浸矿微生物技术.doc

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1、课程结业论文题目浸矿微生物技术姓名李诚所在学院化工学院专业班级化学工程与工艺09级2班学号2009301767指导教师张东晨二〇一1年4月28日2学年论文指导教师评阅意见学生姓名李诚专业班级化学工程与工艺学号200930176709级2班（论文）题目浸矿微生物技术指导教师张东晨教师职称学年论文评语评定成绩：指导教师签名：年月日2浸矿微生物技术摘要：概述了将微生物技术应用于矿业加工技术之中的原理，其中涉及到的菌种极其培养条件和各种石矿运用这种技术进行浸出的实例应用关键词：矿业、微生物、浸出大多数金属硫化矿如黄铜矿、辉铜矿、黄铁矿、黝铜矿、闪锌矿和某些金属氧化矿如铀矿、氧化锰矿难

2、溶于稀硫酸等一般工业浸出剂。但人们可利用某些特殊微生物，在合适条件下将上述矿物中的金属用稀硫酸浸出。生物浸出的基本原理生物浸出是利用微生物在生命活动中自身的氧化和还原特性，使资源中的有用成分氧化或还原，以水溶液中离子态或沉淀的形式与原物质分离，或靠微生物的代谢产物与矿物作用，溶解提取矿物有用成分。矿石（硫化矿）的生物浸出是水溶液中多相体系的一个复杂过程，它同时包含了化学氧化、生物氧化和电化学氧化反应。一般认为，在生物浸出过程中，微生物的作用表现在两方面，即直接氧化作用和间接氧化作用。1、微生物的直接氧化作用直接氧化作用是指微生物与目的矿物直接接触，加速固体矿物被氧化成可溶性盐

3、的反应过程，如许多金属硫化矿物在浸矿微生物的直接氧化作用下会发生浸出反应。直接氧化作用中细菌的“催化”功能是通过酶催化溶解机制来完成的，细菌在酶解矿物晶格的过程中获得生长所需的能量。2、微生物的间接氧化作用间接氧化作用是指通过微生物代谢产生的化学氧化剂溶解矿物的作用，如上述反应产生的硫酸亚铁又可作为能源被细菌氧化为硫酸高铁。硫酸铁是一种强氧化剂，可通过化学氧化作用溶解矿物。间接氧化作用是细菌代谢产物的化学溶解作用，细菌在其中的作用是再生氧化剂———硫酸高铁，完成生物化学循环，细菌可不与矿物接触。在实际细菌浸出过程中，既有直接氧化作用，又有间接氧化作用，属于一种耦合作用。生物浸

4、出应用的菌种用于生物浸出的微生物种类繁多，但主要可分为两大类：化能无机自养型和化能有机异养型。化能无机自养型细菌主要用于有色金属硫化物的氧化浸出，化能有机异养型中的真菌、藻类等主要用于从硅酸盐和碳酸盐矿物中提取金属，如浸金。已研究过用于生物浸出的微生物有20多种，分布于硫杆菌属、钩端螺菌属、硫化杆菌属、硫化叶菌属、酸菌属、生金球菌属和硫球菌属等。其中比较重要的有以下几种：1、硫杆菌属硫杆菌属中最为重要的3个种为氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌和排硫硫杆菌。（1）氧化亚铁硫杆菌该菌是最常用的一种浸矿工程菌，革兰氏阴性、化能无机自养细菌。靠氧化二价铁离子和还原态硫获得能源。它栖居于含

5、硫温泉、硫和硫化矿矿床、煤、含金矿矿床及硫化矿矿床氧化带中，能在上述矿的酸性矿坑水中存活。菌体呈短杆状，细胞大小为直径0.3—0.5um，长1.0—1.7um，在pH1.0—6.0范围内生长良好，最适生长pH范围为2.0—3.0，在2—40°下都能存活，但最适生长温度为28—35°。它可以氧化几乎所有已知的硫化矿物（辰砂矿和辉铋矿除外）、元素硫、其他还原性硫化合物及二价铁。它氧化二价铁的速率比在同样条件下空气中的氧的纯化学氧化速率快200000倍，氧化黄铁矿速率增加1000倍，氧化其他硫化物的速率可增加数十到数百倍。（2）氧化硫硫杆菌该菌常栖居于硫和硫化矿矿床，菌体呈圆头短杆

6、状，常以单个、双个或短链状存在，细胞大小为宽0.5um，长1.0um，最适生长pH范围为2.0—2.5，最适生长温度为28—30°。可以氧化元素硫和硫的一系列还原性化合物，不能氧化硫化物矿物。在菌体两端各有一油滴，可将培养基中的硫溶人油滴之中再吸人体内进行氧化，可产生较多的酸，并有较强的耐酸性能。研究还发现该菌能耐80—110V电压，抗电流密度4A/dm3。（3）排硫硫杆菌它是硫杆菌中较常见的一种，在液体硫代硫酸盐培养基上能生成小而圆的菌落。由于生成硫沉淀，菌落呈黄色。该菌通常只存活一星期左右，可将硫代硫酸盐氧化成元素硫，又将元素硫氧化成硫酸。2、端螺菌属包括一个中温菌种氧化

7、亚铁钩端螺菌和一个中等嗜高温菌种嗜热氧化亚铁钩端螺菌。其特征是有螺旋状端生鞭毛和黏液层，严格好氧，栖居于黄铜矿矿床矿堆等处，能氧化亚铁离子、黄铁矿和白铁矿，不能氧化硫和硫的其他还原性化合物。最适生长pH为2.5—3.0，最适生长温度为30°。所有的钩端螺菌属菌种都是严格好氧微生物。它们专一性地通过氧化溶液中的亚铁离子或矿物中的亚铁离子来获取能量。在浸矿系统中它们通常和氧化亚铁硫杆菌协同作用。3、硫化杆菌属该属菌种的生理及生化特性都很相似。它们的能量来源于亚铁离子、硫磺及其他矿物，如硫铁矿、黄铜矿、砷黄铁