微生物在無機(jī)化工工藝及燃煤脫硫中的應(yīng)用

許 筠

（湖南輕工研究院，湖南長沙 410015）

微生物在無機(jī)化工工藝及燃煤脫硫中的應(yīng)用

許 筠

（湖南輕工研究院，湖南長沙 410015）

現(xiàn)階段，我國礦產(chǎn)資源的儲(chǔ)備量較低，難以滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展對于資源消耗量的需求，而且在礦產(chǎn)資源的開發(fā)上，對于難以處理的問題，普遍采取回避態(tài)度，這讓礦產(chǎn)資源已經(jīng)出現(xiàn)供需矛盾的現(xiàn)狀更加嚴(yán)峻，另外礦產(chǎn)資源的不合理開發(fā)，也帶來了生態(tài)環(huán)境的破壞。本文論述了微生物在無極化工工藝及燃煤脫硫的意義和機(jī)理，分析了該過程中存在的問題，評(píng)論了今后的該技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢，對未來資源的利用具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

微生物；無機(jī)化工；燃煤脫硫問題；發(fā)展趨勢

0 引言

微生物是一個(gè)龐大的家族，雖然結(jié)構(gòu)簡單，體型微小，但是其種類眾多，生命力頑強(qiáng)且具有多樣性，它在30億年前就已經(jīng)出現(xiàn)，經(jīng)歷了地球的多次巨變，現(xiàn)今仍然能夠在天空、土地、河流中生存和發(fā)展，不斷繁衍生息，并且微生物的發(fā)展對于地球上物質(zhì)的轉(zhuǎn)化發(fā)展，生物的發(fā)展進(jìn)化都起著十分重要的作用。在用火提取礦產(chǎn)資源冶金的過程中，常常會(huì)造成空氣污染，需要進(jìn)行煙氣的凈化，或者由于生產(chǎn)規(guī)模的原因，或者由于濃度偏低的原因，難以達(dá)到制硫酸的要求，凈化成本偏高，如果不經(jīng)過凈化又難以達(dá)到環(huán)保要求。

燃煤污染已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)普遍關(guān)注的話題，也是酸雨形成的主要原因，特別是其污染物中含有揮發(fā)性強(qiáng)、擴(kuò)散性強(qiáng)的含毒物質(zhì)，這不僅僅威脅到環(huán)境，更直接威脅到人類和動(dòng)物的生命安全，微生物的應(yīng)用，對于貧礦、尾礦和難以處理的礦石進(jìn)行合理開發(fā)都具有十分重要的作用，更加有助于煤的綠色脫硫，有助于綠色無機(jī)化工技術(shù)的發(fā)展，有利于經(jīng)濟(jì)效益的提高、環(huán)境效益的發(fā)揮。目前經(jīng)濟(jì)的發(fā)展已經(jīng)不單單追求速度，更追求質(zhì)量，而環(huán)境保護(hù)就是衡量經(jīng)濟(jì)發(fā)展是否合理的重要指標(biāo)，充分利用微生物技術(shù)為礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用服務(wù)，是符合社會(huì)發(fā)展要求的。

1 微生物的生存繁衍

微生物可以很快適應(yīng)變化的環(huán)境，進(jìn)行無性繁衍，其速快較快，大概維持在25 min左右就可以繁衍一代，不同種類的微生物對于生存環(huán)境的需求是不同的，例如好氧微生物的生存發(fā)展需要游離氧的存在，而兼性好氧微生物的生存條件則較為輕松，可以在有氧和無氧條件下同時(shí)生存，另外，厭氧微生物要想獲得生存發(fā)展也必須要求無氧環(huán)境的存在，當(dāng)然在溫度的要求上也比較嚴(yán)格，但是也有個(gè)別的可以在零下12℃繼續(xù)生存，大多數(shù)巖石和水體中的細(xì)菌只能承受35℃的高溫。

2 微生物技術(shù)浸礦脫硫的作用機(jī)理

在一定的條件下，微生物可以將物質(zhì)進(jìn)行分解轉(zhuǎn)化，比如在硫化物氧化酶的影響下，黃銅礦的分解速度可以相對得到提高接近1 000倍，微生物技術(shù)的作用機(jī)理可以分為直接作用和間接作用兩種，前者是通過微生物對于生命和繁殖的直接催化起作用，利用其對低價(jià)化合物進(jìn)行催化，使之氧化成高價(jià)化合物，并且使其在微生物的催化下，能夠溶解硫化物，構(gòu)成不斷循環(huán)的浸出；后者是通過生命、繁殖活動(dòng)催化轉(zhuǎn)化為非目的的礦物，將其間接的進(jìn)行溶解，避免礦物肥料的損失，在轉(zhuǎn)化有機(jī)酸等物質(zhì)時(shí)，分泌出代謝物，利用這種原理來處理砂土等，溶解制成有機(jī)磷肥。

3 微生物技術(shù)在無機(jī)化工中的使用

1990年以來，微生物技術(shù)不斷發(fā)展完善，目前至少有20多個(gè)國家成功的大規(guī)模應(yīng)用，在美國、南非等地區(qū)，微生物工程技術(shù)的使用給企業(yè)和國家?guī)砹素S富的經(jīng)濟(jì)效益，微生物催化氧化法已經(jīng)成分應(yīng)用于石英砂。粘土、鋁礦土的處理中，用于燃煤脫硫等方面，用于復(fù)雜難選礦石的處理上。

在金礦的處理上，利用微生物催化氧化技術(shù)對含金硫化物進(jìn)行處理，將其包裹的微細(xì)金粒提取出來，為今后金等化學(xué)提取提供了很好的先例，創(chuàng)造了良好的條件，利用微生物技術(shù)催化含氮有機(jī)物，并且對其進(jìn)行分解轉(zhuǎn)化，溶解出氧化石中的金；微生物吸附回收溶液中的金，通常情況下，死的微生物吸附能力更強(qiáng)；用微生物處理含硫化物可以改善選礦方法，提高社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。對金精礦的處理更適宜采用多級(jí)攪拌槽鼓起浸出方法，對礦石進(jìn)行多用堆浸法，為了提高細(xì)菌的能力，可以首先對其進(jìn)行馴化，經(jīng)過馴化的細(xì)菌能力會(huì)明顯提高，當(dāng)然要控制好礦漿的濃度，根據(jù)礦石的實(shí)際情況，尤其考慮礦石的種類，性質(zhì)以及各項(xiàng)公益參數(shù)，綜合各項(xiàng)因素進(jìn)行最佳處理方法的選擇，進(jìn)行不同程度的含處理。

在銅礦難選礦石的處理上，使用微生物催化氧化浸銅技術(shù)能夠有效得到解決，礦石的破碎程度有明確的規(guī)定，當(dāng)然在不影響空氣流通的前提下，礦石的細(xì)度要越細(xì)越好，堆中有很多小孔的塑料管以有利于自然通氣。利用氧化鐵硫桿菌進(jìn)行氧化浸出時(shí)，可以對其進(jìn)行溶解，在氧化菌的催化下，溶解氧能將硫化物進(jìn)行單質(zhì)化，并對輝銻礦進(jìn)行有價(jià)值組分的提取；對鋁土礦的處理上，微生物是被公認(rèn)的有前途的方法，他們能夠?qū)⒐杷猁}演變成為可溶性物質(zhì)，同時(shí)氧化鋁依舊能夠以原有的不溶性物質(zhì)存在，綜合來說，該方法更加適合用于細(xì)粒鋁土礦的處理，能夠獲得很好的效果。

4 微生物技術(shù)在使用過程中存在的主要問題

1）使用微生物技術(shù)浸礦是一項(xiàng)十分復(fù)雜而系統(tǒng)的工程，在微生物生長、繁殖過程中，其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)的出現(xiàn)問題都會(huì)影響到整體生產(chǎn)的最終結(jié)果，目前，對于微生物用于浸礦的條件要求十分嚴(yán)格，不能在高溫下進(jìn)行，也容易中毒，在異養(yǎng)細(xì)菌中，目前還沒有找到廉價(jià)質(zhì)優(yōu)的有機(jī)養(yǎng)料，能夠解決退化的問題。

2）對于微生物催化氧化浸礦的作用原理研究的經(jīng)費(fèi)不足，其探索研究缺乏系統(tǒng)性和深入性，更缺乏創(chuàng)造性，各個(gè)學(xué)科之間的聯(lián)系也不緊密，導(dǎo)致很多作用在實(shí)際應(yīng)用中并不能充分的發(fā)揮，另外，對于氧化浸礦性能的研究，對于新微生物的物種考察工作依舊薄弱，并沒有取得太大的進(jìn)展，這便影響了微生物技術(shù)的發(fā)展。

3）應(yīng)用微生物催化氧化浸礦的規(guī)模較小，沒有充分考慮到該項(xiàng)技術(shù)使用的成本，沒有充分利用該方法對礦石進(jìn)行處理時(shí)的特點(diǎn)，以致于降低了微生物技術(shù)的使用帶來的經(jīng)濟(jì)利益和環(huán)境效益。

5 微生物技術(shù)的發(fā)展趨勢和建議

微生物技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)越來越大規(guī)模，最佳工作條件的控制也會(huì)越來越科學(xué)、越來越嚴(yán)格，各項(xiàng)操作也會(huì)趨于自動(dòng)化，浸出時(shí)間會(huì)越來越短，該技術(shù)應(yīng)用的范圍也會(huì)擴(kuò)大，將更多的礦石歸于該技術(shù)的應(yīng)用范圍里，而且應(yīng)用的礦石也會(huì)越來越復(fù)雜。

1）建立微生物催化浸出的最佳模式。該方法的本質(zhì)和關(guān)鍵就是微生物的繁衍活動(dòng)，在大量實(shí)踐結(jié)果的證實(shí)下，不同類型的礦石應(yīng)該設(shè)置實(shí)際可行的浸控參數(shù)和制度。

2）充分利用自然地理、氣候和地質(zhì)條件，因地制宜和因時(shí)制宜的進(jìn)行微生物原礦浸出，節(jié)省繁重的采礦工序，進(jìn)而提高經(jīng)濟(jì)效益，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，充分利用礦產(chǎn)資源。

3）加大投入力度，加深對微生物催化氧化技術(shù)的研究，組織各學(xué)科有關(guān)專家進(jìn)行座談，充分發(fā)揮各方優(yōu)勢，盡快攻克難題和難點(diǎn)，加大對社會(huì)實(shí)踐的指導(dǎo)，并且將研究得到的方法在生產(chǎn)實(shí)踐中進(jìn)行不斷地改進(jìn)和完善。

6 總結(jié)

微生物催化氧化技術(shù)的應(yīng)用給礦產(chǎn)資源的開發(fā)和利用帶來了很大的便利，同時(shí)也有效地提高了經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，值得推廣和加大研究，加更好的技術(shù)應(yīng)用于實(shí)踐。本文對微生物的生存繁衍進(jìn)行簡單介紹，論述了微生物技術(shù)的應(yīng)用機(jī)理，分析了實(shí)踐過程中出現(xiàn)的問題，并且有效的分析了今后微生物技術(shù)的發(fā)展趨勢，提出相關(guān)建議，希望為今后微生物催化氧化技術(shù)的更好應(yīng)用提供參考。

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Application of microorganism in inorganic chemical process and coal desulfurization

Xu Yun
（Hunan Light Industry Research Institute，Changsha Hunan 410015，China）

At this stage，reserves of mineral resources in China is low，can not meet the economic development demand for resource consumption and in the development of mineral resources，for it is difficult to deal with the problems generally take evasive attitude，which makes mineral resources has been the emergence of the contradictions in the supply and demand situation more severe，also the irrational exploitation of mineral resources，it also brings the destruction of the ecological environment.Discusses the microorganisms in the absence of the significance and mechanism of polar chemical process and coal desulfurization，analyzes the problems existing in the process，comment on the development trend of the future of the application of the technology，the use of resources for the future，has a very important practical significance.

Microorganism；Inorganic chemicals；Coal desulfurization；Developing trend

Q94

B

1003-6490（2015）03-062-03

2015－05－16

許筠（1988－），女，湖南長沙人，2010年畢業(yè)于中南林業(yè)科技大學(xué)，研究實(shí)習(xí)員，主要從事新產(chǎn)品工藝開發(fā)、科研管理工作。