微生物浸出低品位软锰矿过程中H~+和Fe~(3+)对反应过程的影响

对微生物浸出低品位软锰矿进行研究。研究结果表明:在MnO2-FeS2-H2SO4细菌浸出体系下,pH为1.6和1.8时,细菌作用明显,Fe3+对MnO2-FeS2-H2SO4的嗜酸氧化亚铁硫杆菌浸出过程具较好的催化作用。一定浓度的H+使黄铁矿表面更容易氧化,但H+浓度过高或过低都不利于表面反应进行;Fe3+可以降低黄铁矿的氧化还原电位,促进了软锰矿的还原浸出;微生物浸出过程中存在MnO2-FeS2接触反应模型和MnO2-FeS2-H2SO4的细菌浸出催化模型,其中不同反应阶段存在着不同的模型反应方式。     

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.     

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.     

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.     

细菌-矿物接触/非接触模式下黄铜矿浸出溶解行为

研究细菌-矿物接触模式及利用透析袋将细菌和矿物隔离的非接触模式下嗜酸氧化亚铁硫杆菌对黄铜矿浸出溶解的影响,并对黄铜矿浸出过程表面钝化的原因进行分析。研究结果表明:在细菌-矿物接触模式下,黄铜矿的浸出行为包括细菌对黄铜矿表面硫的催化氧化及细菌氧化Fe2+生成的Fe3+对黄铜矿在于氧化溶解;在细菌-矿物非接触模式下,黄铜矿主要通过细菌氧化Fe2+生成的Fe3+氧化浸出;浸出体系电位是影响黄铜矿浸出速率的主要因素,且较高的电位更有利于黄铜矿的浸出。比较细菌-矿物接触模式和细菌-矿物非接触模式,细菌-矿物接触模式比非接触模式更有利于提高浸出体系电位及氧化消除黄铜矿表面生成的硫膜,因而促进了黄铜矿的浸出;易于在较高电位下生成的黄钾铁矾沉淀是导致这2种模式下黄铜矿表面钝化的主要原因。     

有菌和无菌体系下磁黄铁矿氧化的电化学研究

在有菌和无菌酸性体系下,对磁黄铁矿电化学氧化进行研究。研究结果表明:在磁黄铁矿被氧化过程中伴随元素S的生成,覆盖于电极表面,使电极表面发生钝化;随着电位的升高,元素S被氧化成SO42-,钝化膜被击穿;氧化亚铁硫杆菌作用后增强了磁黄铁矿的反应性能,促进了磁黄铁矿氧化反应速度,腐蚀反应速度明显提高,但细菌对磁黄铁矿电极的氧化还原反应过程机理并没有产生影响;在相同电位下,有细菌时的阻抗明显低于无细菌时的阻抗,细菌的存在加速了表面物质的扩散,电极过程受电化学步骤控制,测定结果与线性扫描所得结果一致。     

三种硫化铁单矿物的细菌氧化过程研究

载金的硫化铁矿物成分主要是黄铁矿,其次是磁黄铁矿和镍黄铁矿.三种单矿物分布在金矿石中的含量不同,细菌氧化周期也随之改变.试验表明,三种矿物氧化过程均产酸,黄铁矿被细菌直接氧化,溶液中细菌浓度较小;磁黄铁矿和镍黄铁矿除受细菌直接氧化,被Fe3+间接氧化也很显著.黄铁矿氧化时间大致是其他两种矿物的3倍,因而工业配矿可酌量降低富含黄铁矿之金精矿用量.本试验通过研究三种单矿物各自的细菌氧化过程,为成分复杂金精矿的细菌浸出工业实践提供了重要理论依据.     

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p H、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Fe2+与Fe3+质量浓度相同(ρ(Fe2+):ρ(Fe3+)=1:1)的溶液中加入黄铜矿后,Fe2+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,Fe2+基本被氧化完毕,并且黄铜矿促进Fe3+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Fe3+与Fe2+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。     

添加剂对硫化铜矿生物浸出规律的影响

为研究硫粉和稻草对次生硫化铜矿生物浸出过程的影响,在添加硫粉、稻草及两者混合物条件下进行次生硫化铜矿生物浸出实验,考察实验过程中细菌浓度、溶浸液pH、铜浸出率等参量变化,分析硫粉、稻草及两者混合物对次生硫化铜矿生物浸出的影响规律。研究结果表明:添加硫粉、稻草及两者混合物后,细菌生长和铜矿生物浸出均得到促进,铜浸出率分别提高5.10%,12.02%和13.40%;在细菌培养过程中,添加硫粉、稻草及两者混合物,均能够降低培养液pH,增大培养液中硫酸根离子浓度以及细菌浓度。其中,添加硫粉实验组培养液最终pH最低并且SO24-浓度峰值最大,添加混合物实验组培养液细菌浓度峰值最大。在浸矿实验过程中,添加硫粉、稻草及两者混合物均能促进次生硫化铜矿生物浸出。其中,添加稻草实验组溶浸液中最终氧化还原电位最小,添加混合物实验组溶浸液中Cu2+,Fe2+和Fe3+质量浓度峰值最高,最终pH最低。     

低品位镍磁黄铁矿镍浸出特性及回收方法

对我国某高硅低品位镍磁黄铁矿进行直接酸浸、焙烧--酸浸和细菌浸出比较,并考察硫酸用量及氧化亚铁硫杆菌对浸出率的影响.以稻壳为硫酸盐还原菌固定化载体构建连续上升流固定填充床反应器,以连续上升流方式处理浸出液.结果表明:焙烧使矿物发生烧结,镍被包裹,不利于浸出;细菌浸出Ni2+浸出率为92.16%,质量浓度可达973.22 mg·L-1·T·f.菌在矿物表面形成生物膜,直接与矿物发生作用使矿物溶解,将浸液中Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+进一步溶解矿物·浸出液以2200~3600 mL·L-1·d-1的速率经过反应器,Ni2+以NiS的形式吸附于稻壳上,回收率在98%以上,使原矿中NiO质量分数由1.69%上升至稻壳中的11.84%.浸液中98%的Mg2+留在溶液中,利于金属分离.     

低品位原生金矿的生物柱浸

采用粘结剂S-11将某低品位原生金矿的精矿粘结包裹在其原矿矿石上进行生物柱浸与原矿生物柱浸的对比研究.主要研究了生物柱浸过程中Fe2+浓度,pH,Eh,矿石表面吸附的细菌及菌液中游离细菌数量的变化、矿石的脱砷率、脱硫率,生物柱浸后矿石金的氰化浸出率.结果表明:金精矿包裹后的矿石表面因含硫化矿物较多,更适合细菌的吸附与繁殖;包裹生物柱浸120 d后矿石的脱砷率为70.14%,脱硫率为41.26%,金的氰化浸出率为81.21%,比传统生物柱浸矿石的脱砷率、脱硫率和浸金率分别高24.01%,19.11%和21.48%.包裹生物柱浸对矿石的氧化效果明显.     

表面活性剂吐温80对钴精矿生物浸出的作用

研究矿物为赞比亚某钴精矿,浸矿菌种为ZY101.该菌种经长期驯化耐钴性良好,在含钴30g·L^-1的环境中正常生长.在浸出过程中,通过测量矿浆的pH值、电位值、亚铁离子浓度、菌浓度以及钴的浸出率来考察吐温80对浸出效果的影响.实验结果表明:在浸出过程中,添加表面活性剂吐温80可以加快浸出速率,提高钴的浸出率,其最佳用量为0.01%(体积分数),此时,钴的浸出率达到93.25%.与未加吐温80的浸出体系相比,钴的浸出率提高了62%.在赞比亚钴精矿生物浸出过程中,添加吐温80催化效果良好.     

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%.     

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.     

Linking leach chemistry and microbiology of low-grade copper ore bioleaching at different temperatures

The effects of temperature on chalcocite/pyrite oxidation and the microbial population in the bioleaching columns of a low-grade chalcocite ore were investigated in this study. Raffinate from the industrial bioleaching heap was used as an irrigation solution for columns operated at 20, 30, 45, and 60℃. The dissolution of copper and iron were investigated during the bioleaching processes, and the microbial community was revealed by using a high-throughput sequencing method. The genera of Ferroplasma, Acidithiobacillus, Leptospirillum, Acidiplasma, and Sulfobacillus dominated the microbial community, and the column at a higher temperature favored the growth of moderate thermophiles. Even though microbial abundance and activity were highest at 30℃, the column at a higher temperature achieved a much higher Cu leaching efficiency and recovery, which suggested that the promotion of chemical oxidation by elevated temperature dominated the dissolution of Cu. The highest pyrite oxidation percentage was detected at 45℃. Higher temperature resulted in precipitation of jarosite in columns, especially at 60℃. The results gave implications to the optimization of heap bioleaching of secondary copper sulfide in both enhanced chalcocite leaching and acid/iron balance, from the perspective of leaching temperature and affected microbial community and activity.     

Leaching Mechanism of Complicated Antimony-Lead Concentrate and Sulfur Formation in Slurry Electrolysis

Anodic reaction mechanism of complicated antimony-lead concentrate in slurry electrolysis was investigated by the anodic polarization curves determined under various conditions. The main reactions on the anode are the oxidations of FeCln^(2-n) . Though the oxidation of jamesonite particle on the anode can occur during the whole process, it is less. With the help of mineralogy studies and relevant tests, the leaching reaction mechanism of jameson[to and gudmundite during slurry electrolysis was ascertained. Because of the oxidation reaction of FeCl3 produced by antimony-lead concentrate itself, the non-oxidation complex acid dissolution of jameson[re, the oxidation complex acid dissolution of gudmundite, and the oxidation of air carried by stirring, the leaching ratio of antimony reaches about 35% when HCl-NH4Cl solution is used to leach antimony-lead concentrate directly. So when the theoretical electric quantity is given to oxidation of antimony in slurry electrolysis, all of antimony, lead and iron containing in antimony-lead concentrate, are leached. The formation of sulfur is through the directly redox reaction of Fe^3 and jameson[re. The S^2- in jamesonite is oxidized into S^0 , and forms the crystals of sulfur again on the spot. The redox reaction of Fe^3 and H2S formed by non-oxidative acid dissolution of jamesonite is less.     

含钴矿石摇瓶生物浸出比较试验的研究

对含钴矿石进行了工艺矿物学研究,明确了该含钴矿石的主要化学成分、粒度分布、矿物组成与嵌布特征.研究表明,硫化矿物主要为硫铜钴矿、黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿、铜蓝、黄铁矿等.硫铜钴矿大多数以单体形式赋存,还有一部分为连生体.该含钴矿石含钴163%,铜105%,铁124%,硫1500%.用实验室驯化培养的具有良好抗钴性能的ZY101菌种对此含钴矿石进行摇瓶浸出实验研究,浸出结果表明:利用优良菌种浸出,钴浸出率达8571%.对比生物法与非生物的高铁溶液浸出,生物法钴浸出率提高6326%,耐钴ZY101浸矿菌浸钴效果显著.     

硫酸渣脱硫制备高品质铁精矿研究进展

利用硫酸渣脱硫制备高品质铁精矿具有良好的的工业利用价值,不仅可以解决烧渣的综合利用问题,而且可以解决其对环境影响的问题.本文系统介绍了硫酸渣脱硫制备高品质铁精矿的脱硫技术方法、工艺流程及最新研究进展.硫酸渣脱硫方法主要有化学法、联合法和生物法.化学法主要包括酸浸、碱浸,联合法可分为碱浸-酸浸、浮选-磁选、重选-浮选、磁化焙烧-磁选等联合工艺方法.比较了这些方法的工艺路线及存在的优缺点,提出了生物法具有良好的工业应用前景,展望了该方法未来的研究方向为:高效脱硫菌种的选育,生物脱硫液的循环使用,硫酸渣生物脱硫协同回收有价金属,生物脱硫过程基础理论及工程化技术研究等.     

含砷低品位硫化铜矿生物柱浸实验

介绍了含砷低品位硫化铜矿柱浸实验研究方法、装置和结果.实验在八根有机玻璃柱浸系统中进行,考察了细菌种类、矿石粒度、供氧条件及浸出周期等参数对浸出率的影响.结果表明,在-12mm粒度下,采用Z08090-O菌株浸出,浸出167d,铜浸出率为80.75%.对含大量黄铁矿且耗酸脉石少的矿石,酸的累积降低了采用普通驯化浸矿菌的铜浸出率,但采用激光诱变获得的耐低pH值浸矿菌,能够保持高效的铜浸出率.     

表面活性剂对嗜酸氧化硫硫杆菌浸磷的影响

在用硫杆菌氧化还原态硫产生硫酸来浸出磷矿的过程中,采用加入不同吐温类表面活性剂的方法,促进细菌与矿物的作用,提高浸磷率。通过测量浸矿溶液的pH值及菌浓度以及磷的浸出率来评价表面活性剂对嗜酸氧化硫硫杆菌浸磷效果的影响。研究结果表明:吐温20、吐温60和吐温80都可以使浸矿效果得到改善,其最佳用量分别为10,10和100g/m3;吐温60的效果最佳,当其用量为10g/m3时磷的浸出率比原来提高约15％。