细菌堆浸过程

一、菌种的筛选分离与驯化

目前用于铀、铜、金堆浸的菌种都是先从含硫化矿物的酸性矿坑水中分离筛选出来，再在室内加以驯化培养而成。在培养的初始阶段常以（NH₄)₂SO₄，K₂HPO₄，KCl，MgSO₄·7H₂O，Ca（NO₃）₂，FeSO₄·7H₂O等作为细菌的营养成分加入，其使用浓度（g∕L）分别为：0.45，0.15，0.05，0.50，0.01，60。控制pH值为2左右，并不断充气，待到溶液中的细菌数量达到10⁹个∕ml即可作为种液。

二、溶浸液接种量

用上述培养的种液，加入到pH值为2左右的溶浸液中，种液量一般为溶浸液量的10%～20%，控制溶浸液中的细菌数达到10⁶～10⁸个∕ml。

三、浸出过程中pH值控制

加入菌种后的溶浸液可用来喷淋矿石，在喷淋循环中，pH值上升到3.0左右，则需补加硫酸；个别情况，氧化反应强烈，pH值可能降到0.5，浸出过程中应注意保持细菌生长的环境。

四、温度和充气量的控制

由于细菌对硫化矿的氧化是放热反应，故应小心控制喷淋循环过程的温度在38℃以下；此外对溶浸液应充气补氧，充气量控制在0.15～0.20L∕L_溶液。

五、铀矿细菌堆浸浸出液的循环与处理

铀矿细菌堆浸时，浸出所需酸度与细菌生长繁殖所要求的介质pH值相一致；在细菌氧化硫化矿的过程中，铀也同时被浸出，所以浸出液中的铀用离子交换树脂吸附后，吸附尾液一般可直接返回堆场作溶浸液，如此循环，直到整个浸出周期结束。在循环中仅需要维持细菌生长繁殖的条件即可。如果铀矿细菌堆浸浸出液中的铀采取有机溶剂萃取法回收，则循环使用会遇到麻烦，因为有机物对细菌的生长繁殖不利。若采用两步沉淀法回收浸出液中的铀，由于尾液中的铁大量减少，以及介质pH值升高，同样对细菌的生长繁殖不适。所以在上述两种情况下，经过回收铀后的尾液不宜直接返回堆场作溶浸液。

六、金矿细菌堆浸液与预处理渣的氰化

金矿堆浸的细菌预处理的条件和铀矿相同，在细菌预先处理的过程中，不断测定溶液中砷的浸出程度，待矿石中砷黄铁矿被氧化达到预定要求后，即停止细菌预处理，排出溶液留作下个浸出周期或新堆使用；同时用碱性水洗涤预处理渣（经过细菌预处理的矿石堆），彻底消除矿石中的硫酸及其他酸性物质，待矿石堆的出水pH值达到9～9.5后再行氰化堆浸。

七、铜矿石细菌堆浸工艺

迄今，细菌堆浸应用最多的还是铜矿。铜的硫化矿，无论是次生的，还是原生的，或是其混合矿采用细菌堆浸都有很多成功的实例。细菌氧化硫化铜矿的反应如下：

次生硫化矿  CuS＋2O₂  CuSO₄

原生硫化矿  CuFeS₂＋4O₂  CuSO₄＋FeSO₄

细菌堆浸中还产生硫酸，其原因在于硫化铜矿石中始终存在黄铁矿，细菌氧化黄铁矿产生硫酸的反应。

铜矿的细菌堆浸工艺已完全成熟，并得到了最广泛的应用，尤其在铜废石的堆浸方面。美国亚利桑那州的Copper Queen矿，我国的德兴铜矿等都采用细菌堆浸铜废石，虽然铜品位很低（0.2%～0.3%），但因废石量巨大，产铜量仍很高。

铜的废石堆浸均系原矿堆浸，矿石不经破碎，工艺相对简单，故成本低，效益可观。

铜矿细菌堆浸的工艺流程如图1所示。

图1  铜矿细菌堆浸工艺流程示意图