闵小波[1]2000年在《含砷难处理金矿细菌浸出基础理论及工艺研究》文中认为难处理金矿是我国急待开发利用的宝贵资源。本文以广西金牙含砷难处理金矿为研究对象，开展了难处理金矿细菌氧化的基础理论及工艺研究，其主要内容如下： 系统研究了Fe~(2+)离子氧化与细菌生长的规律。考察了各种因素对细菌氧化Fe~(2+)离子的影响，建立了Fe~(2+)离子浓度变化响应细菌生长的动力学模型：该模型确立了Fe~(2+)离子浓度变化与细菌生长动力学参数μ_m、K、ρ_b~0/Y之间的关系。根据实验中Fe~(2+)离子浓度ρ随时间t变化，用计算机编程拟合，能快速确定细菌生长动力学参数；另一方面，通过改变细菌生长的动力学参数，可以从理论上预示细菌生长过程中Fe~(2+)离子的氧化规律。 根据细菌浸出过程的特点，绘制了FeAsS-H_2O系、FeS_2-H_2O系电位-pH图。将此图与细菌活动电位-pH图进行有机结合，详细分析了细菌浸出过程中毒砂、黄铁矿溶解及产物生成的热力学。细菌生长环境正好处于矿物氧化溶解的范围，这表明细菌浸出毒砂、黄铁矿在热力学上是可能的。而毒砂、黄铁矿的浸出易于生成元素硫；一旦元素硫生成，由于其进一步氧化存在较高的势垒，如果没有细菌对其直接分解作用，三价铁离子不足以使它进一步氧化。此外，在毒砂、黄铁矿的浸出过程中，可能形成砷酸铁和黄钾铁矾两种沉淀产物。 采用新型矿物粉末微电极及稳态极化、循环伏安现代电化学测试手段，研究了毒砂、黄铁矿的电化学行为。考察了毒砂、黄铁矿的溶解规律。比较了细菌、三价铁离子及浸出过程中表面产物层对毒砂、黄铁矿浸出的影响，细菌的作用降低了黄铁矿的静电位，改变了黄铁矿表面物理化学状态，加快了黄铁矿的氧化；而细菌对毒砂的作用相对较小。在含三价铁的介质中，黄铁矿具有较强的反应惰性。 研究了黄铁矿、毒砂细菌浸出过程中主要参数（相关离子浓度、溶液pH值、电位、细菌浓度）变化的不同特点。黄铁矿细菌浸出过程中，溶液pH值显著下降，细菌大量吸附在黄铁矿表面，对于毒砂，溶液pH值下降平缓，表面吸附细菌较少。采用现代微区检测技术（SEM、EDS、XRD）详细分析了 中币大学瞩士学位论文 中文拘要 黄铁矿、毒砂浸出过程中表面性质的变化及最终产物的组成。黄铁矿表面形貌 呈现明显的选择性腐蚀特征，且硫优先溶出，浸出后主要产物为黄钾铁矾类物 质；而毒砂的腐蚀则在整个表面发生，表现出均匀腐蚀的特点，砷优先溶出， 浸出产物为元素硫、砷酸铁和黄钾铁矾。黄铁矿、毒砂细菌浸出过程特性的研 究发现黄铁矿、毒砂的氧化分别以细菌的直接作用和间接作用为主。这澄清了 许多文献报道的有关矿物细菌浸出的直接机理和间接机理的混乱之争。在此基 础上，通过建立黄铁矿、毒砂细菌浸出的能带模型，进一步阐明了细菌浸出的 机理。毒砂的腐蚀与三价铁离子产生的空穴注入价带有关：而黄铁矿的腐蚀则 主要通过吸附在表面的细菌将山溶解氧产生的空穴注入价带引起。 自行设计并组装了实验室规模的细菌半连续浸出新型流态化床反应器。研 究了广西金牙含砷浮选金矿细菌预氧化脱砷－氰化工艺，获得了理想的结果。 在叫值 2乃、三价铁离子浓度 6．sg／L、矿浆浓度 10％、浸出时间 4天的条件 下，批式流态化细菌浸出的脱砷率为82．5％，后续金的氰化浸出率为90％。用 3个串联的流态化生物反应器对金精矿进行半连续试验，浸出过程中各槽参数 表现了较好的稳定性，56天内砷的脱除率为 gi％，浸出 3一天也可脱除掉 82％ 的砷，后续的氰化浸金实验中金的浸出率分别可以达到 92％和 87．5％。研究结 果可为含砷难处理金矿细菌浸出的工业实践提供重要依据。
杨玮[2]2011年在《复杂难处理金精矿提取及综合回收的基础研究与应用》文中进行了进一步梳理目前,合理、高效、环保地开发利用难处理金矿资源己成为世界各产金国面对的主要技术问题,本文针对高铜含碳及含砷两种主要难处理金精矿,重点开展了高铜含碳金精矿添加助浸药剂强化浸出、氰尾浮选综合回收、生物氧化砷黄铁矿电化学、细菌氧化浸矿动力学及含碳高砷金精矿的预氧化提金等方面的试验研究,并在试验研究的基础上实施推广和工程化实践。高铜含碳金精矿的直接氰化浸出研究,研究了磨矿细度、浸出时间、氰化纳浓度、矿浆中溶解氧浓度和氧化铅用量等影响因素对金的浸出率和氰化钠消耗的影响,对常规浸出72h,金的浸出率和氰化钠单耗分别为89.48%和15.58kg/t的金精矿(含Cu2.28%),采用20mg/L氧溶解浓度和4kg/t氧化铅用量强化浸出48h,即可获得98.08%的金浸出率和5.60kg/t的氰化钠单耗指标,试验表明：富氧添加氧化铅强化处理高铜含碳金精矿,能有效抑制铜的浸出溶解和减少或消除碳对已浸出金的吸附,降低氰化钠的消耗量,可以显著强化氰化浸金效果。对多金属含硫金精矿直接氰化的浸渣,在考虑实施生产废水零排放的基础上,采用优先混浮分离后再分别进行铜铅分离和铅锌分离的技术路线综合回收铜铅锌等有价组分,试验表明：在利用贫液调浆的氰渣浮选综合回收中,游离氰根浓度和游离氧化钙浓度降低很快,保持二者浓度稳定有利于浮选分离,同时要充分考虑氰化体系中各重金属离子及其络合物对浮选的影响,依据要回收目的矿物选取合适的药剂制度和流程,在铜铅或者铅锌分离中,优先浮铅工艺更容易实现。通过考察TCJ混合菌种生长所需的适宜温度、pH值及有害离子耐受能力,研究其生长习性表明：该浸矿菌种可在33～45℃和pH值为0.8-1.8的范围内生长,最佳生长温度和pH值为40℃和1.5,对有害离子Cu2+Cl-及As3+的耐受极限浓度为10g/L、5g/L和3g/L,按照逐级放大的原则,重点对其耐氯能力和耐砷能力进行驯化,在金精矿氧化矿浆中TCJ菌耐受C1-浓度的临界值是2.7g/L,耐受矿浆中液相砷浓度的最高值为15g/L,可以处理含砷量在12%以下的金精矿,较好地提高了其活性和抗毒性能,为含砷难处理金精矿生物预氧化生产实践提供性能优良的浸矿复合型工程菌。利用线性扫描电化学测试技术,对砷黄铁矿在无菌和有菌的酸性介质中的氧化机理、电化学动力学及浸矿动力学进行研究,研究表明细菌的存在强化了阴极作用和砷黄铁矿与其它硫化矿物间的原电池效应,加速分解砷黄铁矿氧化过程产生的中间相,促进砷黄铁矿的氧化；在有菌9K培养基体系中,随着温度的升高,砷黄铁矿的腐蚀电位、阳极斜率、阴极斜率和极化电阻均降低,腐蚀电流密度增加,砷黄铁矿在温度高的体系中更容易被氧化腐蚀溶解；pH值在1.5-2.0区间变化时,砷黄铁矿电化学动力学参数变化不大,有利于细菌的生长繁殖和砷黄铁矿的稳定氧化,通过控制适宜的pH值,可以减少氧化体系中砷铁酸盐、铁的氢氧化物及单质硫的形成,提高砷黄铁矿氧化效果；电化学动力学和浸矿动力学研究表明,细菌的间接氧化机理在砷黄铁矿的氧化过程中发挥主导作用,含砷金精矿细菌氧化浸出动力学过程受固体产物层内扩散控制。通过对含碳高砷难处理金精矿细菌预氧化-氰化提金条件试验研究,优化氧化预处理和氰化浸出的工艺条件参数。对含碳高砷金精矿氧化预处理9d后,砷、铁及硫的脱除率分别达到95.77%、95.25%和86.64%,试样失重率为26.48%,氧化渣氰化浸出36h后,金和银的浸出率分别达到了95.68%和75.64%,比未经氧化预处理的金精矿常规氰化浸出72h的金、银浸出率分别提高了78.14%和24.71%,因此细菌氧化预处理不仅可以显著提高含碳高砷难处理金精矿的氰化浸出指标,而且还会大大缩短氰化浸出周期。采用富氧添加氧化铅氰化处理高铜含碳金精矿的工业化生产实践中,金的浸出率由常规氰化的88.56%提高到97.53%,氰化钠单耗由常规氰化的19.86kg/t降到11.68kg/t,在提高技术经济指标的前提下,有效生产能力由常规氰化的53.19t/d提高至72.8t/d,证明该工艺能有效提高金的浸出率,降低氰化钠单耗,缩短浸出时间,扩大生产能力。氰渣浮选综合回收生产实践表明,利用浮选的方法综合回收氰渣中铜铅锌是可行的,适宜的作业条件下能够生产出合格的精矿产品,但必须根据氰渣的特性及成分组成,充分考虑各组分受氰化物抑制程度的差异,选择适合的浮选工艺,原则上采用优先浮铅工艺,同时须密切关注和控制产品中元素互含超标的问题,否则会因为杂质超标降低品级销售而大大影响产品质量和企业的效益。含砷金精矿细菌预氧化提金工程化实践表明,TCJ菌可以用来直接氧化处理含砷量高达8%的难处理金精矿,对于含砷高达21.89%的难处理金精矿,通过配入一定比例的低砷碳酸盐型金精矿,使给矿铁砷摩尔比在4.6～5.2之间,高砷金精矿的铁、砷氧化脱除率分别由6.14%和7.38%提高到89.90%和93.60%,金、银浸出率分别由64.18%和35.93%提高到97.78%和88.83%,改善细菌氧化和浸出效果显著。本论文的研究为高铜含碳和含砷难处理金精矿的直接氰化浸出和生物预氧化—氰化浸出提供了理论和技术上的指导。
范艳利[3]2009年在《生物—化学两级循环反应器中难浸金矿的细菌氧化预处理研究》文中研究表明随着金矿的大规模开采,易浸的金矿资源日渐枯竭,难处理、低品位金矿将成为今后黄金工业的主要资源。近年来在微生物浸矿技术基础上开发的生物氧化法由于具环境友好成本较低,受到越来越多的重视。但在目前生物冶金研究领域中从细菌改良等菌种角度提高单菌氧化能力难有明显效果,需从优化细菌生长条件等角度提高整体细菌氧化能力,而细菌搅拌浸出中应用的生物反应器又普遍存在剪切力大、细菌磨损严重等缺点,因此,生物浸出技术迫切需要解决过程工程问题,开发具有柔和搅拌条件、高效的生物浸出反应器。本文基于细菌浸出的间接作用机理设计了一种生物-化学两级循环反应工艺,该工艺将传统的矿物生物浸出过程分为细菌生长,Fe~(2+)的细菌氧化的生物反应过程以及细菌氧化产物与矿物间的化学反应过程。该工艺流程为:在生物反应器中Fe~(2+)被At.f氧化为Fe~(3+),Fe~(3+)通过恒流泵进入化学反应器,并与其中的硫化矿进行反应产生Fe~(2+),然后这些Fe~(2+)又进入生物反应器被AT.f氧化为Fe~(3+),其后这些Fe~(3+)又被带入化学反应器,如此往复循环。本论文用该工艺对甘肃坪定含砷难处理金矿进行氧化预处理研究,首先对实验室现有的七种氧化亚铁硫杆菌用含砷难处理金矿进行驯化,从中选出该矿样的最佳菌种。在摇床温度30℃,转速180r/min条件下确定BY3菌种对该矿样浸出效果较好,并对该菌种生长条件进行优化,得出:BY3菌在9K液体培养基中的最佳生长条件为:30℃,pH1.5-2.0,接种量10%。在生物-化学两级循环反应工艺中,对固定化At.f和游离At.f浸出高砷难处理金矿进行比较,得出前者比后者的浸出率低4.2%,因此,本项目采用游离At.f来浸出高砷难处理金矿。实验确定了生物-化学两级循环反应器浸出甘肃坪定高砷型难处理金矿的最适理化条件(化学反应器温度70℃,Fe~(3+)浓度为6g/L(6K),矿石粒度-74μm,Ag~+5mg/L),在优化条件下,使用该反应器当该体系运行到第5天时,实验组砷的浸出率就可以达到81.79%,明显高于无菌组和30℃对照组的浸出结果。生物-化学两级循环反应器提高了浸出率,浸出时间缩短了一半,间接降低了微生物浸矿的成本,因此,在实际生产中具有可行性。
李骞[4]2007年在《含砷金矿生物预氧化提金基础研究》文中研究表明我国含砷金矿资源比较丰富,分布广泛。生物预氧化一氰化浸金法由于其金回收率高、成本低、无环境污染,越来越得到重视。但由于其周期长,加之某些重要环节的机理还未完全查清,影响了生物预氧化法的大规模工业应用。本论文运用电化学方法研究了砷黄铁矿在无菌和有菌体系下氧化的行为及腐蚀机理;在此基础上进行了生物氧化As(Ⅲ)和砷黄铁矿动力学的研究;并以含砷锑金精矿为对象,详细研究了生物预氧化一氰化浸出法提金过程。采用矿物粉末电极,运用线性极化和交流阻抗等电化学测试手段,模拟生物氧化体系,详细研究了砷黄铁矿氧化的电化学行为。研究发现砷黄铁矿在酸性溶液中,在0.2～0.3V处被氧化为As_2S_2,覆盖于电极表面,使电极表面发生钝化;随着电位的继续升高,As_2S_2被氧化生成亚砷酸,在0.8v以上,亚砷酸被氧化为砷酸,揭示了砷黄铁矿在酸性溶液中氧化的机理。添加细菌降低了砷黄铁矿氧化的静止电位以及腐蚀电位,且在细菌的作用下砷黄铁矿直接氧化为亚砷酸,消除了由于As_2S_2生成导致的电极表面钝化现象,证明细菌直接作用于矿物表面。在有菌外加三价铁体系中生物氧化的机理与酸性体系下的比较没发生变化,钝化物膜为As_2S_2,揭示了生物氧化钝化的机理;腐蚀速度是有菌时腐蚀速度的2倍,证实在三价铁存在时砷黄铁矿的生物氧化主要为铁离子的化学氧化作用。交流阻抗研究的结果与砷黄铁矿阳极氧化的结果一致,As_2S_2钝化膜的形成是阻碍砷黄铁矿继续氧化的主要原因,要使氧化过程中不形成钝化物就必须使体系电位大于0.3v(vsSHE),然而在0.3V(vsSHE)至0.8V(vsSHE)的范围内,砷主要以As(Ⅲ)的形态存在,这对细菌的存活是一大考验。溶液中三价砷的氧化行为动力学研究发现:随着As(Ⅲ)浓度的升高,细菌的活性逐渐降低,控制溶液中As(Ⅲ)的浓度是生物预氧化含砷金矿能否顺利进行的关键;Fe(Ⅲ)可以氧化As(Ⅲ),添加Fe(Ⅲ)后,在氧化的初期,As(Ⅲ)的氧化主要是作为添加剂的Fe(Ⅲ)的作用,从而降低溶液中As(Ⅲ)的浓度,为细菌的繁殖提供必须的条件,待细菌大量繁殖后主要是细菌氧化的间接作用使As(Ⅲ)向As(Ⅴ)转化;As(Ⅲ)的生物氧化与溶液中As(Ⅲ)的浓度、Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)离子浓度有相关关系,铁砷摩尔比高,则As(Ⅲ)的氧化率就高,所以控制溶液中铁离子的含量,防止沉铁反应可以强化As(Ⅲ)的氧化。生物氧化砷黄铁矿的矿浆电位为0.5v左右,避免了As_2S_2钝化膜的生成,但溶液中砷主要以As(Ⅲ)的形态存在,影响细菌的活性,从而影响砷黄铁矿的氧化;Fe(Ⅲ)离子优先氧化比较活泼的砷黄铁矿而非As(Ⅲ);添加黄铁矿后,由于其提供营养源以及形成原电池的作用强化了砷黄铁矿的氧化;控制合理的pH,温度以及转速等有利于砷黄铁矿的生物氧化。砷黄铁矿生物氧化理论研究结果可以指导实际含砷金矿的生物预氧化;对含砷为10.37%的锑金矿,未经生物氧化预处理时,金浸出率仅为41%;经生物氧化预处理12天后,金的浸出率达76.55%,提高了35.62个百分点;生物预氧化大大强化了含砷锑金矿的氰化浸出。另外,金的浸出率与脱砷率成正比关系,而且只需脱除部分砷就可以获得较高的金浸出率,脱砷率为60%时,金的浸出率可达90%以上。本论文的研究为含砷难处理矿的生物预氧化一氰化浸出提供了理论和技术上的指导。本论文得到国家自然科学基金创新研究群体项目(50321402)和国家重点基础研究发展生物973项目(2004CB619204)的资助。
苑洪晶[5]2013年在《协同强化含砷金矿生物预氧化的研究》文中研究指明摘要：含砷金矿生物预氧化由于其金回收率高、成本低、环境污染小等优点越来越得到重视,但同时浸矿周期长、氧化速率慢等问题制约了其进一步的发展。为此进行了氧化剂和金属离子协同强化生物预氧化的研究。含砷金矿生物预氧化的技术研究表明：对含砷19.32%的含砷金矿在无添加剂时生物预氧化周期长、浸出率低,氧化22天后砷的浸出率仅为7.48%；氧化剂和金属离子添加剂单独可以强化砷的浸出率,但效果仍然不显著；采用氧化剂和金属离子协同强化时砷的浸出率大幅提高。在Ag(Ⅰ)与Fe(Ⅲ)协同氧化17天后浸出率高达64.55%,较单独添加催化剂增大了49.66%,较单独添加氧化剂增大了39.55%。对含砷为8.73%的金精矿采用Ag(Ⅰ)与Fe(Ⅲ)协同氧化6天浸出率高达60%,氧化13天浸出率高达81%左右。电化学研究表明：过硫酸铵和铁离子使得阴极反应速率大大提高；单独添加铜离子和银离子均加速了砷黄铁矿的阳极溶解,更有利于As(Ⅲ)、Fe(Ⅱ)、S0的氧化,而且在与细菌共同作用时的强化效果最好,但铜离子作用时易产生钝化,而银离子则无钝化产生。研究结果为含砷金矿的生物预氧化的强化提供了理论和技术上的指导。图50张,表7个,文献综述111篇。
张永柱, 卢宜源, 张传福, 赵天从, 裘荣庆[6]1994年在《含砷难处理金矿的细菌预氧化－氰化法提金研究》文中提出研究了我国二种难处理会砷金矿（半壁山、包古图）的细菌（Ｔ．ｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓ）预氧化槽浸工艺及其基础理论，讨论了初始接种量、矿浆浓度、铁离子浓度及矿物工艺学参数等因素对细菌氧化毒砂的影响，初步探讨了细菌浸出机理及反应动力学，并讨论了砷硫化物氧化率、金解离率及金氰化浸出率的关系。
訾建威, 杨洪英, 巩恩普, 杨立, 赵玉山[7]2005年在《细菌氧化预处理含砷难处理金矿的研究进展》文中研究表明含砷难处理硫化矿经过细菌预氧化,将包裹Au的硫化矿物毒砂、黄铁矿等溶解、破坏,将Au暴露出来,可大大提高后续氰化浸出中Au的回收率。细菌氧化技术具有投入低、工艺简单、污染轻或无污染等优点。作者在回顾细菌浸矿发展历史与现状的基础上,着重阐述了含砷难处理金矿细菌氧化预处理的机理、氧化菌种和工艺流程,并提出了该技术现存的一些亟待解决的问题。
杨松荣[8]2004年在《含砷难处理金矿石生物氧化提金基础与工程化研究》文中研究指明本文对浸矿微生物(嗜中温的氧化亚铁硫杆菌，氧化硫硫杆菌和氧化亚铁微螺旋菌)在硫化矿物氧化过程中的作用机理及其生物氧化体系中各种物理化学因素的影响做了详细研究。依据嗜中温细菌的生长特性和硫化矿物的物理化学性质，利用生物氧化过程各种参数的变化，对含砷难处理的含金硫化矿物生物氧化过程进行了系统的分析和探讨，完善了生物氧化预处理工艺，并进行了工业应用。 对黄铁矿和毒砂两种单矿物进行了生物氧化和化学氧化的微观机理研究，从而提出了生物对硫化矿物选择性接触氧化机理及其作用模型。 在生物氧化的四相(液、固、气、微生物)体系的研究中，根据体系的特点，对与体系运行密切相关的矿物晶体结构(晶格能、键能)，物理化学因素(体系中温度、充气量、溶氧量、二氧化碳含量、矿物的浓度、粒度、剪切强度等)，电化学因素(Fe~(2+)、Fe~(3+)含量及As~(3+)、As~(5+)的转换等)及其不同菌种对Fe~(2+)的氧化能力进行了研究和分析，并通过讨论给出了理论上的解释，提出了自己的看法。 对试验细菌分离培养出了氧化亚铁硫杆菌(T.f.菌)和氧化硫硫杆菌(T.t.菌)，但没有发现氧化亚铁微螺旋菌(L.f.菌)。由于L.f.菌对Fe~(2+)的氧化能力远高于T.f.菌，故认为菌液中没有L.f.菌是矿浆最终电位较低的主要原因。 研究中对生物氧化体系的工程化因素，如原料中的不同物料配比和溶液中的铁砷摩尔比对生物氧化过程的影响、对中和渣的影响，系统的热量平衡、氧平衡、二氧化碳平衡、固体平衡等，进行了系统的理论分析和计算，并对生物氧化后的氧化渣碱浸原理和过程做了分析和理论推导。 论文对生物氧化预处理体系的工程化系统进行了详细的阐述，对高效节能生物反应器、多孔溶氧充气搅拌剪切分散系统、生物氧化后有害离子的脱除分离系统、氧化废液中和处理系统、生物氧化工艺所需的辅助系统、生物安全性和环境保护等问题进行了详细讨论。 对影响含砷难处理金矿石生物氧化预处理工艺的各种因素的系统研究，解决了我国首次靠自己技术建立的工业化生物氧化预处理提金厂所遇到的技术问题，使工艺条件更加完善，生产技术指标达到了世界先进水平。
冷非凡[9]2010年在《氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌对无机砷化合物抗性的比较研究》文中指出氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌是两种重要的嗜酸性、自养浸矿微生物,目前已经被广泛应用于各种矿物的生物氧化浸出等许多领域。本实验室从国内多个典型矿区分离得到了27株浸矿微生物菌株。经鉴定,其中,19株属于氧化亚铁硫杆菌,另外8株属于氧化硫硫杆菌。研究中,同时以模式微生物——氧化亚铁硫杆菌ATCC 19859菌株和氧化硫硫杆菌ATCC19377菌株作为对照菌株。通过对这些菌株进行无机砷化合物驯化实验,发现15株氧化亚铁硫杆菌和4株氧化硫硫杆菌对于无机砷化合物的抗性并不强,只能耐受较低浓度的As(Ⅲ)和As(Ⅴ)。另一方面,另外4株氧化亚铁硫杆菌(分别是BY-3, FY-3, H-3和TKY-2)和另外4株氧化硫硫杆菌(分别是DX-3, JY, LYS和YP-2)以及氧化亚铁硫杆菌ATCC 19859菌株和氧化硫硫杆菌ATCC 19377菌株,则能耐受较高浓度的亚砷酸盐和砷酸盐,且它们对于无机砷化合物的抗性能稳定遗传。驯化后的抗性菌株相比驯化前的野生菌株和非耐受菌株,具有明显优势。其中,亚砷酸盐抗性最高的菌株是LYS和BY-3,分别能耐受高于80 mM和60 mM的As(Ⅲ)；砷酸盐抗性最高的菌株是JY和TKY-2,分别能耐受超过120 mM和100 mM的As(Ⅴ)。在已有的关于浸矿微生物对无机砷抗性的报道中,这些菌株的抗性是最强的。雄黄矿和含砷难处理金矿是两种典型的砷含量较高的硫化矿,能够被嗜酸性、自养浸矿微生物氧化分解。利用以少量单质硫、Fe2+同时作为能源的双底物培养基浸矿体系,采用混合菌液对这两种硫化矿进行了浸矿小试。结果表明,经过无机砷驯化后的混合菌群的氧化、分解、浸出能力高于未经驯化的混合野生菌群。混合驯化细菌组对雄黄矿和含砷难处理金矿的砷浸出率分别达到了28.6%和45.0%；而混合非驯化细菌组仅分别为12.4%和22.9%。另外,空白组对砷的浸出作用不显著,在整个浸矿周期中,酸对于两种矿石中砷的最高浸出率仅分别有2.8%和11.2%,远低于另外两个生物处理组。在本研究中,我们采用PCR扩增法克隆了ars操纵子中的一个重要抗砷基因——arsC基因。通过对克隆的arsC基因进行测序和序列比对、聚类分析可知,氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌中的arsC基因与GenBank数据库中已有报道的arsC基因序列存在极高的相似性,证实了arsC基因在进化上的高度保守性。那些抗砷能力较高的浸矿菌株,其自身细胞内的一系列砷抗性蛋白在无机砷化合物的胁迫下被激活,行使各自的生物学功能,以达到抗砷和解毒的目的。但是,周围环境中亚砷酸盐或砷酸盐浓度的或高或低,将可能诱导微生物细胞内的砷抗性蛋白的种类和表达量出现差异。本研究结果显示,在不含砷和含砷的培养基中生长的抗性菌株与非抗性菌株之间的总膜蛋白含量并没有明显区别。采用SDS-PAGE技术对总膜蛋白样品进行分离,并对其中的蛋白质亚基的表达差异进行了初步分析。结果表明,氧化亚铁硫杆菌与氧化硫硫杆菌各实验菌株在不含砷和含砷的培养体系中分别生长时,总膜蛋白分离后的各蛋白亚基之间却存在较明显的差异。对两种菌而言,当它们在含砷的培养基中生长时的一些砷抗性蛋白的条带亮度和宽度都高于当它们在不含砷的培养基中生长时的情况。而且培养体系中的可溶性砷的浓度越高,这种现象越明显。
涂博[10]2014年在《高砷高硫难处理金矿提金新方法研究》文中指出金作为一种贵金属，由于其良好的物理化学特性而被广泛的应用于各个行业，对于国民经济的发展具有重要意义。随着工业的发展，易选金矿已经被开发殆尽；同时，各国越来越重视环保，氰化法因其剧毒性而要求被取代；且随着人们对金需求量的日益增加，如何保持黄金工业的可持续发展显得尤为重要。难处理金矿在金矿资源中所占比重较大，而高砷高硫金矿又是其中较为典型的一种，因此，对高砷高硫金矿处理工艺进行研究具有重要意义。原矿中含金12.8g/t、砷2.56%、硫7.52%，属于高砷高硫金矿。采用氰化、硫脲、氯化等方法直接浸出时，浸出率均小于16%，因此必须采用预处理的方法使金裸露出来。结合相关文献及实际试验研究，采用“焙烧预处理-氯化浸出”工艺。焙烧预处理研究表明，采用低温氧化焙烧工艺，通过加入氧化剂对包裹金的黄铁矿和砷黄铁矿进行氧化，使其包裹结构破裂，从而使金暴露。对影响焙烧过程的各个因素进行了单因素试验，考察了各因素对最终的浸出结果造成的影响，其最优的焙烧条件为:氧化剂（氯酸钠和过硫酸铵）质量为原矿质量的18%，焙烧药剂配比为7:3（氯酸钠:过硫酸铵），焙烧温度500℃，焙烧时间120min，该焙烧条件下金浸出率为80.59%。并对氧化焙烧的机理进行了分析，首先是药剂的分解，在150℃~200℃时，过硫酸铵分解放出SO2和O2，生成的SO2和氯酸钠发生作用释放出Cl2，包裹金的黄铁矿和砷黄铁矿一方面与氯酸钠发生反应，另一方面被Cl2氧化，最终硫以SO2的形式，As以As2O3的形式被固定下来。浸出试验研究表明，由于酸性条件下氯酸钠分解会放出氯气，而氯气是金的有效浸出剂，同时氯酸钠具有强氧化性，在二者的共同作用下，金以AuCl4-的形式被浸出。对影响浸出的各个因素进行了单因素试验和正交试验，分析考察了药剂用量、浸出温度、浸出时间等因素对于浸出率的影响。其最佳浸出条件为:氯酸钠用量90kg/t，氯化钠用量32kg/t,,浸出温度为80℃，浸出时间120min，搅拌强度为700r/min，得到84.1%的金浸出率。各因素对浸出率影响的顺序为：氯酸钠用量>浸出温度>浸出时间>液固比>氯化钠用量。从浸出热力学和动力学的角度对金氯化浸出的机理进行了简单分析。分别绘制了25℃和80℃条件下Au-Cl-H2O系E-pH图，其浸出过程为扩散控制和化学反应控制共同作用，化学反应占主导时，表观活化能为11.43KJ/mol
参考文献：
[1]. 含砷难处理金矿细菌浸出基础理论及工艺研究[D]. 闵小波. 中南大学. 2000
[2]. 复杂难处理金精矿提取及综合回收的基础研究与应用[D]. 杨玮. 中南大学. 2011
[3]. 生物—化学两级循环反应器中难浸金矿的细菌氧化预处理研究[D]. 范艳利. 兰州大学. 2009
[4]. 含砷金矿生物预氧化提金基础研究[D]. 李骞. 中南大学. 2007
[5]. 协同强化含砷金矿生物预氧化的研究[D]. 苑洪晶. 中南大学. 2013
[6]. 含砷难处理金矿的细菌预氧化－氰化法提金研究[J]. 张永柱, 卢宜源, 张传福, 赵天从, 裘荣庆. 中国有色金属学报. 1994
[7]. 细菌氧化预处理含砷难处理金矿的研究进展[J]. 訾建威, 杨洪英, 巩恩普, 杨立, 赵玉山. 贵金属. 2005
[8]. 含砷难处理金矿石生物氧化提金基础与工程化研究[D]. 杨松荣. 中南大学. 2004
[9]. 氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌对无机砷化合物抗性的比较研究[D]. 冷非凡. 兰州大学. 2010
[10]. 高砷高硫难处理金矿提金新方法研究[D]. 涂博. 武汉理工大学. 2014