嗜酸性氧化亚铁硫杆菌生长特性研究(3)
1.1.2 生物浸出——微生物冶金
（1）微生物冶金定义
微生物冶金，也叫生物浸出(bio-1eaching)，通常是指将矿物(主要是指硫化矿，包括原生硫化矿和次生硫化矿)中所含有的各种非溶性有价金属转变成可溶性的形式并加以回收利用[6]。尽管这个过程涉及到如生物学，表面化学，电化学，物理化学，矿物学等各种学科的交叉联系，但归根结底离不开微生物对各种金属的氧化作用，因此，上述过程又叫做生物氧化作用(bio-oxidation)。然而，生物氧化作用这个术语，往往是指这样一个过程，即通过微生物对矿物的分解作用来提高各种目的金属的回收率的过程。一个最典型的例子就是从含砷黄铁矿中提取贵重金属——金。金的提取往往要通过氰化物的预处理等一系列步骤。尽管砷、铁和硫在这个过程也被浸出，但对于金的整个回收过程来说，生物浸出这个术语就显得不太适合这一过程。因此，为适应于上述两个不同的概念，采用生物采矿(bio-mining)这个术语是比较合适的[7]。
事实上，现代微生物冶金仅仅是处于某种商业目的对自然资源的开采利用。在矿物开采过程中，利用微生物提取目的金属与传统的物理化学手段相比有着许多明显的优势，主要表现在①能耗少．较低的成本；②不会产生二氧化硫等有毒气体以及不必要的酸和金属污染．对环境友好；③资源的最大限度利用，可从低品位硫化矿中提取有用金属等等[8]。
（2）微生物冶金历史
人类对微生物在冶金过程中作用的认识要追朔到公元前优尔、七世纪的中国和公元二世纪的欧洲。但由于当时科学技术发展的局限性，人们对微生物的认识仅仅停留在感性的基础上，直到公元1676年荷兰的Anton Van Leeuwenhoek发明了显微镜后，人们才从理性上发现了后来被命名为“细菌”的微生物。特别是1947年美国的Colmer．和Hinkel首次从酸性矿坑水中分离出一种能够氧化硫化矿的细菌，即氧化亚铁硫杆菌(现在命名为嗜酸氧化亚铁硫杆菌，Acidithiobacillus ferrooxidans）后，人类才开始了对细菌浸矿的真正的认识。但微生物冶金的现代工业应用是1955年10月24日S．R．Zimmerley等人首次申请了生物堆浸(Dump-bioleaching)的专利并将此专利委托给美国的Kennecott铜业公司后开始的[9]。
（3）微生物冶金现状
正因为微生物冶金具有化学冶金所不具备的污染少、经济、浸出率高等优点，所以，利用微生物从矿物中提取有价金属成为有色金属工业应用中的研究热点之一。从20世纪50年代到80年代中期微生物冶金经历了摇篮时机。这一阶段由于各种原因，导致微生物冶金的产业化进程停滞不前。直到进入80年代中期才取得了产业化的突破并在世界范围内迅速发展。目前，无论是国外，还是国内，微生物冶金的产业化主要集中体现在以下两个方面：①是在铜的生物提取方面。据报道，目前用生物法提取的铜约占全世界总的铜产量的25％，特别在美国、加拿大、澳大利亚、智利等20多个国家都相继实现了生物提铜的产业化。而在我国，也有3座铜的生物氧化提取工厂相继投入生产。②是在含砷金矿的生物预氧化方面。自1986年全球第一家难处理金矿细菌氧化预处理工厂．南非的Farirview厂投产以来，国外至少有10家生物氧化提金厂已经筹建投产，国内也相继建成了2个生物预氧化黄金生产厂。这一技术的最大特点是处理磨细了的浮选精矿，浸出在充气的带机械搅拌的浸出槽中进行[10]。
1.2 嗜酸性氧化亚铁硫杆菌发展趋势
对氧化亚铁硫杆菌( Thiobacillus ferrooxidans) 的研究始于50 年代初, 它是由Temple, Colmer 等发现并命名的[11]。该菌为好氧化能自养微生物, 靠氧化基质中的Fe2+为Fe3+和低价态硫为硫酸根而获得能量[12]。它可利用黄铁矿等矿物中的S, Fe, 从而使矿粉分解, 释放出包裹在其中的贵金属。它的这一特性被用来浸出金、银、铜等, 与化学方法相比, 该方法具有经济、浸出率高、污染小等优点[10]。该菌主要应用于去除大气中的H2S, SO2 等气体, 并且微生物法脱硫具有成本低, 效率高, 无二次污染等优点, 应用前景广阔[9]。