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细菌混合浸出低品位硫化铜矿以及强化细菌浸出的研究

崔文静  
【摘要】: 微生物浸出技术是开发利用低品位硫化铜矿的方法之一,其优点在于不仅能经济、高效的利用低品位硫化铜矿资源,而且成本低、投资小,在浸出过程中不排放任何污染物。因此,微生物冶金技术已成为冶金业的研究热点。 首先,本文从巴盟霍各气铜矿的矿坑水中分离出两株浸矿细菌,分别研究了两株细菌的形态特征和生理学特征。经鉴定一株为氧化亚铁硫杆菌(简称A.f),另一株氧化硫硫杆菌(简称A.t)。二者均为革兰氏阴性菌,A.f菌平均大小为0.5×1.5μm,最适生长温度为30℃,最适pH为2.5;A.t菌体的平均大小为0.4×1.0μm,最适生长温度为30℃,最适pH为2.0。在浸出矿物试验前,对两种菌株进行了驯化培养。在驯化细菌三代以后,考察了两种菌株的氧化活性,发现其适应性和氧化活性明显提高了,A.f菌氧化150mmol·L-1的Fe2+,由10天减少到7天;A.t菌的生长延迟期缩短,培养9天pH从2.0下降至1.48。 本试验所用矿物取自巴盟霍各气铜矿的废矿,经过多元素分析,铜含量仅为0.54%,属于低品位硫化铜矿。由于矿石中耗酸物质含量较高,在浸出试验之前对矿物做了酸化处理。酸化试验发现随着矿样粒度的降低,酸化的次数和耗酸量升高,20-40目和60-80目的矿样需要经过四次酸化,120-140目的矿样需要6次酸化,180-200目则需要8次酸化才能达到pH2.0。 利用A.f菌和A.t菌混合浸出低品位硫化铜矿是本文的一个研究重点。试验结果表明,混合浸出9天,铜的浸出率最大,可达75.6%,比A.f菌单独浸出时的最大浸出率58.8%高出了16.8%,比不加入任何细菌而单纯靠化学浸出的浸出率高42.2%。本文做了不同浸出条件对浸出率的影响试验,得出混合浸出的最佳工艺为:pH1.8,接菌量10%(其中A.f菌与A.t菌的比例为1:2),矿浆浓度10%,矿样粒度180-200目,30℃,摇瓶转速170r/min。 为了可以最大程度的利用低品位硫化铜资源,提高铜的浸出率,本试验对细菌混合浸出硫化铜矿进行强化,摸索了FeSO4、Fe2(SO4)3、AgNO3、活性炭、吐温20、吐温80六种物质对浸出率的影响。试验结果表明,吐温80没有起到积极作用,反而使浸出率有所降低。吐温20可以加速浸出,但最终的浸出率没能提高。活性炭和AgNO3的加入使浸出率提高了5%左右。加入FeSO4、Fe2(SO4)3可以使浸出率提高到90%,但加入的浓度有严格的要求,加入超量反而会抑制细菌的氧化活性,降低浸出率。


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