基于生物技術的濕法冶金研究

摘 要：隨著人們對不可再生資源開發(fā)力度的加大，礦產(chǎn)資源的數(shù)量變得越來越少。在這種情況下，對不可再生資源的充分利用與開發(fā)，成為實現(xiàn)不可再生資源可持續(xù)利用的重要途徑。而濕法冶金技術在這一領域的應用效果較好，也因此得到了人們的廣泛關注。隨著濕法冶金技術的發(fā)展，基于生物技術的濕法冶金方法的出現(xiàn)，在礦產(chǎn)資源的開發(fā)和利用上取得了一定的成績。基于這種情況，該文對基于生物技術的濕法冶金的應用現(xiàn)狀及發(fā)展前景進行了研究。

關鍵詞：濕法冶金 生物技術 研究 生物冶金

中圖分類號：TF1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）04（a）-0097-02

在過去的一段時間內(nèi)，大多數(shù)冶金技術主要被用于開發(fā)品位較高的礦產(chǎn)資源，從而使得一部分品位較低的礦產(chǎn)資源遭到了浪費。但是，隨著礦產(chǎn)資源的減少，人們逐漸意識到了低品位礦產(chǎn)資源開發(fā)的重要性。因此，濕法冶金技術以其回收效率高的特點引起了人們的廣泛關注，尤其是基于生物技術的濕法冶金技術，更是得到了廣泛的應用。所以，生物技術在濕法冶金中的應用情況以及基于生物技術的濕法冶金的應用現(xiàn)狀及發(fā)展，就成為了本文研究的重點內(nèi)容。

1 生物技術在濕法冶金中的應用

1.1 濕法冶金工藝概述

濕法冶金其實是利用化學方法進行金屬提煉的工藝。具體來說，就是使礦石浸泡在水溶液里，然后利用分離、提純和富集技術，來進行稀有金屬及金、銀、銅等金屬的提煉。在冶金行業(yè)中，濕法冶金是黃金及有色貴金屬的主要冶煉工藝之一。就現(xiàn)階段而言，濕法冶金主要使用的技術有兩種，一種是加壓濕法冶金，而另一種是生物冶金。相比較而言，生物冶金在金屬礦的加工和回收方面的效果更好，所以得到了廣泛的應用。

1.2 生物冶金

生物冶金是將微生物作用與濕法冶金技術相結合的新型冶金工藝。早于1983年，生物冶金這個名稱就在細菌浸出國際會議上被提出。根據(jù)生物冶金技術在金屬回收過程中的作用，可將該技術分為3類，分別是生物吸附、生物累積和生物浸出。1947年，人們首次發(fā)現(xiàn)了氧化亞鐵硫桿菌能將鐵離子氧化。而直到1958年，美國的肯尼柯銅礦公司才在該方面取得實質性的進展，進而將生物技術引進到冶金行業(yè)中。到了今天，生物冶金技術被廣泛的應用于各種金屬礦物質的冶煉當中，并得到了人們的廣泛關注。一方面，這是由于使用該技術有利于進行低品位的礦產(chǎn)資源的開發(fā)和回收。另一方面，使用該技術進行金屬礦物質的提煉，對環(huán)境的危害較小，且具有投資成本低和能耗低等多種優(yōu)點。而在我國，早于1996年就建設了全國最大的微生物氧化提金連續(xù)半工業(yè)試驗基地。到了現(xiàn)今，微生物濕法冶金技術也在我國的多個地區(qū)的冶金企業(yè)被投入使用。所以，生物冶金技術的應用，已經(jīng)在國內(nèi)外取得了一定的進展[1]。

2 基于生物技術的濕法冶金的應用現(xiàn)狀

基于生物技術的濕法冶金技術中，微生物濕法冶金技術是關注度最高和應用范圍最廣的技術。早于20世紀50年代，該技術就在銅、鈾貧礦的預處理方面取得了一定的應用效果。就現(xiàn)階段而言，該技術包含了微生物浸出技術和微生物浮選技術。而相比較而言，微生物浸出技術已經(jīng)得到了廣泛的應用，而微生物浮選技術尚處于實驗階段。具體來說，微生物浸出技術通過將礦石浸泡在適合微生物生長代謝的酸性溶液中，從而將礦石中的有價金屬溶解出來，進而加以回收和利用。所以，該技術在低品位礦石的冶煉中得到了廣泛的應用，是一種多學科交叉型的新技術。

2.1 在硫化礦冶煉中的應用

我國被開采的銅礦中，有一大部分屬于硫化礦。但是受到選礦技術和成本的限制，開采出來的礦石主要是低品礦石。而微生物濕法冶金技術的應用，可以有效的提高這些礦石的利用率，從而使企業(yè)獲得更大的開采利潤。在進行硫化礦石冶煉時，該技術使用的微生物為以硫化礦為能源基質的微生物。這些微生物主要由氧化鐵硫桿菌組成，可以將重金屬從礦石溶液中有效的溶解出來。在進行銅的提取時，微生物濕法冶金工藝主要采用生物堆浸技術來進行銅的生物氧化，從而獲得陰極銅。而在銅的冶煉方面，采用微生物濕法冶金技術獲取的銅的純度可以達到99.9%以上。就目前而言，我國采用該技術進行銅的濕法冶金已經(jīng)頗具規(guī)模，并已成功的運用在冶金工業(yè)生產(chǎn)中[2]。

2.2 在金礦石冶煉中的應用

金元素相對來說較為穩(wěn)定，所以存在于硫化物和各種硅酸鹽中的金顆粒難以被提煉，而這些礦石也被稱之為難處理的金礦石。在金礦石的冶煉過程中，微生物濕法冶金技術的應用特點顯著。早于1964年，法國人就利用微生物浸取了紅土礦的金。而70年代，蘇聯(lián)人則利用了黑曲霉菌進行了金的提取。而如今，世界上已經(jīng)有許多企業(yè)利用微生物技術進行了金礦石的預處理，從而獲得了較高的利潤。相較于銅來說，微生物濕法冶金技術主要用于難處理的金礦石的冶煉，并且在浸出率方面也沒有銅的效果好。實際上，利用細菌氧化提煉金的微生物浸出技術的浸出率只有92%左右[3]。

2.3 在其他礦石冶煉中的應用

微生物濕法冶煉技術的應用范圍廣泛，可用于多種礦石的冶煉。在進行鈾礦石的冶煉時，該技術主要利用細菌將與鈾礦物共生的黃鐵礦氧化，從而進行鈾的回收。而且使用生物冶煉技術進行鈾礦石的冶煉也有悠久的歷史，并在該領域取得了迅速的發(fā)展。而在進行磷礦石的冶煉時，該技術主要用于將無效態(tài)的礦物磷轉化為速效磷和有效磷。并且在進行天然磷礦粉的處理時，利用溶磷微生物可以取得較好的效果。而我國的磷礦資源十分豐富，所以使該技術在磷礦冶煉領域得到廣泛應用，具有重要的現(xiàn)實意義。再者，在鐵礦石處理方面，利用該技術進行鐵礦的脫磷，也可以取得較好的應用效果。相比物理脫磷法和化學脫磷法，采用該技術不但具有成本低的優(yōu)勢，還能減少礦石在脫磷過程中的損耗。另外，微生物濕法冶煉技術還能用于其他多種礦石的冶煉，并且可以取得較好金屬提取的效果[4]。

3 基于生物技術的濕法冶金的發(fā)展

隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展，人們對于礦產(chǎn)資源的需求只會越來越大。但是，隨著礦產(chǎn)資源的大量開發(fā)，高品位的礦產(chǎn)資源只會越來越少。在這種情況下，低品位礦產(chǎn)資源已經(jīng)不允許被浪費。所以，誰掌握了開發(fā)和利用低品位礦產(chǎn)資源的方法，就能取得可持續(xù)的發(fā)展空間。而基于生物技術的濕法冶金工藝在這方面有著顯著的優(yōu)勢，首先，該技術的能耗低，且勞動需求和成本均不高。其次，該技術的設備簡單，資金占有量小。再者，該技術的使用范圍廣，可用于多種類的金屬物質提取。另外，該技術對環(huán)境產(chǎn)生的危害小，有利于進行環(huán)境的保護。所以，由于這些優(yōu)勢的存在，該技術在未來會取得一定的發(fā)展。但是與此同時，該技術也具有生產(chǎn)周期長和微生物環(huán)境適應性差等缺點。所以，想要使該技術取得進一步的發(fā)展，就需要不斷進行該技術的研究和創(chuàng)新，從根本上解決該技術存在的問題?？傊?，為了使基于生物技術的濕法冶金工藝得到進一步的推廣，冶金行業(yè)的相關人員還應該進一步進行該技術的研究[5]。

4 結語

總而言之，冶金工業(yè)是我國國民經(jīng)濟的重要產(chǎn)業(yè)之一，在國內(nèi)外都擁有一定的工業(yè)地位。所以，促進冶金工業(yè)的發(fā)展，可以進一步推動我國經(jīng)濟的發(fā)展。而微生物濕法冶金技術在礦產(chǎn)資源開發(fā)上的應用效果，使冶金行業(yè)的工作效率得到一個階段的上升。所以，加大生物濕法冶金工藝的改革，使該項技術得到進一步的推廣和應用，成為了冶金行業(yè)需要關注的重點問題。因此，本文對基于生物技術的濕法冶金工藝進行的研究，對于促進冶金行業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。

參考文獻

[1]田君.微生物濕法冶金研究與實踐[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2009，11（1）：29-33.

[2]胡純，龔文琪，黃騰，等.微生物濕法冶金技術的研究與發(fā)展[J].湖北農(nóng)業(yè)科學，2010，3（49）：737-744.

[3]諶書，楊遠坤，廖廣丹，等.基于生物濕法冶金的廢舊印刷線路板金屬資源化研究進展[J].地球與環(huán)境，2013，4（41）：364-370.

[4]唐維維.生物濕法冶金前景展望[J].濕法冶金，2011，1（30）：85.

[5]姜濤，覃文慶，劉學端，等.第19屆國際生物濕法冶金大會[J].國際學術動態(tài)，2012，4（1）：49.