise-fall pattern was recorded for both chalcopyrite and pyrrhotite in their pH variations. No deposition was observed during the bio-oxidation of pyrite, suggesting a possible link to lower pH value in the process. However, large amounts of jarosite and element sulfur were determined in the bio-oxidation processes of chalcopyrite and pyrrhotite. A. ferrooxidans individuals were found directly as attachments to erosion pits on the smooth surface of pyrite. The erosion pits are similar to the bacterium in shape and length, and thus are probably products of dissolution of organic acid secreted by the cells on the mineral surface. More complicatedly, biofilm exists on the surfaces of chalcopyrite and pyrrhotite. This type of structured community of A. ferrooxidans is enclosed in the extracellular polymeric substances (EPS), and covered with the deposition generated in the bio-oxidation processes of chalcopyrite and pyrrhotite. Different bio-oxidation processes of pyrite, chalcopyrite and pyrrhotite may be linked mainly to characteristics of individual minerals and the pH in the reaction solution of the bio-oxidation system.     

混合菌群诱变及诱变菌群对闪锌矿浸出的影响

将采自不同地区的混合菌分别培养于以黄铜矿和黄铁矿为能源的9 K培养基中,并以该培养物作为出发菌群,用亚硝酸钠(NaNO2)、硫酸二乙酯(DES)、紫外线(UV)及其组合为诱变剂,对混合菌群进行诱变。诱变后,经过连续浸矿筛选,得到对闪锌矿浸矿效果最好的诱变菌群E。浸矿试验结果表明:在9 K和Leathen培养基中,用诱变菌群E浸出闪锌矿40 d后,Zn2 的浸出率分别比对照组提高68%和84%;离心收集Leathen培养基中的菌体和矿样浸渣,弃除液体,加入新的Leathen培养基,在30℃和200 r/min条件下,恒温摇床培养20 d后,诱变菌群E对闪锌矿中Zn2 的二次浸出率比对照组高92%。