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。     

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。     

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。     

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.     

石英对微生物浸出黄铜矿的作用

为探明石英在微生物浸出铜过程中的作用与影响,选择粒度<43μm的石英,与黄铜矿和黄铁矿形成矿浆浸出体系,考察了石英质量浓度对黄铜矿浸出效果的影响.结果表明:适量的石英,其粒度越细越能促进黄铜矿的浸出.当石英质量浓度为50g·L-1、粒度<43μm时,黄铜矿的浸出率最高可达54·09%,比不添加石英的浸出率提高了近20%;通过对微生物浸出过程的氧化还原电位、pH值、Fe2+、Fe3+变化分析,以及浸渣的扫描电镜和能谱分析发现,石英促进黄铜矿浸出主要表现在能缩短微生物浸出的延迟时间,它对浸出过程新生成的沉淀具有吸附作用,能在一定程度上减轻沉淀对黄铜矿浸出的阻碍.     

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。     

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.     

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。     

氧化亚铁硫杆菌对黄铜矿表面性质及其浸出的影响

通过测定吸附量、Zeta电位和接触角,并通过对原子力显微镜表面进行表征及摇瓶浸出试验考察不同能源（Fe2+、单质硫和黄铜矿）培养的氧化亚铁硫杆菌A.ferrooxidans对黄铜矿表面性质的影响及其与黄铜矿浸出的关系。研究结果表明:不同能源培养的A.ferrooxidans菌对黄铜矿表面性质的影响规律相似;A.ferrooxidans菌均能快速吸附在黄铜矿表面,而矿驯化的A.ferrooxidans菌在矿表面的附着能力更强;细菌的吸附使黄铜矿的等电点朝细菌的等电点方向偏移,且由于在黄铜矿表面生成了硫膜和不稳定铜硫化物使得黄铜矿表面接触角增大,疏水性增强;在浸矿初期,细菌与黄铜矿作用以直接作用机理为主。     

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.     

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.     

氧化亚铁硫杆菌氧化黄铜矿的实验研究

黄铜矿是自然界中最为常见的含铜硫化物,矿石或尾矿中黄铜矿的风化往往会导致严重的矿区重金属污染,细菌的参与可以改变黄铜矿的氧化分解行为.本文通过对比实验系统研究了氧化亚铁硫杆菌（Acidothiobacillus ferrooxidans）对黄铜矿氧化分解的影响.利用等离子光谱仪（ICP-AES）、pH计、X射线衍射仪（XRD）和激光拉曼光谱分别测定了实验溶液的成分变化以及黄铜矿表面沉淀的物质组成.结果表明,细菌对实验溶液的pH值、Eh值和黄铜矿的氧化进程起着重要的控制作用.随着反应的进行及细菌的生长,溶液的pH值呈下降趋势,Eh值呈上升趋势,H＋和Cu2＋离子浓度升高.实验表明,细菌是整个氧化过程的主导因素,反应初期,Acidothiobacillus ferrooxidans氧化溶液和黄铜矿中的Fe2＋成Fe3＋ 随着反应的进行和Fe3＋的增多,在Acidothiobacillus ferrooxidans和Fe3＋的共同作用下,黄铜矿被氧化,并可生成自然硫,自然硫进而被Acidothiobacillus ferrooxidans氧化为SO42- Fe3＋对黄铜矿的化学氧化作用和细菌的生物氧化作用持续进行,构成了黄铜矿的氧化过程.反应后期,Fe3＋以次生沉淀形式覆盖在矿物表面,沉淀物对黄铜矿的溶出有抑制作用.     

Bioleaching of two different types of chalcopyrite by Acidithiobacillus ferrooxidans

Two different types of chalcopyrite (pyritic chalcopyrite and porphyry chalcopyrite) were bioleached with Acidithiobacillus ferrooxidans ATF6. The bioleaching of the pyritic chalcopyrite and porphyry chalcopyrite is quite different. The copper extraction reaches 46.96% for the pyritic chalcopyrite after 48-d leaching, but it is only 14.50% for the porphyry chalcopyrite. Proper amounts of initial ferrous ions can improve the efficiency of copper extraction for the two different types of chalcopyrite. The optimum dosage of ferrous ions for the pyritic chalcopyrite and porphyry chalcopyrite is different. The adsorption of ATF6 on the pyritic chalcopyrite and porphyry chalcopyrite was also studied in this paper. It is found that ATF6 is selectively adsorbed by the two different types of chalcopyrite; the higher adsorption onto the pyritic chalcopyrite than the porphyry chalcopyrite leads to the higher copper dissolution rate of the pyritic chalcopyrite. In addition, the zeta-potential of chalcopyrite before and after bioleaching further confirms that ATF6 is more easily adsorbed onto the pyritic chalcopyrite.     

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.     

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%.