李平

摘要： 隨著我國(guó)冶金技術(shù)的不斷快速發(fā)展，濕法冶金在冶金行業(yè)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。然而，濕法冶金存在很大的污染問題，因而，人們現(xiàn)在越來(lái)越關(guān)注濕法冶金中的環(huán)保理念。因此，研究濕法冶金中環(huán)保理念的體現(xiàn)及應(yīng)用具有非常中的現(xiàn)實(shí)意義。本文主要介紹了濕法冶金的概念，并詳細(xì)的闡述了濕法冶金過(guò)程中環(huán)境保護(hù)的意義，最后分析了濕法冶金中環(huán)保理念的體現(xiàn)及應(yīng)用。 生物濕法冶金是冶金領(lǐng)域十分活躍的學(xué)科之一，較傳統(tǒng)氧化冶金工藝有很大的優(yōu)勢(shì)，有著廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。介紹微生物濕法冶金技術(shù)的概況以及其應(yīng)用現(xiàn)狀，并對(duì)其在未來(lái)的發(fā)展前景做出展望。

關(guān)鍵詞：濕法冶金；浸金；介紹；應(yīng)用；前景

隨著我國(guó)冶金技術(shù)的不斷快速發(fā)展，濕法冶金在冶金行業(yè)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。然而，濕法冶金存在很大的污染問題，因而，人們現(xiàn)在越來(lái)越關(guān)注濕法冶金中的環(huán)保理念。因此，研究濕法冶金中環(huán)保理念的體現(xiàn)及應(yīng)用具有非常中的現(xiàn)實(shí)意義。本文主要介紹了濕法冶金的概念，并詳細(xì)的闡述了濕法冶金過(guò)程中環(huán)境保護(hù)的意義，最后分析了濕法冶金中環(huán)保理念的體現(xiàn)及應(yīng)用。

一、生物濕法冶金介紹

生物濕法冶金是多年來(lái)冶金領(lǐng)域十分活躍的學(xué)科之一。在自然界，微生物在多種元素的循環(huán)當(dāng)中起著重要作用，地球上許多礦物的遷移和礦床的形成都和微生物的活動(dòng)有關(guān)。生物濕法冶金是一種很有前途的新工藝，它不產(chǎn)生二氧化硫，投資少，能耗低，試劑消耗少，能經(jīng)濟(jì)地處理低品位、難處理的礦石。微生物浸礦是指用含微

（一） 細(xì)菌浸銅

迄今為止，利用微生物技術(shù)處理的銅礦石都是一些硫化礦。在微生物的作用下，礦石中的生物的溶劑從礦石中溶解有價(jià)金屬的方法。用微生物處理的礦石多為用傳統(tǒng)方法無(wú)法利用的低品位礦、廢石、多金屬共生礦等。微生物浸礦過(guò)程機(jī)理的研究已有很長(zhǎng)的歷史，在細(xì)菌的生長(zhǎng)、硫化礦分解等方面已有較深刻的認(rèn)識(shí)。細(xì)菌浸礦過(guò)程是細(xì)菌生長(zhǎng)及包括化學(xué)反應(yīng)，電化學(xué)，動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象的硫化氧化分解的復(fù)雜過(guò)程。主要有以下兩種方式。

細(xì)菌直接作用浸礦。

細(xì)菌對(duì)礦石存在著直接氧化的能力，細(xì)菌與礦石之間通過(guò)物理化學(xué)接觸把金屬溶解出來(lái)。某些靠有機(jī)物生活的細(xì)菌，可以產(chǎn)生一種有機(jī)物，與礦石中的金屬成分嵌合，從而使金屬?gòu)牡V中分解出來(lái)。

細(xì)菌間接作用浸礦。

細(xì)菌能把金屬?gòu)牡V石中溶浸出來(lái)，是細(xì)菌生命過(guò)程中的新陳代謝作用，例如細(xì)菌作用產(chǎn)生硫酸和硫酸鐵，然后通過(guò)硫酸和硫酸鐵作為溶劑浸提出礦石中得所有金屬。

微生物的濕法冶金有以下幾方面的價(jià)值：1減少資金花費(fèi)2工藝流程更容易改變3可以提高金屬回收率4減少?gòu)U氣排放，保護(hù)環(huán)境。

二、微生物冶金現(xiàn)狀

我國(guó)是一個(gè)有色金屬礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量大國(guó) ，同時(shí)也是消費(fèi)大國(guó)。經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的生產(chǎn)消耗 ，易采易選冶礦已為數(shù)不多?，F(xiàn)有的常規(guī)物理、化學(xué)選冶方法由于回收率低、資源損耗大、生產(chǎn)成本高和對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重等問題已不適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展要求。在此情況下 ，微生物在礦物分離方面的作用逐漸引起人們的重視 ，它既可用于礦物的就地浸出 ，也可用于工廠礦物處理、廢水廢渣處理。并且微生物浸礦具有生產(chǎn)成本低、投資少、工藝流程短、設(shè)備簡(jiǎn)單、環(huán)境友好、能處理復(fù)雜多金屬礦物等優(yōu)點(diǎn) ，因此細(xì)菌浸礦的廣泛應(yīng)用 ，將引起傳統(tǒng)礦物加工產(chǎn)業(yè)的重大變革 ，為人類、資源與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展開辟?gòu)V闊的前景 。

（一） 細(xì)菌浸銅

迄今為止，利用微生物技術(shù)處理的銅礦石都是一些硫化礦。在微生物的作用下，礦石中的

銅硫化物首先被氧化溶解 出來(lái)，同時(shí)生成一些氧化能力較強(qiáng)的物質(zhì)，如H2SO4， Fe2（SO4）3等，它們可以氧化其他銅硫化物或銅氧化物 。美國(guó)在細(xì)菌氧化堆浸處理銅礦方面起步較早 ，開展了多方面的研究 ，技術(shù)也比較成熟 ，1994 年采用此法生產(chǎn)的銅價(jià)值已超過(guò)3.5億美元 。

從世界上第1座銅的微生物堆浸工廠于 1950 年在美國(guó)的 Kennecott 銅業(yè)公司建成投產(chǎn) ，到 20 世紀(jì) 80 年代 ，世界上 共有14座 （我國(guó) 2 座 ）銅的微生物氧化提取廠投入生產(chǎn) 。

（二） 細(xì)菌浸鈾

在大多數(shù)鈾礦石當(dāng)中 ，都存在一些金屬硫化礦 ，比較常見的有黃鐵礦（FeS2）。黃鐵礦為浸礦細(xì)菌提供了能源 ，礦石受浸礦細(xì)菌的浸蝕作用 ，生成 FeSO4和 H2SO4 。FeSO4在細(xì)菌作用下 ，很快被氧化為 Fe2（SO4）3，而很好的氧化劑 ，又可以氧化黃鐵礦：

FeS2 + Fe2（ SO4 ）3 =3FeSO4 +2S

反應(yīng)生成的元素硫也是細(xì)菌的能源 ，受細(xì)菌氧化生成H2SO4 ，在 H2SO4和 Fe2 （ SO4）3存在的條件下 ，鈾礦物被溶解 出來(lái) ，反應(yīng)如下：

UO2 + Fe2（ SO4 ）3 =UO2SO4 +2FeSO4

（三） 細(xì)菌浸鈾的發(fā)展

1965 年葡萄牙堆浸年產(chǎn)U3O8 45 t ，加拿大井下細(xì)菌回收83～87.6 t/a ，法國(guó)井下和堆浸回收的U3O8 在40 t/a左右 。經(jīng)過(guò)20年的發(fā)展 ，加拿大生物鈾的年產(chǎn)量已達(dá) 420 t 之多。法國(guó)也有一些鈾礦用細(xì)菌進(jìn)行地下浸出 ，如?？柌疇栤櫟V原以化學(xué)浸出為主 ，后改用細(xì)菌浸出 ，到 1975 年產(chǎn)鈾由原 25 t 增至635 t 。此外 ，美國(guó)、南非等也用這一方法生產(chǎn)鈾。我國(guó)湖南某礦曾進(jìn)行半工業(yè)試驗(yàn) ，浸出率50 %～60 % 。

（四）難處理金礦的細(xì)菌氧化

生物氧化工藝是近年發(fā)展起來(lái)的一種金礦氧化新工藝 ，其過(guò)程簡(jiǎn)單 ，投資少 ，生產(chǎn)成本低而且對(duì)環(huán)境的影響很低 ，現(xiàn)在越來(lái)越受到重視。目前金的生物氧化浸出主要限于處理難浸金礦石 ，作為氰化提金的預(yù)處理 ，而且浸出方式均采用浮選精礦充分?jǐn)嚢杞觥?/p>

（五）難浸金礦的細(xì)菌氧化工業(yè)

難浸金礦的細(xì)菌氧化預(yù)處理最早是 1964 年法國(guó)人嘗試?yán)眉?xì)菌浸取紅土礦物中的金 ，取得了令人鼓舞的效果。1977年蘇聯(lián)最先發(fā)表了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。北美最先用攪拌反應(yīng)槽對(duì)難浸金礦石及精礦進(jìn)行細(xì)菌氧化 ，對(duì)于攪拌反應(yīng)槽式細(xì)菌氧化廠的投產(chǎn)和推廣 ，具有奠基作用。

三、未來(lái)的發(fā)展前景

目前生物冶金技術(shù)研究與工業(yè)應(yīng)用已經(jīng)取得顯著成交效，今后將受業(yè)界更加廣泛的關(guān)注，并在高效浸礦菌選育、浸礦微生物的基因組和蛋白組學(xué)、生物浸出過(guò)程基礎(chǔ)理論與工程化技術(shù)研究、生物冶金技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域等幾個(gè)方面得到更加系統(tǒng)的研究。

隨著高品位、易選冶的銅，鎳，鋅，鈷，金等有色金屬礦物資源的日益減少，低品位，難處理資源的開發(fā)日益增大，生物冶金技術(shù)將是本世紀(jì)最有競(jìng)爭(zhēng)力的礦冶技術(shù)之一。

高溫浸礦菌浸出黃銅礦和異養(yǎng)菌浸出鎳紅土礦等技術(shù)將取得突破，生物冶金新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，生物冶金技術(shù)將得到更大的發(fā)展。

生物冶金技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用越來(lái)越成熟，應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，生物冶金將具有廣闊的應(yīng)用前景。

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