一、國(guó)內(nèi)外工業(yè)應(yīng)用狀況
難浸金礦的細(xì)菌氧化預(yù)處理最先是法國(guó)人于1964年提出的。法國(guó)人首次嘗試?yán)眉?xì)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(yàn)結(jié)果。經(jīng)歷多年的理論研究，難浸金礦生物預(yù)氧化技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用階段，并逐漸發(fā)展出精礦槽浸和貧礦堆浸2個(gè)技術(shù)方向。1986年，南非金科公司的Fairview金礦建立起世界上第1座細(xì)菌氧化提金廠，實(shí)現(xiàn)了難浸金礦細(xì)菌氧化預(yù)處理在世界上的首次商業(yè)應(yīng)用；之后，巴西、澳大利亞、美國(guó)、加納、秘魯?shù)壬镱A(yù)處理金礦的工廠紛紛投入運(yùn)營(yíng)。世界上第1座大型細(xì)菌處理廠是加納的Ashanti生物氧化系統(tǒng)，1995年擴(kuò)建，設(shè)計(jì)規(guī)模為960t/d。這一技術(shù)的最大特點(diǎn)是細(xì)粒浮選金精礦的浸出過(guò)程在充氣攪拌浸出槽中進(jìn)行，具有代表性的是采用中溫細(xì)菌的BIOX工藝。在BIOX工藝產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)上，高溫菌種的采用和基礎(chǔ)金屬的同時(shí)提取等技術(shù)快速發(fā)展，生物技術(shù)從開(kāi)發(fā)到產(chǎn)業(yè)化過(guò)程越來(lái)越短。近年來(lái)，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(xì)菌氧化廠，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。隨后，GeoBiotics公司在總結(jié)前3種工藝（BIOX, Bactech和MIN－BAX）優(yōu)點(diǎn)基礎(chǔ)上，推出了Geobiotics工藝，在美國(guó)Newmont建成了生物堆浸廠，大大促進(jìn)了生物浸金技術(shù)的發(fā)展。細(xì)菌冶金在美國(guó)的礦冶工程中已占有相當(dāng)重要的地位，美國(guó)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(lái)，國(guó)內(nèi)細(xì)菌氧化—氰化提金工藝發(fā)展很快，取得了一些突破性進(jìn)展。陜西中礦公司于1998年建成我國(guó)第1座10 t/d規(guī)模的細(xì)菌氧化法提金試驗(yàn)廠;2000年，我國(guó)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(chē)間在煙臺(tái)黃金冶煉廠正式投產(chǎn)，標(biāo)志著我國(guó)從難處理金礦中提取金的工藝研究已從科研階段轉(zhuǎn)向工業(yè)生產(chǎn)階段；2001年，萊州黃金冶煉廠從國(guó)外引進(jìn)的100 t/d規(guī)模的細(xì)菌氧化—氰化浸出工藝投入生產(chǎn)。在以后的幾年中，我國(guó)已成為采用生物氧化—氰化浸出提金工藝最多的國(guó)家。
二、存在的主要問(wèn)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(zhǎng)，浸出速率低，限制了其擴(kuò)大應(yīng)用。實(shí)際生產(chǎn)中，要達(dá)到硫化礦物必要的氧化率（65％～95％），堆浸時(shí)間一般都需幾天、幾個(gè)月甚至幾年，槽浸時(shí)間一般也要4～5d，而其他濕法冶金技術(shù)則只需數(shù)小時(shí)。長(zhǎng)時(shí)間反應(yīng)造成的操作費(fèi)用的增加使這種工藝原有的經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)在相當(dāng)大程度上被抵消了，因而制約了其工業(yè)化應(yīng)用進(jìn)度。冶金、生物科研工作者因此一直致力于生物浸出機(jī)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(xì)菌，更耐熱的中、高溫菌（工作溫度(45℃）對(duì)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(xué)浸出速度比較快；另一個(gè)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(yīng)的進(jìn)行，促進(jìn)了浸礦速率的提高。因此，姚國(guó)成等投向了中、高溫菌強(qiáng)化浸出的應(yīng)用研究中。預(yù)計(jì)中高溫菌的選育及馴化研究將為難處理金礦的開(kāi)發(fā)提供更合適的細(xì)菌資源。此外，基因重組技術(shù)已開(kāi)始被用于優(yōu)良菌種的開(kāi)發(fā)之中。
浸礦過(guò)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?qū)影部赏ㄟ^(guò)多菌種混養(yǎng)方式得以解決；黃鉀鐵礬可通過(guò)控制溶液酸度或改變營(yíng)養(yǎng)液配方并采取分段浸出方式來(lái)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(jìn)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(xì)胞技術(shù)和反應(yīng)器的改進(jìn)上。
現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)的研究較少?gòu)奈⑸锷L(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)條件角度進(jìn)行。俄羅斯科學(xué)家將飼料工業(yè)廢棄的膠原蛋白降解而成的制劑應(yīng)用于細(xì)菌浸礦過(guò)程中，對(duì)冶金微生物的浸礦效果有良好的促進(jìn)作用；BIOX工藝的營(yíng)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(guān)性。因此，浸礦微生物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的研究有可能促進(jìn)生物冶金效率低的問(wèn)題的有效解決。
三、結(jié)束語(yǔ)
生物氧化預(yù)處理難浸金礦技術(shù)環(huán)境友好，成本低，處理手段簡(jiǎn)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(kāi)發(fā)，生物氧化技術(shù)將對(duì)我國(guó)黃金行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。從目前這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用效果來(lái)看，細(xì)菌氧化技術(shù)還有較大研究空間，有待廣大冶金工作者進(jìn)一步開(kāi)展工作。
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