-
生物冶金是微生物学与湿法冶金的交叉学科。根据微生物在回收金属过程所起作用，可将生物冶金进一步分为三类： 生物吸附、生物累积、生物浸出。
- 上一篇：电镀的发展趋势及研究现状
- 下一篇：矿井通风设计国内外研究现状综述
生物吸附是指溶液中的金属离子, 依靠物理化学作用,被结合在细胞膜或细胞壁上。组成细胞壁的多种化学物质常具有如下的功能基:胺基、酞基、羟基、羧基、磷酸基和硫基。这些基团的存在,构成了金属离子被细胞壁结合的物质基础。36477
生物累积是依靠生物体的代谢作用而在体内累积金属离子。例如巴伦支海的藻类细胞含金量是海水中金浓度的2×104倍。铜绿假单胞菌能累积铀,荧光假单胞菌和大肠杆菌能累积钇。
生物浸出就是利用微生物自身的氧化或还原特性,使矿物的某些组分氧化或还原,进而使有用组分以可溶态或沉淀的形式与原物质分离的过程,此即生物浸出过程的直接作用:或者是靠微生物的代谢产物(有机酸、无机酸和Fe3+)与矿物进行反应,而得到有用组分的过程,此即浸出过程中微生物的间接作用[7]。论文网
从文献记载来看，生物冶金技术已具有较长的历史，其中中国是世界上最
早采用生物冶金技术的国家，早在公元前2世纪，就记载了用铁从硫酸铜溶液中
置换铜的化学作用，堆浸在当时就是生产铜的普遍做法。在欧洲，有记载的最早的生物冶金活动是1670年在西班牙的Rio Tinto矿，人们从矿坑水中回收细菌浸出的铜。
但微生物在矿业中的认识和应用研究其实还是本世纪40年代末的事。1947
年，Colmer和Hinckle首先从酸性矿坑水中分离出能氧化硫化矿的氧化亚铁硫
杆菌( Thiobacillus ferrooxidans )，其后Temple、Leathen对这种自养细菌的生理特性进行了研究，发现这种细菌能将Fe2+氧化为Fe3+，并能氧化矿物中的硫化物组分生成硫酸。1954年，Bryner,L.C等人较系统地研究了各种硫化物的微生物浸出，报道了氧化亚铁硫杆菌在硫化矿浸出中的作用。1958年美国肯尼柯铜矿公司的尤他矿，首先利用氧化亚铁硫杆菌浸出硫化铜获得成功，1966年加拿大用细菌浸铀获得成功[2]。
我国对细菌浸矿技术的研究是从20世纪60年代开始的，并先后在铀、铜等金属的生产中取得成功。1965年在铜官山铜矿松树山段成功回收了火区残留铜矿。北京铀矿选冶研究院和中科院微生物研究所于1967～1969年对湖南某铀矿贫铀矿石进行了细菌浸出条件试验和半工业性试验研究。1997年德兴铜矿大型堆浸厂的投产标志着我国微生物浸铜技术有了重大进展，堆浸厂采用微生物堆浸－萃取－电积工艺，设计年生产能力为2000t阴极铜[3]。
目前生物冶金的研究对象主要是利用铁、硫氧化细菌进行铜、铀、金、锰、
铅、镍、铬、钴、铋、钒、镉、镓、铁、砷、锌、铝、银、锗、钼等几乎所有硫
化矿的浸出[4]。铜、铀的生物提取以及含砷金矿的预氧化已实现产业化。在铜的生物提取方面，目前用生物法提取的铜约占世界总铜量的25%[5]。在美国、加拿大、澳大利亚、智利等20多个国家实现了生物提铜产业化。在我国，也有两座铜的生物氧化提取厂投入生产。在含砷金矿的生物预氧化方面，随着自然金开采的日益枯竭，含砷难处理金矿已成为开采对象，含砷金矿的主要矿物是黄铁矿、毒砂、以微粒成亚显微形态包裹在硫化矿中或浸染在黄铁矿、毒砂晶格中的金，细菌和直接氰化法很难提取，而使用氧化亚铁硫杆菌等细菌分解外部的包裹层，可使金颗粒露出来，有利于化学浸出，从而提高金的回收率。目前国外至少有10个生物氧化提金厂已经筹建投产，国内也建成了2个生物预氧化黄金生产厂[2]。在铀的生物提取方面，加拿大利用细菌浸铀的规模最大、历史最久，法国、美国、葡萄牙也实现了细菌浸铀的产业化。