细菌辅助的堆浸
澳洲基里朗崩（Girilambone）矿[1]上部为孔雀石和蓝铜矿，于1993年开工进行氧化矿的堆浸，年产铜14000t。矿床下部硫化矿逐渐增多，占含铜矿石的65%，主要为辉铜矿，向底部延伸主要为黄铜矿。在lvalue="0" UnitName="mm">00mm直径小型柱中细菌浸出的结果表明，浸取25天，辉铜矿浸取率达97%，而黄铜矿仅浸出27%,至710天才达42%。铁的浸出比铜快，25天为42%。柱浸试验还表明，即使不接种菌种，浸出液中也逐渐出现铁硫杆菌，但费时甚长，因此还是需要接种。
进而在value="6" UnitName="m">6m高的大柱中进行试验,开始的浸取速度取决起始酸度,以含value="8" UnitName="g">8g/L硫酸的萃余液进行浸取，155~158天时酸增加至value="15" UnitName="g">15g/L。起始铜浸出速度较慢，微生物的作用在99天时开始明显。此时pH值为2.9，Fe（II）氧化为Fe（III）而沉淀。起始酸度为value="54" UnitName="g">54g/L时，一开始浸取速度就很快，22天铜浸取达23%，酸度下降，此时进行接种。第74天时微生物开始起作用。但是，在后期铁依然从溶液中沉淀析出。
在设计堆浸时，考虑到黄铜矿比例的不断增加，平均浸取率定为78%。采用两段浸取，即老堆流出的低铜溶液用于新堆浸取。矿石平均含铜2.5%，远比其他矿山要高得多。矿石粉碎至value="12" UnitName="mm">-12mm，堆高5~value="6" UnitName="m">6m。开始阶段的新堆筑在新堆场，以后要筑在旧的氧化矿堆上。喷淋速度value="13" UnitName="l">13L/h·m2，堆中通空气，设计的堆温为value="30" UnitName="℃">30℃。新堆开始浸取时采用的酸度为value="50" UnitName="g">50g/L,35天后降至value="8" UnitName="g">8g/L，平均耗酸value="14" UnitName="kg">14kg/t矿石。不过，根据柱浸的结果，铁矿也部分浸出，产生硫酸。因此，酸可能会过剩，要引出一部分进行中和，所以设计了中和槽。
虽然设计期望的堆温为value="30" UnitName="℃">30℃，但在冬季实际测量的结果是value="12" UnitName="℃">12℃，浸取液才value="8" UnitName="℃">8℃。浸取速度明显下降，堆的周期比预期的要长。采用滴液要比喷淋有利于减少热量损失，但是，由于滴管口有盐析出造成堵塞，未能被采用。
分析基里朗崩矿运行中典型的铜浸取率和浸取时间的关系曲线，可以分为两个区域。第一区域上升比较陡峭，主要是酸的化学浸出在起作用，后来的浸出速度变缓慢，是细菌在浸取硫化矿。此后堆内条件的变化，如矿石粉化，塌陷导致堆的阻力增大，使浸取速度进一步降低。
一年的运转结果表明，这个矿用细菌堆浸处理高品位混合铜矿是成功的，氧化矿的浸取率达84%，硫化矿78％，年处理矿石750万t。浸取液含铜4. value="8" UnitName="g">8g/L，萃余液value=".3" UnitName="g">0.3g/L。
极端嗜热菌浸取黄铜矿
中温菌浸取黄铜矿也导致钝化，即产生的单质硫阻止进一步的浸取反应。但是近年报道的结果说明，中温菌和极端嗜热菌浸取黄铜矿则钝化现象很不明显。
工厂化的细菌浸取设备要求很高，因此需要较高的投资。最近有一家公司开发了一种方法，用于黄铜矿的浸取，投资和生产成本很低[2]。这种方法的核心是将黄铜矿精矿的矿浆喷在普通岩石块上，再堆浸，并在堆中接种菌种。他们没有特别说明所使用的岩石的名称，但是肯定应该是可以耐酸的岩石，要求破碎到6~value="25" UnitName="mm">25mm。包的石块外面的矿浆层厚度约为lmm，使岩石和精矿的质量比在5/1~10/1之间。
当石块从皮带输送机末端流下时，矿浆通过两个喷嘴从不同方向喷向石块，黏附在石块上。包覆了矿浆的石块直接筑成堆浸，不再搬动。据称，由于黄铜矿憎水，因此黏附在石块上的精矿在喷淋浸取液以及下雨时，并不会从石块表面被冲刷脱落。[next]
在一个柱浸试验中使用的样品含铜26.1％、铁29.7%、硫29.0%和碳酸钙0.5%，矿物分析结果是黄铜矿75.4%、黄铁矿14.5%（其中63%为磁黄铁矿）。其中酸溶铜1.5%、酸溶铁2.1%。柱高value="6" UnitName="m">6m、直径value=".144" UnitName="m">0.144m，下面通入空气，试验中，并掺入氧气或二氧化碳。他们先在常温下接种中温菌，浸取25d，反应速度明显下降。升温至value="50" UnitName="℃">50℃接种嗜热菌，浸取至50d，铜的浸取率达到50%，反应速度再次下降。再升温至value="70" UnitName="℃">70℃，接种极端嗜热菌，浸取率不断上升，至150d，达到80%以上，还将继续升高。这个试验说明，不同菌种浸取能力存在很大差别，如下图所示。在另一项试验中，从开始即升温到value="70" UnitName="℃">70℃，并直接接种极端嗜热菌，140d时浸取率就达到97.5%。起始两个星期，细菌处于繁殖阶段，浸取速度很慢。而后达到每天铜的浸取率1.14%，80d后，随着矿石品位降低，逐渐下降，150d的日平均浸取率为0.70%。
通过多次试验结果的比较表明，铜的浸取率和矿石中硫的氧化呈线性关系。硫化矿除在起始阶段氧化为单质硫之外，以后单质硫逐渐降低。这有助于理解极端嗜热菌浸取黄铜矿时没有明显钝化作用的原因，如下图所示。[next]
最近日本学者[3]研究在value="65" UnitName="℃">65℃下,极端嗜热菌耐酸布雷尔莱菌(Acidianus Brierlay )[4］浸取黄铜矿，再次证明其浸取速度远高于其他菌种。浸取机理以吸附于矿石表面的细菌对矿石的直接氧化为主，高铁离子的氧化仅占很小的比例。这个发现可以从另一方面解释这种细菌克服单质硫阻滞浸取反应的机理。他们还根据小试验的结果建立了模型，推测了在搅拌反应器中,连续浸取的最佳条件是细菌浓度1014个/m3,固液比5~value="10" UnitName="kg">10kg/m3。
参考文献:
1.Nicholson H M,Smih G R,et al.,conf.Proc. BIOMINE'94,Sep.19-20,1994,Perth,western Australia,Paper II
2.Harvey P et al,Conf.Proc.BIOMINE'99,88-97
3.Konishi Y,et al.,Hydrometallurgy,2001,59:271-282
4.Brierlary，C.L.，Brans R.，Conf. Proc. BIOMINE'94，Sep.19-20,1994，Perth，Western Australia,Paper V
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