一、國內外工業(yè)應用狀況
難浸金礦的細菌氧化預處理最先是法國人于1964年提出的。法國人首次嘗試利用細菌浸出紅土礦物中的金，并取得了令人鼓舞的效果。1977年，蘇聯(lián)最先發(fā)表了試驗結果。經(jīng)歷多年的理論研究，難浸金礦生物預氧化技術開始進入工業(yè)應用階段，并逐漸發(fā)展出精礦槽浸和貧礦堆浸2個技術方向。1986年，南非金科公司的Fairview金礦建立起世界上第1座細菌氧化提金廠，實現(xiàn)了難浸金礦細菌氧化預處理在世界上的首次商業(yè)應用；之后，巴西、澳大利亞、美國、加納、秘魯?shù)壬镱A處理金礦的工廠紛紛投入運營。世界上第1座大型細菌處理廠是加納的Ashanti生物氧化系統(tǒng)，1995年擴建，設計規(guī)模為960t/d。這一技術的最大特點是細粒浮選金精礦的浸出過程在充氣攪拌浸出槽中進行，具有代表性的是采用中溫細菌的BIOX工藝。在BIOX工藝產(chǎn)業(yè)化基礎上，高溫菌種的采用和基礎金屬的同時提取等技術快速發(fā)展，生物技術從開發(fā)到產(chǎn)業(yè)化過程越來越短。近年來，澳大利亞和南非又相繼推出了Bactech和MINBAX工藝；1990－1995年，相繼建成了San Bento, Harbour lights、Wiluna, Ashanti及Youal-i-mi等5家細菌氧化廠，取得了可觀的經(jīng)濟效益。隨后，GeoBiotics公司在總結前3種工藝（BIOX, Bactech和MIN－BAX）優(yōu)點基礎上，推出了Geobiotics工藝，在美國Newmont建成了生物堆浸廠，大大促進了生物浸金技術的發(fā)展。細菌冶金在美國的礦冶工程中已占有相當重要的地位，美國黃金總產(chǎn)量的1/3是用生物堆浸法生產(chǎn)的。
近十幾年來，國內細菌氧化—氰化提金工藝發(fā)展很快，取得了一些突破性進展。陜西中礦公司于1998年建成我國第1座10 t/d規(guī)模的細菌氧化法提金試驗廠;2000年，我國第1座50 t/d規(guī)模的難浸金精礦生物氧化—氰化浸出提金車間在煙臺黃金冶煉廠正式投產(chǎn)，標志著我國從難處理金礦中提取金的工藝研究已從科研階段轉向工業(yè)生產(chǎn)階段；2001年，萊州黃金冶煉廠從國外引進的100 t/d規(guī)模的細菌氧化—氰化浸出工藝投入生產(chǎn)。在以后的幾年中，我國已成為采用生物氧化—氰化浸出提金工藝最多的國家。
二、存在的主要問題及可能的解決策略
生物氧化一氰化浸出工藝生產(chǎn)周期長，浸出速率低，限制了其擴大應用。實際生產(chǎn)中，要達到硫化礦物必要的氧化率（65％～95％），堆浸時間一般都需幾天、幾個月甚至幾年，槽浸時間一般也要4～5d，而其他濕法冶金技術則只需數(shù)小時。長時間反應造成的操作費用的增加使這種工藝原有的經(jīng)濟上的優(yōu)勢在相當大程度上被抵消了，因而制約了其工業(yè)化應用進度。冶金、生物科研工作者因此一直致力于生物浸出機理、工藝的研究，旨在采取各種方法、手段，提高金的浸出速率，縮短生產(chǎn)周期。
相比常溫細菌，更耐熱的中、高溫菌（工作溫度(45℃）對礦物的浸出效果往往高出數(shù)倍。分析其原因：一是在較高溫度下，化學浸出速度比較快；另一個則是中、高溫菌的代謝速度快，F(xiàn)e3＋和硫酸生成的速度更快，從而加快了反應的進行，促進了浸礦速率的提高。因此，姚國成等投向了中、高溫菌強化浸出的應用研究中。預計中高溫菌的選育及馴化研究將為難處理金礦的開發(fā)提供更合適的細菌資源。此外，基因重組技術已開始被用于優(yōu)良菌種的開發(fā)之中。
浸礦過程中，各種新生離子重新在礦石表面締合成不溶性包覆層也是浸礦效率低下的重要原因之一。其中，硫層包覆可通過多菌種混養(yǎng)方式得以解決；黃鉀鐵礬可通過控制溶液酸度或改變營養(yǎng)液配方并采取分段浸出方式來減少其生成。
工業(yè)生產(chǎn)中，金屬硫化礦的生物浸出主要采用槽浸方式進行。在此條件下，高效菌種難以附著在礦石表面，或容易受到礦石的撞擊而損傷。目前的解決措施研究多集中于固定化細胞技術和反應器的改進上。
現(xiàn)階段國內的研究較少從微生物生長所需營養(yǎng)條件角度進行。俄羅斯科學家將飼料工業(yè)廢棄的膠原蛋白降解而成的制劑應用于細菌浸礦過程中，對冶金微生物的浸礦效果有良好的促進作用；BIOX工藝的營養(yǎng)液中含有5％的酵母水解物；浸礦菌的生物量與浸出速率和浸出率有明顯的正相關性。因此，浸礦微生物營養(yǎng)學的研究有可能促進生物冶金效率低的問題的有效解決。
三、結束語
生物氧化預處理難浸金礦技術環(huán)境友好，成本低，處理手段簡單，是目前處理大規(guī)模低品位含金礦石及一些尾礦的可行性手段之一。隨著難浸金礦及低品位礦的開發(fā)，生物氧化技術將對我國黃金行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和生產(chǎn)方式的轉變產(chǎn)生深遠影響。從目前這項技術的應用效果來看，細菌氧化技術還有較大研究空間，有待廣大冶金工作者進一步開展工作。
歡迎訪問中國微生物菌種查詢網(wǎng)，本站隸屬于北京百歐博偉生物技術有限公司，單位現(xiàn)提供微生物菌種及其細胞等相關產(chǎn)品查詢、咨詢、訂購、售后服務！與國內外多家研制單位，生物醫(yī)藥，第三方檢測機構，科研院所有著良好穩(wěn)定的長期合作關系！