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生物冶金的研究現狀和發展趨勢

時間:2019-06-19 19:45來源:畢業論文
生物冶金是微生物學與濕法冶金的交叉學科。根據微生物在回收金屬過程所起作用,可將生物冶金進一步分為三類: 生物吸附、生物累積、生物浸出。 生物吸附是指溶液中的金屬離子

生物冶金是微生物學與濕法冶金的交叉學科。根據微生物在回收金屬過程所起作用,可將生物冶金進一步分為三類: 生物吸附、生物累積、生物浸出。
生物吸附是指溶液中的金屬離子, 依靠物理化學作用,被結合在細胞膜或細胞壁上。組成細胞壁的多種化學物質常具有如下的功能基:胺基、酞基、羥基、羧基、磷酸基和硫基。這些基團的存在,構成了金屬離子被細胞壁結合的物質基礎。36477
生物累積是依靠生物體的代謝作用而在體內累積金屬離子。例如巴倫支海的藻類細胞含金量是海水中金濃度的2×104倍。銅綠假單胞菌能累積鈾,熒光假單胞菌和大腸桿菌能累積釔。
生物浸出就是利用微生物自身的氧化或還原特性,使礦物的某些組分氧化或還原,進而使有用組分以可溶態或沉淀的形式與原物質分離的過程,此即生物浸出過程的直接作用:或者是靠微生物的代謝產物(有機酸、無機酸和Fe3+)與礦物進行反應,而得到有用組分的過程,此即浸出過程中微生物的間接作用[7]。論文網
文獻記載來看,生物冶金技術已具有較長的歷史,其中中國是世界上最
早采用生物冶金技術的國家,早在公元前2世紀,就記載了用鐵從硫酸銅溶液中
置換銅的化學作用,堆浸在當時就是生產銅的普遍做法。在歐洲,有記載的最早的生物冶金活動是1670年在西班牙的Rio Tinto礦,人們從礦坑水中回收細菌浸出的銅。
但微生物在礦業中的認識和應用研究其實還是本世紀40年代末的事。1947 源¥自%六:維;論-文'網=www.aftnzs.live
年,Colmer和Hinckle首先從酸性礦坑水中分離出能氧化硫化礦的氧化亞鐵硫
桿菌( Thiobacillus ferrooxidans ),其后Temple、Leathen對這種自養細菌的生理特性進行了研究,發現這種細菌能將Fe2+氧化為Fe3+,并能氧化礦物中的硫化物組分生成硫酸。1954年,Bryner,L.C等人較系統地研究了各種硫化物的微生物浸出,報道了氧化亞鐵硫桿菌在硫化礦浸出中的作用。1958年美國肯尼柯銅礦公司的尤他礦,首先利用氧化亞鐵硫桿菌浸出硫化銅獲得成功,1966年加拿大用細菌浸鈾獲得成功[2]。
    我國對細菌浸礦技術的研究是從20世紀60年代開始的,并先后在鈾、銅等金屬的生產中取得成功。1965年在銅官山銅礦松樹山段成功回收了火區殘留銅礦。北京鈾礦選冶研究院和中科院微生物研究所于1967~1969年對湖南某鈾礦貧鈾礦石進行了細菌浸出條件試驗和半工業性試驗研究。1997年德興銅礦大型堆浸廠的投產標志著我國微生物浸銅技術有了重大進展,堆浸廠采用微生物堆浸-萃取-電積工藝,設計年生產能力為2000t陰極銅[3]。
目前生物冶金的研究對象主要是利用鐵、硫氧化細菌進行銅、鈾、金、錳、
鉛、鎳、鉻、鈷、鉍、釩、鎘、鎵、鐵、砷、鋅、鋁、銀、鍺、鉬等幾乎所有硫
化礦的浸出[4]。銅、鈾的生物提取以及含砷金礦的預氧化已實現產業化。在銅的生物提取方面,目前用生物法提取的銅約占世界總銅量的25%[5]。在美國、加拿大、澳大利亞、智利等20多個國家實現了生物提銅產業化。在我國,也有兩座銅的生物氧化提取廠投入生產。在含砷金礦的生物預氧化方面,隨著自然金開采的日益枯竭,含砷難處理金礦已成為開采對象,含砷金礦的主要礦物是黃鐵礦、毒砂、以微粒成亞顯微形態包裹在硫化礦中或浸染在黃鐵礦、毒砂晶格中的金,細菌和直接氰化法很難提取,而使用氧化亞鐵硫桿菌等細菌分解外部的包裹層,可使金顆粒露出來,有利于化學浸出,從而提高金的回收率。目前國外至少有10個生物氧化提金廠已經籌建投產,國內也建成了2個生物預氧化黃金生產廠[2]。在鈾的生物提取方面,加拿大利用細菌浸鈾的規模最大、歷史最久,法國、美國、葡萄牙也實現了細菌浸鈾的產業化。 生物冶金的研究現狀和發展趨勢:http://www.aftnzs.live/yanjiu/20190619/34955.html
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