嗜熱金屬硫葉菌浸出碳質鎳鉬礦的研究.pdf

1、對于含有多種金屬、多種礦物成分的膠態(tài)碳質鎳鉬礦，通常用高溫焙燒的方法冶煉。而氧化焙燒不僅高耗能，且污染嚴重，還造成資源的巨大浪費。采用化學浸出法浸出鎳鉬礦也有不少嘗試，但效果很有限，且成本很高。近十年來，微生物冶金技術開始應用于硫化礦的浸出，在硫化銅礦等多種礦物取得了成功，有的還進行了規(guī)?；a。對于鉬礦的生物浸出，也有許多探索性研究，但都局限于氧化亞鐵硫桿菌等常溫菌的常規(guī)浸出研究。
　　以往研究發(fā)現，鉬對常溫細菌產生很強的毒性，

2、導致浸出效果很差。為了解決浸出過程中的鉬中毒問題，本研究采用對鉬具有一定耐受性的古生嗜熱菌---金屬硫葉菌作為浸礦菌種，對鎳鉬礦進行了多種情形下的搖瓶浸出，然后結合膜技術和離子交換技術將礦在MBR系統中進行浸出研究。研究結果表明:
　　1、金屬硫葉菌在一定程度的馴化后，該菌對鉬的耐受能力可以達到接近400mg/L，對鎳的耐受濃度可以達到950mg/L左右。有較強的氧化亞鐵的能力，也有能將元素硫氧化成硫酸的能力。是一種比較理想的浸出

3、碳質復雜鎳鉬礦的嗜熱古生菌種。
　　2、鎳鉬礦的無菌浸出和有菌浸出有明顯差別，后者的鎳和鉬的浸出率比前者高許多，分別達到91.78％和65.98％(而無菌浸出時鎳和鉬的浸出率分別為77.64％和50.19％)。對浸出過程中有菌和無菌浸樣的礦物進行表面電鏡觀察，發(fā)現無菌浸出的礦物表面很光滑，而細菌浸出的礦粒表面存在大量的細菌活動的“腐蝕坑”，說明細菌對礦物的浸出是表面腐蝕作用。此外，嗜熱金屬硫葉菌和中溫氧化亞鐵硫桿菌對鎳鉬礦的浸出對

4、比實驗結果表明，前者鎳和鉬的浸出率分別達到93.17％和73.52％，高于后者的67.34％和38.36％。
　　3.在用透析袋將細菌與礦物隔離的浸出實驗中發(fā)現，鎳和鉬的浸出率分別為75.86％和54.69％，而同等條件下非透析處理的鎳、鉬浸出率則達到95.30％和63.46％?？梢娊饘倭蛉~菌對鎳鉬礦的浸出過程中，細菌與礦物的接觸是必要的。通過細菌與礦物的接觸，細菌將礦物周圍的S0氧化成5O42-而將硫膜不斷清除，從而消除了Fe3

5、+、Fe2+進出礦物表面的障礙。在浸出過程中，細菌的另一個重要作用是將浸出液中的Fe2+不斷地氧化成Fe3+，而Fe3+是鎳鉬礦的重要浸出劑。
　　4、實驗表明，Fe3+是鎳鉬礦的重要氧化劑，但并非Fe3+濃度越高，鎳鉬礦的鎳和鉬浸出率越高。當浸出液中的Fe3+濃度超過4.0g/L之后，浸出率不再升高。這表明，在一定Fe3+濃度范圍內，礦物鎳和鉬的浸出率除受到浸出液Fe3+濃度的影響外，還受到電位以及礦物的原電池效應的影響。由于浸

6、出液的電位不高（500mv左右），加上礦物中鉬與礦物中銅等金屬離子形成原電池，因此，鉬的浸出率較低，浸出速度也相對較慢。
　　5、礦漿濃度、pH、礦物粒徑、細菌接種量等因素對鎳鉬礦中鎳和鉬的浸出率影響較大。礦漿濃度與浸出率呈負相關;浸出需在酸性條件下進行，初始pH=2時，浸出效果最好;礦物粒徑越小，鎳和鉬的浸出率越高;細菌接種量有一個最佳點，以10％(v/v)接種量的浸礦效果最好。較好的細菌浸礦條件為:溫度65℃，接種量為10％，

7、初始pH=2，礦物粒徑0.048mm，礦漿濃度5g·L-1。鎳和鉬的浸出率分別為99.97％和85.29％。
　　6、進行了金屬硫葉菌對低品位輝鉬礦的浸出。在相同的浸出條件，輝鉬礦比鎳鉬礦的浸出效果差得多。這可能是由于鎳鉬礦含有更多的硫、鐵及碳等有利于細菌浸出的元素以及鎳鉬礦的特殊結構有關。說明金屬硫葉菌更適合鎳鉬礦的浸出。
　　7、通過MBR對鎳鉬礦的浸出發(fā)現，以超濾系統膜的截留作用使鉬離開浸出液而細菌留下，可以控制浸出液

8、的鉬濃度和保持細菌濃度。當溫度65℃，pH=2，礦漿濃度達到10％時，浸出時間20d，浸出過程中用MBR將浸出液的鉬控制在接近395mg/L，此條件下鎳和鉬浸出率分別達到了79.57％和56.23％，比同等條件下的柱浸效果好。說明在較高鉬濃度下采用MBR浸出是有利的。但鉬濃度分別控制在≤160mg/L、≤250mg/L、≤300mg/L、≤350mg/L）的較低水平時，鎳和鉬的浸出率均不理想，因為低水平鉬的控制，超濾走的浸出液量較大，導

9、致其中Fe3+的損失而影響了鎳和鉬的浸出率。當浸出液鉬濃度被控制在較低水平時，采用MBR是不合適的。
　　8、為了達到既能控制浸出液中鉬濃度又能保留其中的Fe3+，進行了MBR與離子交換結合的細菌浸出實驗，將超濾后的浸出液經離子交換吸附鉬后再返回浸出體系。但實驗發(fā)現，樹脂吸附鉬也能部分吸附Fe3+，因此，在超濾-離子交換處理浸出液時，浸出液的處理量較大時，同樣出現浸出液中的Fe3+損失問題，即造成Fe3+被吸附而離開浸出體系，從而