細菌浸出

細菌浸出

利用細菌的生物氧化作用,從礦石中浸出某些有用金屬的濕法冶金工藝過程。

定義

細菌浸出又稱細菌選礦,指利用細菌的生物氧化作用,從礦石中浸出某些有用金屬的濕法冶金工藝過程。

簡介

細菌浸出示意圖 細菌浸出示意圖

用於浸出有色金屬的含鐵硫化礦的菌種有氧化硫桿菌(thiobacillus thiooxidans)和氧化鐵硫桿菌( thiobacillus ferrooxidans),後者在鈾的細菌浸出中套用尤為廣泛。這類菌種是從酸性礦坑水中分離出來的短桿菌,其特徵:端圓,細胞寬0.5μ m,長1.0-1.5μm,好氣,生長溫度15-30℃,生長pH值為1.5-4.0,對元素硫和硫代硫酸鹽有不同的氧化能力。

舉例

含鐵硫化礦的細菌浸出

細菌浸出示意圖 細菌浸出示意圖

用於浸出有色金屬的含鐵硫化礦的菌種有氧化硫桿菌(thiobacillus thiooxidans)和氧化鐵硫桿菌( thiobacillus ferrooxidans),後者在鈾的細菌浸出中套用尤為廣泛。這類菌種是從酸性礦坑水中分離出來的短桿菌,其特徵:端圓,細胞寬0.5μ m,長1.0-1.5μm,好氣,生長溫度15-30℃,生長pH值為1.5-4.0,對元素硫和硫代硫酸鹽有不同的氧化能力。

反應原理

氧化鐵硫桿菌在浸出鈾的過程中,主要起間接催化作用,能促進黃鐵礦和硫酸亞鐵的氧化,主要反應式如下:

2FeS+ 7O + 2HO 2FeSO + 2HSO (1)

4FeSO十 O + 2HSO2Fe((SO)十 2HO (2)

UO十 Fe(SO)→ UOSO + 2FeSO (3)

從式(2)得到的含高鐵菌液作為浸出劑,可按式(3)將U(Ⅳ)氧化為U(Ⅳ)後,轉入溶液,繼而通過離子交換或萃取,分離鈾、鐵及其他雜質。菌液中的亞鐵按式(2)藉助細菌的作用再生為高鐵,返回用於浸出鈾礦石。採用生物膜將亞鐵氧化為高鐵的連續氧化法,效率高,並能連續進行。

優點

細菌浸出鈾可降低酸耗,不需要諸如MnO或NaC1O這些氧化劑,用於堆浸、地下浸出和滲濾浸出中,可省掉細磨和固液分離工序:用於常規浸出中,可獲得較高的鈾浸出率。細菌浸出不僅適用於低品位礦石的處理,而且對某些品位較高的礦石也適用。它適於處理矽酸鹽礦,尤其對含有黃鐵礦的原生鈾礦更為適宜。

套用細菌浸出法可從礦石中綜合提取鈾、銅、鎳、錳等金屬。

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