嗜熱金屬硫葉菌浸出碳質(zhì)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(zhì)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(yán)重，還造成資源的巨大浪費(fèi)。采用化學(xué)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(shù)開始應(yīng)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(jìn)行了規(guī)?；a(chǎn)。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(xiàn)，鉬對常溫細(xì)菌產(chǎn)生很強(qiáng)的毒性，

2、導(dǎo)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(jìn)行了多種情形下的搖瓶浸出，然后結(jié)合膜技術(shù)和離子交換技術(shù)將礦在MBR系統(tǒng)中進(jìn)行浸出研究。研究結(jié)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(dá)到接近400mg/L，對鎳的耐受濃度可以達(dá)到950mg/L左右。有較強(qiáng)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(zhì)復(fù)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(dá)到91.78％和65.98％(而無菌浸出時(shí)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(jìn)行表面電鏡觀察，發(fā)現(xiàn)無菌浸出的礦物表面很光滑，而細(xì)菌浸出的礦粒表面存在大量的細(xì)菌活動的“腐蝕坑”，說明細(xì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，前者鎳和鉬的浸出率分別達(dá)到93.17％和73.52％，高于后者的67.34％和38.36％。
　　3.在用透析袋將細(xì)菌與礦物隔離的浸出實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，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(dá)到95.30％和63.46％?？梢娊饘倭蛉~菌對鎳鉬礦的浸出過程中，細(xì)菌與礦物的接觸是必要的。通過細(xì)菌與礦物的接觸，細(xì)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(jìn)出礦物表面的障礙。在浸出過程中，細(xì)菌的另一個(gè)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(shí)驗(yàn)表明，F(xiàn)e3+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(dāng)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(nèi)，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(yīng)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(xì)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(fù)相關(guān);浸出需在酸性條件下進(jìn)行，初始pH=2時(shí)，浸出效果最好;礦物粒徑越小，鎳和鉬的浸出率越高;細(xì)菌接種量有一個(gè)最佳點(diǎn)，以10％(v/v)接種量的浸礦效果最好。較好的細(xì)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(jìn)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(xì)菌浸出的元素以及鎳鉬礦的特殊結(jié)構(gòu)有關(guān)。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(xiàn)，以超濾系統(tǒng)膜的截留作用使鉬離開浸出液而細(xì)菌留下，可以控制浸出液

8、的鉬濃度和保持細(xì)菌濃度。當(dāng)溫度65℃，pH=2，礦漿濃度達(dá)到10％時(shí)，浸出時(shí)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(dá)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(shí)，鎳和鉬的浸出率均不理想，因?yàn)榈退姐f的控制，超濾走的浸出液量較大，導(dǎo)

9、致其中Fe3+的損失而影響了鎳和鉬的浸出率。當(dāng)浸出液鉬濃度被控制在較低水平時(shí)，采用MBR是不合適的。
　　8、為了達(dá)到既能控制浸出液中鉬濃度又能保留其中的Fe3+，進(jìn)行了MBR與離子交換結(jié)合的細(xì)菌浸出實(shí)驗(yàn)，將超濾后的浸出液經(jīng)離子交換吸附鉬后再返回浸出體系。但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，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(shí)，浸出液的處理量較大時(shí)，同樣出現(xiàn)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