微生物浸出技術(shù)及其在尾礦開發(fā)中的應(yīng)用

1、微生物浸出技術(shù)及其在尾礦開發(fā)中的應(yīng)用 摘要 ：介紹了微生物浸出技術(shù)發(fā)展概況，闡述了該技術(shù)的研究現(xiàn)狀，特別是在尾礦開發(fā)中的應(yīng)用，包括優(yōu)良菌種 的培育、細(xì)菌浸出的主要影響因素和浸出工藝，指出尾礦的生物浸出是微生物浸出技術(shù)的發(fā)展方向，尾礦專屬浸礦 細(xì)菌的選育、尾礦生物浸出影響因素的研究、尾礦原位浸出技術(shù)的開發(fā)，是尾礦資源得以利用的關(guān)鍵。 關(guān)鍵詞 ：生物浸出;尾礦;菌種選育;浸出工藝 微生物浸出技術(shù)，是利用微生物自身代謝過程對(duì)硫化礦中硫、鐵等元素的氧化還原作用，從礦石中選擇 性浸出有價(jià)金屬的過程。微生物浸出技術(shù)與傳統(tǒng)冶煉工藝相比，具有能耗較低、能夠綜合利用資源、投資和 操作費(fèi)用少、環(huán)境友好等特點(diǎn)，能夠

2、處理傳統(tǒng)冶煉方式 不能處理或難以處理的低品位或難處理的原礦、尾礦資源，在國(guó)內(nèi)外被廣泛研究并應(yīng)用于工業(yè)實(shí)踐。目前，微生物浸出技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于多種有價(jià)金屬的 提取，包括銅、金、銀、鈾、鎳、鈷、鉬、錳、鋅和鎘等。但是，該技術(shù)多應(yīng)用于從低品位硫化礦中回收有價(jià)金屬 和難選冶精礦的預(yù)氧化處理，是一門新興的濕法冶金 技術(shù)，而把這項(xiàng)技術(shù)引入到尾礦中有價(jià)金屬的浸出上，在國(guó)內(nèi)外報(bào)道的還較少。礦產(chǎn)資源是不可再生資源，經(jīng)過多年的開采利用，高品位易選冶礦產(chǎn)資源已日趨減少，我國(guó)還有大量的尾礦資源正待開發(fā)，因此尾礦的開發(fā)已成當(dāng)務(wù)之急。 1 微生物浸出技術(shù)發(fā)展概況 微生物浸出技術(shù)的應(yīng)用研究始于20 世紀(jì) 40 年代 末。1

3、947 年， Colmer 和 Hinkel首次分離到一種能夠 氧化硫化礦的細(xì)菌，后被命名為氧化亞鐵硫桿菌。 1958 年，Zimmerley 等，首次申請(qǐng)了生物堆浸技術(shù)的專 利，并將這項(xiàng)專利付諸于實(shí)踐，從而開啟了微生物浸出 技術(shù)的現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用。微生物浸出技術(shù)最初是應(yīng)用于從低品位銅礦石中 回收銅，繼1958年美國(guó)率先將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于銅礦石的堆浸生產(chǎn)后，智利、加拿大、澳大利亞、巴西、西班牙、 日本、印度等國(guó)也先后采用微生物堆浸法來處理低品位銅礦石，或采用原位浸出法回收難采礦石中的金屬 銅。1980 至1996 年的十幾年間，智利的 Lo Aguirre 礦采用微生物浸出技術(shù)對(duì)銅礦石進(jìn)行堆浸，處理

4、量達(dá)到 16000 t/d 。隨著對(duì)微生物浸出技術(shù)研究的不斷深 入，該技術(shù)也逐漸應(yīng)用到銅精礦的生物浸出中。澳大利亞的一家銅礦利用細(xì)菌浸出銅精礦，采用萃取 電 積工藝處理浸出液，使銅精礦的微生物浸出在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上具有了可行性。微生物浸出技術(shù)應(yīng)用于其它金屬的提取開始于 20 世紀(jì) 80 年代，最先應(yīng)用于難處理金礦的生物預(yù)氧化。金精礦通常采用槽浸法來處理，金的回收率能夠達(dá)到90% 以上; 低品位金礦石一般采用堆浸工藝處理，金的回收率也能夠達(dá)到 70% 。目前，細(xì)菌的預(yù)氧化技術(shù)已廣泛應(yīng)用于難處理金礦石 的預(yù)處理。微生物浸出鈾開始于加拿大的斯坦洛克鈾礦和米利根鈾礦，經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，加拿大每年采用微生

5、物浸出技術(shù)生產(chǎn)的鈾產(chǎn)量高達(dá)420 t。微生物浸出技術(shù)經(jīng)濟(jì)環(huán)保的特點(diǎn)使得這項(xiàng)技術(shù)得到迅速發(fā)展，繼銅、金、鈾的微生物浸出實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)后，鎳、 鈷、鋅和錳也逐漸由實(shí)驗(yàn)室研究轉(zhuǎn)向工業(yè)化生產(chǎn)。 中國(guó)采用微生物浸出技術(shù)浸礦的專業(yè)研究始于 20 世紀(jì)60 年代，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所針對(duì)銅官山銅礦進(jìn)行了微生物浸出的實(shí)驗(yàn)研究，取得了突破性成果。近些年，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所、中南大學(xué)、北京礦冶研究總院、北京有色金屬研究總院、中國(guó)科學(xué) 院過程工程研究所等科研單位，加強(qiáng)了微生物浸出技 術(shù)的基礎(chǔ)研究，對(duì)低品位礦石的微生物浸出技術(shù)及含砷金礦的預(yù)氧化技術(shù)進(jìn)行了深入研究。1997 年 5 月，中南大學(xué)與江西銅業(yè)公司合作

6、在江西德興建成我國(guó)第一家年產(chǎn) 2000 t 陰極銅的微生物堆浸廠，處理含銅 0. 09% 0. 25%的廢石，國(guó)內(nèi)微生物提金技術(shù)也進(jìn)入 了工業(yè)化的應(yīng)用階段; 2000 年，煙臺(tái)黃金冶煉廠建成 投產(chǎn)了生物預(yù)氧化工廠，對(duì)含砷較高的金精礦進(jìn)行堆 浸預(yù)處理，使金的回收率從 10% 提高到 96% 。同時(shí)， 鎳的微生物浸出實(shí)踐也在甘肅金川集團(tuán)逐步施行?？偟膩碚f，我國(guó)微生物浸出技術(shù)的研究還大多處于實(shí)驗(yàn) 室研究階段，工業(yè)化應(yīng)用的實(shí)例還不多。2 尾礦中的微生物浸出技術(shù) 微生物浸出技術(shù)在低品位礦浸出回收有價(jià)金屬和 難選精礦的預(yù)氧化上雖然已經(jīng)取得了較大成功，然而， 國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)微生物浸出尾礦的研究還處于起步階

7、段，對(duì)于微生物浸出技術(shù)中高效浸礦細(xì)菌選育、細(xì)菌浸出效率的影響因素以及尾礦微生物浸出的工業(yè)應(yīng)用等 方面，還有大量的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究必須進(jìn)行。2. 1 高效菌種的選育 浸礦微生物多屬于化能自養(yǎng)菌，生長(zhǎng)緩慢，而且在浸礦體系中，高濃度的重金屬離子或有機(jī)物質(zhì)都會(huì)導(dǎo) 致菌體死亡。選育氧化活性高、適應(yīng)能力強(qiáng)的高效菌株，是微生物浸出技術(shù)的重要研究方向。 微生物按其代謝類型分為自養(yǎng)型微生物和異養(yǎng)型微生物兩大類群。某些異養(yǎng)菌也具有溶浸金屬礦物的能力，但研究比較充分，在生產(chǎn)中得到實(shí)際應(yīng)用的主要還是自養(yǎng)型微生物。依據(jù)這些自養(yǎng)型微生物最適溫度范圍的不同可將其分為3 組:中溫細(xì)菌、中等嗜熱細(xì)菌和極端嗜熱細(xì)菌。中溫細(xì)菌是

8、最先被發(fā)現(xiàn)，也是應(yīng)用最為廣泛的細(xì)菌，應(yīng)用較多的菌種有 Acidithiobacillus 屬的氧化亞鐵硫桿菌( Acidithiobacillus ferrooxidans) 和氧化硫硫桿菌( Acidithiobacillus thiooxidans) 。隨著研 究的深入，一些研究表明在攪拌浸出和堆浸的中后期， 浸礦體系中的優(yōu)勢(shì)菌群已不是中溫細(xì)菌，而是中等嗜 熱細(xì)菌和極端嗜熱細(xì)菌。目前，研究較多的中等嗜熱 細(xì)菌有 Leptospirillum 屬的氧化亞鐵鉤端螺旋菌( Leptospirllum ferrooxidans) 和嗜鐵鉤端螺旋菌( Leptospirllum ferriphilu

9、m) 、 Sulfobacillus 屬的嗜酸硫化芽孢桿菌( Sulfobacillus acidophilus) 以及 Acidithiobacillus 屬的喜溫嗜 酸硫桿( Acidithiobacillus caldus) ，最常用的極端嗜熱 細(xì)菌有Sulfolobus 屬的金屬硫化葉菌( Sulfolobus metallicus) 。極端嗜熱細(xì)菌都屬于古細(xì)菌，細(xì)胞壁中沒有肽聚糖，對(duì)礦漿濃度較敏感，在實(shí)際應(yīng)用中受到一定的限制。中等嗜熱細(xì)菌具有堅(jiān)固的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，在堆浸中能耐受 45 以上的相對(duì)高溫，在槽浸中能耐受較高的礦漿濃度和金屬離子濃度，工業(yè)應(yīng)用前景良好。除了主要的浸礦細(xì)菌外，一些

10、輔助細(xì)菌在生物浸礦過程中也起了至關(guān)重要的作用，目前輔助細(xì)菌尚沒有明確分類，通常將單獨(dú)使用該菌種進(jìn)行浸礦時(shí)不能有效浸出金屬，而將其與其它浸礦菌種混合使用 時(shí)又能夠促進(jìn)金屬浸出的這樣一些微生物，統(tǒng)稱為輔助浸礦細(xì)菌。硫氧化細(xì)菌單獨(dú)使用時(shí)不能有效浸出黃銅礦中的有價(jià)金屬，而將其與氧化亞鐵硫桿菌或者氧化亞鐵鉤端螺旋菌混合使用時(shí)，在很大程度上促進(jìn)了金屬離子的浸出， X射線衍射分析表明它們氧化了浸礦過程中在黃銅礦表面形成的硫?qū)?，從而促進(jìn)了黃銅礦的浸出，被認(rèn)為是主要的輔助細(xì)菌。大量研究表明，混合細(xì)菌對(duì)礦物的浸出效果要明顯優(yōu)于單一菌種，這也引起了人們對(duì)開發(fā)混合浸礦菌劑的重視。 在浸礦微生物篩選方面，經(jīng)過廣大科技工

11、作者的不懈努力，大量?jī)?yōu)良的浸礦細(xì)菌，包括中溫菌、中等嗜熱細(xì)菌和極端嗜熱細(xì)菌以及一些浸礦的輔助細(xì)菌被從不同的環(huán)境中篩選出來。Feng 等，從生物堆浸場(chǎng)分離到一株極度嗜酸細(xì)菌，最適生長(zhǎng) pH 值為 1. 0，甚至 在 pH 值為0 的情況下也能正常生長(zhǎng)，認(rèn)為在黃銅礦浸出中具有重要的輔助作用。Barahona 等，從智利高原中篩選到一 株耐寒氧化亞鐵硫桿菌，在 4低溫下生長(zhǎng)良好，對(duì)黃鐵礦有很好的浸出效果，表明該耐寒菌株在低溫狀況下具有極高的應(yīng)用價(jià)值。陸洪省等，篩選到1 株新的浸礦細(xì)菌，為嗜酸成團(tuán)泛菌，具有較高的浸礦能力，為生物冶金新菌種的發(fā)現(xiàn)和低品位礦石的綜合利用提供參考依據(jù)。在浸礦細(xì)菌的育種方面，

12、國(guó)內(nèi)外也做了大量研究。徐曉軍等，利用紫外線誘變處理浸礦細(xì)菌，浸礦實(shí)驗(yàn)表明誘變后的細(xì)菌比原始菌株對(duì)黃銅礦的浸出率提高了 46% 。 awling 和 Woods 將氧化亞鐵硫桿菌的質(zhì)粒 pTF-FC2 與大腸桿 菌質(zhì)粒 pB322 進(jìn)行了組建，得到了 pD401 和 pD412 兩個(gè)質(zhì)粒，可以作為基因工程的載體。趙清 等，通過接合轉(zhuǎn)移的方式將抗砷質(zhì)粒pSDA4 導(dǎo)入到 喜溫硫桿菌中，使該菌抗砷能力從10 mmol/L 提高到 了45 mmol/L。 對(duì)于尾礦而言，尾礦專屬浸礦細(xì)菌的選育工作目 前報(bào)道的還很少，應(yīng)用到尾礦生物浸出的菌種多是實(shí) 驗(yàn)室保存的菌株，或利用實(shí)驗(yàn)室菌株做簡(jiǎn)單的馴 化。為數(shù)不多

13、的定向選育也僅僅是誘變育種。 董穎博利用鹽酸羥胺對(duì)氧化亞鐵硫桿菌進(jìn)行化學(xué) 誘變，使得誘變菌株氧化活性提高，誘變菌株對(duì)尾礦銅 浸出率與原始菌株相比提高了 20. 7% 。Dong 等，通過紫外誘變方式選育尾礦專屬高活性細(xì)菌，經(jīng)過 30 min 的紫外照射，得到了活性最高的菌株，在培養(yǎng)基中 完全氧化 Fe2 + 的時(shí)間較原始菌株縮短了 18 h，經(jīng)過 30 d 的浸礦實(shí)驗(yàn)，銅浸出率較原始菌株提高了 17%，表明 紫外誘變?cè)诖龠M(jìn)尾礦生物浸出上具有較大潛力。然 而，尾礦與原生礦不同，尾礦中除含有重金屬外，還含 有大量的選礦藥劑，這些選礦藥劑對(duì)浸礦細(xì)菌的耐受 性也提出了更高的要求。因此，選育出適合尾礦的

14、高 效浸礦菌種顯得尤為重要，選育符合我國(guó)尾礦浸出工 藝需求的各類菌種，將是未來的一個(gè)重要研究方向。研究表明，土著細(xì)菌比實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的細(xì)菌對(duì)本土 礦的浸出效果更好，可能的原因是微生物經(jīng)過長(zhǎng)期的進(jìn)化，形成了特有的對(duì)重金屬與有機(jī)物質(zhì)的耐受 性，故而對(duì)本土礦有更高的親和性。所以從我國(guó)典型 環(huán)境中篩選優(yōu)良菌株顯得很重要，而微生物群落的研 究，又為新的微生物菌種的篩選提供了更多的選擇。通過調(diào)查尾礦區(qū)微生物群落組成，一方面，可以為治理此類環(huán)境污染提供參考依據(jù);另一方面，對(duì) 其微生物多樣性進(jìn)行分析，對(duì)于高效尾礦專屬浸礦細(xì) 菌的選育、混合浸礦菌劑的開發(fā)等都具有重要的理論指導(dǎo)意義。 2. 2 影響細(xì)菌浸出的主要因素

15、微生物浸出技術(shù)已經(jīng)取得了一些成果，但是其在 工業(yè)上的應(yīng)用推廣并不廣泛，該技術(shù)環(huán)境友好、反映溫 和，但是微生物浸礦周期較長(zhǎng)、浸礦速度較慢，成為制 約其應(yīng)用的瓶頸。近些年，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)微生物浸出 過程中影響浸出速率的因素進(jìn)行了廣泛研究。主要包 括培養(yǎng)基的組成成分、浸出的溫度、浸出液的 pH 值、 礦料的粒度及礦漿濃度、離子的濃度、 O2和 CO2的供 給、介質(zhì)的氧化還原電位等諸多方面，基本掌握了它們 的影響規(guī)律。 為了細(xì)菌能夠快速的生長(zhǎng)繁殖，必須給它們提供 足夠的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在礦石的生物浸出中，還需要給硫含 量不足的礦石加入適量的元素硫和鐵或者礦料。程海娜在細(xì)菌浸出體系中加入 10 g/L Fe2

16、+ ，結(jié)果表明 Fe2 + 顯著提高了混合菌劑對(duì)礦物的浸出率。Xia 等，研究了不同濃度的元素硫?qū)?3 種典型浸礦細(xì)菌混合浸 出黃銅礦的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，加入 3. 193 g/L 元素硫能 夠促進(jìn)細(xì)菌的表觀硫氧化活性，改變浸礦體系的群落 結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步抑制鈍化層的形成，其浸出率( 71%) 較未添加硫的( 67%) 有一定程度的提高，而過量的元 素硫又會(huì)抑制銅的浸出( 浸出率44%) 。 浸礦細(xì)菌主要分為常溫菌、中度嗜熱菌和極端嗜 熱細(xì)菌。氧化亞鐵硫桿菌是目前研究和應(yīng)用最為廣泛 的浸礦細(xì)菌，大多數(shù)氧化亞鐵硫桿菌菌株都屬于常溫微生物，生長(zhǎng)溫度在 15 37 之間，最適生長(zhǎng)溫度為 30 左右。20

17、 世紀(jì) 90 年代，一些研究發(fā)現(xiàn)在堆浸和槽浸過程的中后期，反應(yīng)體系中的優(yōu)勢(shì)菌群已不是常 溫菌，而是一些中高溫細(xì)菌，于是，人們開始重視中高 溫菌浸礦的研究和應(yīng)用，在高溫條件下，高溫菌可以顯 著提高浸出的反應(yīng)速率，同時(shí)能夠防止黃銅礦等原生 硫化礦的鈍化而阻礙浸出反應(yīng)的進(jìn)行。 各種細(xì)菌都有其最適合的 pH 值范圍。pH 值直 接影響細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖和氧化活性，同時(shí)當(dāng) pH 值過 高時(shí)， Fe2 + 及 Fe3 + 會(huì)產(chǎn)生不同形式的沉淀，附著在礦石的表面，妨礙細(xì)菌和礦石的接觸。崔日成等，研究了 pH 值的變化對(duì)浸礦細(xì)菌活化速度以及對(duì)金精礦脫砷 效果的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌活化階段， HQ 0211 菌在

18、pH 值 1 3 1. 9 范圍更加適應(yīng)，活化速度較快，氧化效果也好;高砷金精礦細(xì)菌脫砷階段，初始 pH 值在 1. 7 1. 9 范圍最利于細(xì)菌浸礦，停滯期短，氧化速度快; 初始 pH 值較高，為 2. 1 時(shí)，細(xì)菌會(huì)較快進(jìn)入衰亡期， 不適于細(xì)菌浸礦，初始 pH 值較低，為 1. 3 1. 5 時(shí)，細(xì) 菌適應(yīng)停滯期長(zhǎng)，氧化脫砷速度緩慢。 礦石粒度直接影響到礦物表面的暴露程度，原則上，礦石粒度越細(xì)越有利于浸出，但是過細(xì)的礦料一方 面增加了磨礦費(fèi)用，同時(shí)浸出過程中會(huì)產(chǎn)生大量細(xì)泥， 增加了浸出工藝的復(fù)雜程度。高濃度的礦漿濃度也會(huì) 抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)，從而影響浸出效率。Park 等，利用 氧化亞鐵硫桿菌

19、浸出含砷尾礦中的砷，當(dāng)?shù)V漿濃度為 2%時(shí)，砷的浸出率達(dá)到 80%，而當(dāng)將礦漿濃度提高到4%時(shí)，提取率僅為 25%，反應(yīng)體系中細(xì)菌的生長(zhǎng)受到 了抑制。 微生物浸礦體系中含有大量的金屬離子，它們有 的在細(xì)菌生長(zhǎng)代謝過程中起著重要的催化作用，如常量礦質(zhì)元素鉀、鈉、鈣、鎂、硫、磷等，有的對(duì)礦石的微生 物浸出有促進(jìn)作用，如某些低濃度的金屬離子 Ag + 、 Hg2 + 、 Co2 + 、 Bi3 + 、 As5 + 和 u3 + 等，它們通過改變礦物固 體表面的電化學(xué)特性，從而促進(jìn)硫化礦中銅的浸出，其 催化效率順序?yàn)?Ag + Hg2 + Co2 + Bi3 + As5 + u3 +40。 任何高濃度的

20、金屬離子都將抑制浸礦細(xì)菌的氧化活性，細(xì)菌對(duì)金屬離子的耐受能力是影響礦石浸出率 的重要因素。浸礦細(xì)菌即使通過氧化 Fe2 + 來獲取能 量，但過量的鐵離子反而對(duì)浸出不利。Pina 等，研究表明低濃度的鐵離子促進(jìn)了閃鋅礦的浸出過程，而當(dāng)鐵離子濃度超過5 g/L 時(shí)，浸礦細(xì)菌的數(shù)量明顯下降。Park 等，利用氧化亞鐵硫桿菌浸出含 砷尾礦，當(dāng)初始 pH 值小于 2. 0 時(shí)，砷的浸出率達(dá)到 85%，而當(dāng)初始 pH 值為 2. 2 時(shí)，浸出率僅有 40%，可能的原因是生成的黃鉀鐵礬阻礙了尾礦的浸出。Lee 等，利用氧化硫硫桿菌從尾礦中浸出砷，研究初始 pH( 1. 8 2. 2) 、溫度( 25 40)

21、 、礦漿濃度( 0. 5% 4. 0%) 對(duì)尾礦中砷浸出的影響，表明初始 pH 1. 8，溫 度為25，礦漿濃度為 0. 5% 時(shí)，砷的浸出率最高，隨 著溫度升高和礦漿濃度增大，細(xì)菌活性下降，浸出率降 低。Liu 等，研究了礦漿濃度對(duì)于尾礦中重金屬浸出 的影響，在5 個(gè)測(cè)試濃度梯度中， 1% 的礦漿濃度最適合細(xì)菌生長(zhǎng)和金屬的浸出，隨著礦漿濃度的升高，金屬 的浸出率明顯下降。呂麗華等，利用氧化亞鐵硫桿 菌研究浸出液的溫度、礦漿濃度以及催化劑對(duì)老尾礦 浸出效果的影響，表明浸出液溫度 30、礦漿濃度 10% 時(shí)，浸出效果最好， 3 g/L 活性炭和 3 mg/L Ag + 組合做催化劑浸出率可以達(dá)到

22、 92% 。劉偉芳針對(duì)堿性細(xì)菌對(duì)銅尾礦生物浸出時(shí)銅浸出率不高的問題，添加適量的氨水進(jìn) 行生物-化學(xué)聯(lián)合浸出試驗(yàn)，當(dāng)初始氨水濃度 40 g/L， 浸出時(shí)間 30 d 左右，銅浸出率可達(dá) 35. 57%，同等條件 下單純的氨水浸出時(shí)的浸出率僅 11. 98% 。總的來 說，尾礦的生物浸出實(shí)驗(yàn)研究還較少，工業(yè)應(yīng)用還處于 空白，還有大量的工作要做，尾礦中殘留的浮選藥劑對(duì) 浸礦細(xì)菌的抑制作用及機(jī)理，對(duì)細(xì)菌浸出體系的影響 還有待研究。 2. 3 浸出工藝 依據(jù)礦石的類型與品位不同，微生物浸出的工業(yè) 化生產(chǎn)方式主要有 3 種: 堆浸法、池浸法或槽浸法、地 下浸提法。目前，這3 種生產(chǎn)方式都已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，

23、其中，美國(guó)通過堆浸法和地下浸提法提取的金屬銅約 占美國(guó)年產(chǎn)銅量的 11% 以上。智利通過堆浸工藝從 低品位礦石中生產(chǎn)的金屬銅量高達(dá)30 萬 t，占智利年 產(chǎn)銅量的 20%，而槽浸法也被廣泛應(yīng)用于硫化精礦的 生物提取。 尾礦生物浸出的應(yīng)用研究早在1989 年就已經(jīng)有 報(bào)道， Attia 等，用馴化的氧化亞鐵硫桿菌對(duì)金礦尾礦 進(jìn)行預(yù)處理，使得尾礦中金和銀的回收率都大幅提高，金從32%提高到95%，銀從48%提高到98% 。雖然對(duì) 尾礦的微生物浸出研究起步較早，但是近些年來研究 該領(lǐng)域的文章還比較少，并且多是停留在實(shí)驗(yàn)室研究 階段，采用微生物浸出技術(shù)處理細(xì)粒尾礦砂的報(bào)道更是少見，主要原因還是尾礦資源

24、品位低，生產(chǎn)成本高， 在經(jīng)濟(jì)上不可行。 在尾礦浸出工藝方面，制粒堆浸和攪拌浸出仍然 是目前研究的主要浸出工藝。在堆浸工藝中，尾礦砂由于尾礦粒度細(xì)，含泥量大等原因使得堆浸效果很差， 制粒過程雖然能夠稍微彌補(bǔ)這個(gè)缺陷，但又相應(yīng)增加 了生產(chǎn)成本，采用攪拌浸出，一方面尾礦砂處理量小， 另一方面，攪拌浸出的生產(chǎn)成本較高，總體來講，這兩 種工藝在經(jīng)濟(jì)上并不適合尾礦砂中有價(jià)金屬的生物提 取。從尾礦中通過微生物浸出技術(shù)回收有價(jià)金屬，不 同于原生礦或精礦的微生物攪拌浸出，也不能等同于 傳統(tǒng)的堆浸方式，其浸出工藝還需要進(jìn)行深入的研究， 要致力于開發(fā)適合于尾礦的微生物浸出工藝原位浸出技術(shù)。 3 微生物浸出技術(shù)的展望

25、 目前，微生物浸出技術(shù)已較為廣泛地應(yīng)用于從低 品位原生硫化礦中回收有價(jià)金屬，但將微生物浸出技 術(shù)應(yīng)用于尾礦的研究還較少，尾礦是寶貴的二次資源， 與原生礦不同，尾礦的礦石組成、礦物性質(zhì)都發(fā)生了變 化，因此尾礦的生物浸出技術(shù)還有大量的研究工作要 進(jìn)行，尾礦資源的大規(guī)模利用還任重道遠(yuǎn)。1) 浸礦細(xì)菌的選育已經(jīng)取得了長(zhǎng)足發(fā)展，大量?jī)?yōu)良的浸礦細(xì)菌被選育出來，隨著對(duì)浸礦機(jī)理的逐步認(rèn)識(shí)，科研工作者認(rèn)識(shí)到浸礦過程應(yīng)該是一些相關(guān)細(xì)菌 的共同作用，進(jìn)而一些浸礦輔助細(xì)菌被選育出來，研究 菌株之間的共生協(xié)同作用，開創(chuàng)了混合菌劑開發(fā)的新 時(shí)代。然而，現(xiàn)在浸礦細(xì)菌種類仍然不足，特別是尾礦 專屬的浸礦細(xì)菌開發(fā)尤為不足，對(duì)浸

26、礦體系中細(xì)菌間 的相互作用還不清楚。從我國(guó)各尾砂壩區(qū)域廣泛篩 選，并根據(jù)尾礦砂特性進(jìn)行定向育種，開發(fā)出尾礦專屬 的高效浸礦菌種顯得尤為重要?，F(xiàn)在國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù) 日趨重視，科研工作者對(duì)尾砂壩區(qū)域的環(huán)境保護(hù)也逐 漸重視起來，對(duì)尾礦區(qū)微生物多樣性的研究工作越來 越多，這也為選育尾礦專屬的高效浸礦菌株提供了契 機(jī)。 2) 科研工作者對(duì)微生物浸出過程中各影響因素的 影響規(guī)律做了大量研究，已經(jīng)基本掌握了其影響規(guī)律， 但對(duì)尾礦生物浸出的影響因素研究的還較少，特別是 對(duì)于尾礦砂中殘留的浮選藥劑等對(duì)細(xì)菌活性和浸出體 系影響的研究非常缺乏，要進(jìn)行廣泛研究和加強(qiáng)深入研究。3) 在尾礦生物浸出的工業(yè)應(yīng)用上，由于尾礦砂

27、經(jīng)過浮選后，礦物組成和結(jié)構(gòu)都發(fā)生了一定的改變，在浸出機(jī)理和浸出動(dòng)力學(xué)方面與原礦浸出還是存在差別， 與原礦生物浸出相比，浸出率普遍較低，還需要深入研究。4) 由于尾礦砂品位普遍較低，采用攪拌浸出工藝 成本較高，在經(jīng)濟(jì)上受到限制，而采用較為經(jīng)濟(jì)的堆浸 工藝，又由于尾礦砂粒度極細(xì)，使得堆浸筑堆的滲透性 和透氣性很差，不能滿足堆浸工藝的要求，導(dǎo)致浸出率 較低，尾礦砂的原位浸出技術(shù)目前還是空白，研發(fā)出尾 礦砂原位浸出技術(shù)迫在眉睫。參考文獻(xiàn): 1張金青 我國(guó)礦山尾礦二次資源的開發(fā)利用J 新材料產(chǎn)業(yè)， 2007，5: 18 24 2awlings D E，Dew D，du Plessis C Biomine

28、ralization of metal containing ores and concentrates J Trends in Biotechnology，2003，21( 1) : 38 44 3董穎博，林 海 低品位銅礦微生物浸出技術(shù)的研究進(jìn)展J 金屬 礦山，2010，1 : 11 15 4Colmer A ，Hinekel M E The role of microorganisms in acid mine drainage: a preliminary reportJ Science，1947，106( 2751) : 253 256 5McCready G L，Gould W D Bioleaching of uraniumC / /Microbial Mineral ecovery ( Ehrlich，H L and Brierley，C L ，Eds ) ，McGraw Hill，New York，NY，1990:107 125 6王淀佐，阮仁滿，董清