生物冶金及其應(yīng)用研究進(jìn)展

魏嘉欣

(東華理工大學(xué)，江西 南昌 330013)

引言

生物冶金，即生物浸出技術(shù)指的是以細(xì)菌為本體的微生物技術(shù)在鐵礦石、銅礦及其他礦產(chǎn)資源的提取上的廣泛應(yīng)用，在相關(guān)浸礦細(xì)菌長(zhǎng)期存在情況下，由于細(xì)菌的催化反應(yīng)和氧化作用，借助浸礦細(xì)菌或其新陳代謝衍生物對(duì)某些礦物和元素所具有的氧化、還原、溶解及吸附等作用，從礦石中溶浸金屬或從水中可回收金屬。生物浸出技術(shù)廣泛應(yīng)用在冶金、礦物加工、化學(xué)工程、環(huán)境工程等領(lǐng)域。與傳統(tǒng)的冶煉方法相比，該技術(shù)通常具有規(guī)?？纱罂尚?、操作簡(jiǎn)單，流程較少，生產(chǎn)費(fèi)用較低等優(yōu)勢(shì)。目前生物浸出技術(shù)主要應(yīng)用于常規(guī)方法不易或者不能開發(fā)利用的貧礦、尾礦、廢礦等礦床。生物浸出技術(shù)在工業(yè)上應(yīng)用回收的金屬有銅、鐵、鈾、錳、鈷、金、鎳、鋅等。目前已投入產(chǎn)業(yè)化的有如德興銅礦、紫金山低品位銅礦及梅州低品位銅礦生物冶金國(guó)家高技術(shù)工程示范項(xiàng)目等。[1-5]在自然礦產(chǎn)資源有限短缺的形勢(shì)下，以及綠色環(huán)保發(fā)展的前提下，使用生物冶金技術(shù)提取金屬具有迫切性和可行性。

1 浸礦微生物的種類及特性

1.1 浸礦微生物的種類

生物浸出過程中按溫度分類，浸礦微生物的種類包含：中溫菌、中等嗜熱菌和極端嗜高溫菌。[4]所有的浸礦細(xì)菌中，最常見應(yīng)用最廣的三種嗜酸性浸礦菌有：氧化亞鐵硫桿菌(Acidithiobacillus ferrooxidans，簡(jiǎn)稱A.f)、氧化硫硫桿菌(Acidithiobacillus thiooxidans，簡(jiǎn)稱A.t)、嗜鐵鉤端螺旋菌(Leptospirillum ferrooxidans，簡(jiǎn)稱L.f)。其中A.f可以氧化二價(jià)鐵離子，元素硫及還原態(tài)硫化物；A.t不能氧化二價(jià)鐵離子，但可以氧化元素硫及還原態(tài)硫化物；L.f可以氧化二價(jià)鐵離子，但不能氧化元素硫及還原態(tài)硫化物。[4-5]

在生物浸出過程中，不同類型的浸礦微生物互相影響、互相促進(jìn)，提高各自的代謝活動(dòng)，從而提高了金屬浸出率。協(xié)同的類型有鐵氧化菌與硫氧化菌、自養(yǎng)菌與異養(yǎng)菌、吸附菌與游離菌以及常溫菌與高溫菌的協(xié)同作用。[7]因此，在實(shí)驗(yàn)研究過程中，包括嗜酸性Acidocella sp.菌種，它屬于異養(yǎng)菌，可以分解在浸礦過程中產(chǎn)生的有機(jī)物。目前，一般工業(yè)生產(chǎn)中通常只將At屬細(xì)菌與L.f屬細(xì)菌混合使用，工業(yè)應(yīng)用前景良好。[6]

1.2 浸礦微生物的特性

大量學(xué)者研究了At.f、L.f、At.t的生理生化特征，其中主要包括研究細(xì)菌的培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)轉(zhuǎn)速、培養(yǎng)基的pH值、接種量等因素對(duì)細(xì)菌的生長(zhǎng)曲線的影響，對(duì)菌體的形狀與大小、呼吸類型、生長(zhǎng)類型等也做了相關(guān)鑒定。對(duì)于某些異養(yǎng)菌，做其系統(tǒng)發(fā)育分類及最佳pH、最佳溫度的研究。自養(yǎng)菌與異養(yǎng)菌生理特性具體的內(nèi)容如表1和表2所示。

余水靜[10-11]等從福建上杭某礦山酸性礦坑水中分離到一株嗜酸菌Y0611，以該菌16SrDNA同源性序列為基礎(chǔ)構(gòu)建了系統(tǒng)發(fā)育樹，顯示與多株嗜酸氧化亞鐵硫桿菌16SrDNA序列有較高的同源性(>96%)，確定該菌為嗜酸氧化亞鐵硫桿菌。確定了其生長(zhǎng)最適條件，即在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，按10%接種量接種，培養(yǎng)液pH為2.3，30℃時(shí)振蕩培養(yǎng)，Y0611菌生長(zhǎng)活性最佳。

李廣躍[12]等從湖南某礦的中性礦坑水中篩選出一株氧化亞鐵硫桿菌菌株，以Fe2+的氧化為表征，研究了溫度、pH值、Fe2+初始濃度、接種量對(duì)其生長(zhǎng)特性和活性的影響。確定這株氧化亞鐵硫桿菌菌株的最佳生長(zhǎng)條件為：溫度30℃左右，初始pH為2.0左右，F(xiàn)e2+初始濃度為4.36g/L，接種量為10%。

表1 生物冶金中主要菌種及其生理特性

高健[13]等以分離于江西某銅礦的嗜鐵鉤端螺旋菌YSK菌株為研究對(duì)象，報(bào)道不同F(xiàn)e2+濃度對(duì)L.f生長(zhǎng)活性的影響。結(jié)果表明，YSK菌株生長(zhǎng)最適宜的Fe2+濃度約為0.1mol/L。當(dāng)初始Fe2+濃度為0.4mol/L時(shí)，進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期前很明顯需要一個(gè)較長(zhǎng)的延遲期，表明該Fe2+濃度對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)產(chǎn)生較強(qiáng)的抑制作用；當(dāng)初始Fe2+濃度為0.6mol/L時(shí)，YSK菌株的生長(zhǎng)完全受到抑制。盡管高濃度的Fe2+抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)，但受到抑制而不生長(zhǎng)繁殖的YSK細(xì)胞仍然具有氧化Fe2+的能力。

丁海濤[9]等從銅陵新橋礦區(qū)的高硫礦堆廢水中分離出一株嗜酸菌St1，經(jīng)生理生化特征研究和16SrDNA分子鑒定，確定其為嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌。該菌株在分別含有FeSO4·7H2O、S0、黃鐵礦石顆粒(FeS2)的9K無機(jī)鹽液體培養(yǎng)基中獲得生長(zhǎng)所需要的能量。[22]結(jié)果顯示嗜酸菌St1對(duì)Fe2+氧化速率最快，培養(yǎng)到36h時(shí)溶液中44.1g·L-1FeSO4·7H2O 95%被氧化；S0為能量底物的培養(yǎng)體系中，培養(yǎng)到26d時(shí)培養(yǎng)液中SO42-濃度達(dá)到2.2412 mg·mL-1，pH值降至1.18；黃鐵礦石顆粒(FeS2)為能量底物的培養(yǎng)體系中，SO42-平均生成速率為1.3602mmol·L-1·d-1，黃鐵礦石顆粒氧化速率達(dá)到0.068mmol·d-1·g-1。

異養(yǎng)細(xì)菌分類包含：Acidiphilium sp.、Acidocella sp.、Acidisphaera rubrifaciens、Acidobacterium capsulatum、Acidomonas methanolica、Alicyclobacillus sp.、Picrophilus sp.、Thermoplasma sp.等類型。[8]表2中可以看到這幾種菌屬的分類。其中以Acidiphilium sp.Acidocella sp這兩菌株常用于自養(yǎng)菌和異養(yǎng)菌協(xié)同作用研究。Alicyclobacillus sp.Picrophilus sp.、Thermoplasma sp.為高溫異養(yǎng)菌屬。

表2 某些異養(yǎng)菌及其分類與生理特性

1.3 浸礦微生物的富集、純化與鑒定

富集培養(yǎng)嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌，通常使用9K液體培養(yǎng)基，富集培養(yǎng)嗜酸性氧化硫硫桿菌通常使用Waksman液體培養(yǎng)基，兩種自養(yǎng)菌分離純化培養(yǎng)通常用FeO和iFeO雙層平板來分離純化。富集異養(yǎng)菌通常使用YF液體培養(yǎng)基，分離純化培養(yǎng)用YF固體培養(yǎng)基劃線分離。富集是指經(jīng)多次在最佳培養(yǎng)基中接種后使目標(biāo)菌的數(shù)量達(dá)到較高，可在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期和穩(wěn)定期。不同菌種的監(jiān)測(cè)指標(biāo)不同，例如鐵氧化菌以氧化二價(jià)鐵為間接監(jiān)測(cè)指標(biāo)；硫氧化菌以pH值的降低為間接監(jiān)測(cè)指標(biāo)；一般異養(yǎng)菌則以其細(xì)菌數(shù)量增加而引起的濁度變化為監(jiān)測(cè)指標(biāo)；

純化通常是指利用固體培養(yǎng)基將混合菌稀釋涂布在平板上，經(jīng)多次重復(fù)后，最終得到由一個(gè)細(xì)胞生長(zhǎng)而成的純的菌落，即為純菌。純培養(yǎng)是指由此菌落接種至液體培養(yǎng)基中而培養(yǎng)的培養(yǎng)物。

純培養(yǎng)物或純菌的鑒定包括生理生化鑒定、分子生物學(xué)鑒定和形態(tài)學(xué)鑒定。

第一，生理生化鑒定：包括最佳生長(zhǎng)條件如pH、溫度、最佳碳源、最佳能源以及最佳條件下的生長(zhǎng)曲線測(cè)定等，革蘭氏染色性質(zhì)以及其它相關(guān)性質(zhì)；

第二，分子生物學(xué)鑒定：16SrDNA(細(xì)菌)或18SrDNA(真菌)測(cè)序的種類鑒定；

第三，形態(tài)學(xué)：SEM拍照、FISH原位定量分析等。圖1中可見嗜鐵鉤端螺旋菌的形態(tài)學(xué)特征。

浸礦微生物的純化，首要是選用適宜的培養(yǎng)基對(duì)其進(jìn)行富集培養(yǎng)，分離純化多次后對(duì)其進(jìn)行16SrDNA分子鑒定，確定該菌株的菌屬，再通過不同的生長(zhǎng)條件繼續(xù)培養(yǎng)，確定其最佳的生長(zhǎng)條件，最后確定其生長(zhǎng)條件的臨界值，最后馴化其不同條件下的耐受性，例如耐酸、耐低溫、耐高溫、耐高濃度陰陽離子等，使其在生物浸出實(shí)際應(yīng)用上更具優(yōu)勢(shì)性。

2 生物浸出技術(shù)研究進(jìn)展

近年來，生物浸出技術(shù)取得了不少研究成果，得到了不斷的優(yōu)化與進(jìn)步。研究的要點(diǎn)主要集中于微生物浸礦反應(yīng)機(jī)理、生物浸出工藝這兩方面。

2.1 微生物浸礦機(jī)理

一般認(rèn)為微生物浸礦機(jī)理可分為直接浸出機(jī)理，間接浸出機(jī)理和混合浸出機(jī)理等。直接浸出機(jī)理(the direct contactmechanism)是指浸礦微生物直接作用于礦物表面，通過鐵氧化酶和硫氧化酶將金屬硫化物氧化為酸溶性的二價(jià)金屬離子和硫化物的原子團(tuán)，使硫化礦直接氧化分解。間接浸出機(jī)理(the indirect mechanism)是指微生物將Fe2+離子氧化成Fe3+，硫被氧化為硫酸。Fe3+在酸性環(huán)境中可將硫化礦物氧化后浸出有價(jià)元素。[4]

在本論文中研究的是微生物浸出鈾礦，因此主要探究鈾礦浸出機(jī)理。在鈾礦浸出過程中，引入細(xì)菌浸礦技術(shù)可改善鈾礦的浸出動(dòng)力學(xué)、強(qiáng)化鈾的浸出過程，從而縮短生產(chǎn)周期、提高鈾的浸出率、降低生產(chǎn)成本。在大多數(shù)鈾礦石當(dāng)中，或多或少存在一些金屬硫化礦，比較常見的有黃鐵礦。這些金屬硫化礦為浸礦細(xì)菌提供了能源，在適宜的環(huán)境下，礦石中的FeS2等受空氣和水的作用或者受浸礦細(xì)菌的浸蝕作用，會(huì)生成FeSO4和H2SO4。其中FeSO4在細(xì)菌作用下很快被氧化為Fe2(SO4)3，而Fe2(SO4)3是一種很好的氧化劑，又可以繼續(xù)氧化黃鐵礦：

FeS2+Fe2(SO4)3=3FeSO4+2S

反應(yīng)生成的元素硫也是細(xì)菌的能源，受細(xì)菌氧化生成H2SO4，在H2SO4和Fe2(SO4)3存在的條件下，鈾礦物被溶解出來，反應(yīng)如下：

UO2+Fe2(SO4)3=UO2SO4+2 FeSO4

反應(yīng)生成的FeSO4，又被細(xì)菌氧化為Fe2(SO4)3，上述反應(yīng)不斷地進(jìn)行，細(xì)菌對(duì)鈾礦的溶解過程起間接催化作用，其中Fe離子是鈾氧化反應(yīng)的電子傳遞者，對(duì)反應(yīng)的進(jìn)行起著重要作用。[19]

在鈾礦浸出機(jī)理中，某些浸礦細(xì)菌在生長(zhǎng)過程中或產(chǎn)生一些胞外聚合物(Extracellular polymeric substances，EPS)，指的是附著在細(xì)菌表面或圍繞在細(xì)菌周圍，水道、孔隙穿通其間，形成蘑菇狀膜結(jié)構(gòu)，用于自我保護(hù)和相互黏附的天然有機(jī)物。EPS吸附至礦物表面，細(xì)菌群體生長(zhǎng)并形成微菌落，營(yíng)造出不連續(xù)的局部三維網(wǎng)狀聚集的、微米量級(jí)厚度的生物膜，營(yíng)造出細(xì)菌生存和礦物溶解的微觀環(huán)境。而生物膜作為礦物、細(xì)菌和浸出溶液間的中間媒介，是細(xì)菌生存和礦物溶解的共同場(chǎng)所，因此，生物膜在生物浸出體系中具有非常重要的作用，目前已成為生物浸出反應(yīng)理論研究的熱點(diǎn)。

2.2 生物浸出工藝

浸礦微生物的最適生長(zhǎng)條件研究的非常多，因此大量學(xué)者通過研究浸礦微生物的特性，例如：重金屬離子、輻射性以及某些陰離子等對(duì)浸礦微生物生長(zhǎng)活性影響研究，使其菌株獲得新性能，改進(jìn)生物浸出工藝，使其更利于適宜生產(chǎn)實(shí)踐的運(yùn)用中。

馮光志[14]等從湖北省大冶市古銅礦區(qū)域分離得到嗜酸氧化亞鐵硫桿菌SY，16Sr DNA序列分析表明，該菌與Acidithiobacillus ferrooxidans(DQ 062116.1)的序列相似性最高。其菌株SY最適pH值為2.0，最適生長(zhǎng)溫度為30℃，對(duì)Cu2+、Cd2+、Ni2+、Zn2+等重金屬離子抗性的最低抑菌濃度分別為300、350、700和800mmol/L，結(jié)果表明其在生產(chǎn)實(shí)踐運(yùn)用中可以對(duì)多種重金屬離子有很高的抗性。

葉茂友[15]等通過研究Cu2+濃度對(duì)嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌生長(zhǎng)特性的影響，得到在不同Cu2+濃度下A.f菌的生長(zhǎng)曲線，探究不同Cu2+濃度對(duì)培養(yǎng)液中細(xì)菌濃度、pH、Fe2+濃度和Eh值的影響。結(jié)果表明：A.f菌對(duì)Cu2+具有一定的耐受能力；當(dāng)培養(yǎng)液中Cu2+濃度低于0.5g/L對(duì)A.f菌的生長(zhǎng)活性影響較小；當(dāng)Cu2+濃度在1.0-2.0g/L之間變化時(shí)，A.f菌的生長(zhǎng)活性開始受到Cu2+的影響，出現(xiàn)明顯的延遲效應(yīng)，Cu2+開始抑制細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖；當(dāng)Cu2+濃度大于3.5g/L時(shí)，A.f菌生長(zhǎng)完全受到抑制，幾乎停止生長(zhǎng)。隨著培養(yǎng)液中Cu2+濃度的增加，A.f菌生長(zhǎng)活性受到的抑制作用也逐漸增大。

劉順亮[16]等以At.t、L.f及At.t三種混合菌種為受試材料，通過試驗(yàn)分析培養(yǎng)基中pH、Eh、Fe2+和總鐵的變化情況，研究Cl-濃度脅迫對(duì)混合菌活性的影響。結(jié)果表明，混合菌對(duì)含氯浸鈾尾液具有一定的耐受能力，影響程度隨著Cl-濃度的增加逐漸增大；當(dāng)Cl-=10.0g/L時(shí)，混合菌的生長(zhǎng)完全受到抑制。

在一般環(huán)境中，微生物在常溫條件下均有較好的活性，而在高寒地區(qū)，溫度對(duì)微生物活性影響較大，活性偏低甚至死亡，低溫馴化微生物顯得尤為必要。在高寒地區(qū)，容易出現(xiàn)大風(fēng)，大雪天氣，在生物氧化冶金過程中，溫度又是氧化槽內(nèi)細(xì)菌生存的重要條件。氧化槽內(nèi)的微生物在適宜的溫度范疇下最終以對(duì)數(shù)曲線的形式繁殖，繁殖率較高，活性較大，如果溫度不是處于這個(gè)范圍內(nèi)，微生物的生長(zhǎng)曲線則是非線性的，甚至?xí)セ钚?、停止生長(zhǎng)。[23]

莫曉蘭[25]等人利用多元線性分析自動(dòng)定量礦物學(xué)系統(tǒng)的結(jié)果表明，本研究所用鈾礦主要由瀝青鈾礦(1.026%)、鋁硅酸鹽(包括黑云母(31.72%)、鈉長(zhǎng)石(13.98%)和正長(zhǎng)石(13.43%)和螢石(0.94%)組成。在氟離子濃度高達(dá)600毫克/升的條件下，耐氟菌株能夠正常生長(zhǎng)。生物浸提瓶的鈾提取率在10天內(nèi)達(dá)到74%，與常規(guī)酸浸(46%)相比，生物浸提具有明顯優(yōu)勢(shì)。

馮光志[14]等從湖北省大冶市古銅礦區(qū)域分離得到嗜酸氧化亞鐵硫桿菌SY，用SY菌株浸出湖北省古礦區(qū)采集的硫氧化物礦，還另外浸出了云南省和安徽省采集的硫氧化物礦，SY浸礦數(shù)據(jù)表明該菌對(duì)湖北大冶本土礦石浸出率84.28%，高于其他地區(qū)礦石浸出率，在本土礦石生物浸出中顯示出很大的優(yōu)勢(shì)。

莫曉蘭[24]等人，利用氧化亞鐵硫桿菌和氧化硫硫硫桿菌的單一培養(yǎng)物和混合培養(yǎng)物對(duì)低品位鈾礦石的生物浸出，結(jié)果表明混合培養(yǎng)物獲得了最佳的鈾回收率。他們從廣東745礦床的酸性礦山廢水樣品中分離得到三種本土微生物，微生物群落由嗜酸硫桿菌(33.3%)、嗜酸氧化亞鐵硫桿菌(56.8%)和嗜鐵鉤端螺旋體(8.5%)等組成。利用細(xì)菌的協(xié)同作用，提高生物浸出瀝青鈾礦的浸出率。

李江[17]等在前期試驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)行高氟鈾礦石微生物堆浸工業(yè)試驗(yàn)。上堆礦石4315t，礦石粒徑6mm，品位0.186%，渣計(jì)浸出率92.63%，酸耗3.14%。所用的05B菌群在氟含量2～3.98g/L的尾液中生長(zhǎng)良好，浸出周期112d。與常規(guī)酸法堆浸相比，浸出率提高約3個(gè)百分點(diǎn)，酸耗降低1.8個(gè)百分點(diǎn)，浸出周期縮短1個(gè)多月。

李興華[18]等對(duì)我國(guó)南方某硬巖難浸鈾礦石分別開展了不同酸耗、礦漿液固比、不同初始鐵濃度搖瓶攪拌浸出試驗(yàn)，考察鈾浸出率(濃度)與酸濃度、菌液三價(jià)鐵濃度、液固比和Eh值之間的關(guān)系。結(jié)果顯示其最佳工藝參數(shù)為：酸化酸度30-60g/L、酸耗8%-15%、液固比(2.5-5.0)：1、三價(jià)鐵濃度5-7g/L。

微生物浸出工藝的優(yōu)化，包括浸礦細(xì)菌的選擇、浸礦細(xì)菌組合，反應(yīng)客觀條件的優(yōu)化等是提高生物浸出率的重要手段。

3 生物浸出技術(shù)應(yīng)用研究進(jìn)展

1958年，美國(guó)肯尼柯特銅礦首次用細(xì)菌浸出了金屬銅，使得應(yīng)用微生物技術(shù)在低品位金屬礦、金礦、礦冶廢料處理等方面的應(yīng)用呈現(xiàn)較好的前景。隨后，生物浸出技術(shù)在工業(yè)上應(yīng)用回收的金屬有銅、鐵、鈾、錳、鈷、金、鎳、鋅等。在我國(guó)大力發(fā)展核電的當(dāng)務(wù)之急，加大鈾礦開采力度，用先進(jìn)的采礦技術(shù)大量回收利用貧礦尾礦成為必然。而微生物浸鈾技術(shù)便成為首選技術(shù)，它具有生產(chǎn)成本低、投資少、工藝流程短、設(shè)備簡(jiǎn)單、環(huán)境友好等特點(diǎn)，能夠回收利用大量低品位鈾礦，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。

國(guó)內(nèi)，湖南某鈾礦山最早利用細(xì)菌浸出技術(shù)。1965年到1971年間，中科院微生物研究所和核工業(yè)原五所在該礦山用酸和細(xì)菌開展了表外礦石的堆浸研究實(shí)驗(yàn)。近年來，隨著國(guó)際鈾價(jià)的大幅度上漲，我國(guó)十分重視采用微生物溶浸技術(shù)對(duì)鈾的提取，并且開展了相關(guān)的研究工作。如，核工業(yè)北京化工冶金研究院分別對(duì)草桃背鈾礦和741礦鈾礦石開展了微生物溶浸的試驗(yàn)研究，取得了較為可喜的成績(jī)。[19]如今，研究微生物溶浸技術(shù)的高校增多，相關(guān)的鈾業(yè)有限公司也有多家，在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用也頗有成效，不斷提高生物浸鈾浸出率依然是重中之重。

國(guó)外，細(xì)菌浸鈾有幾十年的研究與應(yīng)用歷史，有幾十個(gè)大規(guī)模微生物溶浸鈾、金、銅的工業(yè)應(yīng)用實(shí)例，它們主要分布在加拿大、法國(guó)、南非、美國(guó)及澳大利亞等國(guó)。葡萄牙的“鐳公司”從1953年開始進(jìn)行鈾礦自然浸出的研究，這是細(xì)菌浸出鈾礦的最早例子。西班牙幾乎所有的鈾都是通過細(xì)菌浸出獲得的，美國(guó)用細(xì)菌回收的鈾產(chǎn)值到1983年已經(jīng)達(dá)到9000萬美元。[19]此外，印度、塔吉克斯坦、日本等國(guó)也廣泛應(yīng)用細(xì)菌法溶浸鈾礦，并取得了良好的效果和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

由此可見，在國(guó)內(nèi)外，生物浸出技術(shù)對(duì)礦產(chǎn)資源的回收利用和開采有著舉足輕重的作用、顯著的經(jīng)濟(jì)效益，為國(guó)防力量添磚加瓦。生物冶金技術(shù)已在海內(nèi)外得到大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用，建立了年處理礦石量達(dá)6000萬噸生物提銅廠；形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CCGRI生物氧化提金技術(shù)，建成了中國(guó)黃金行業(yè)的第一座高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程；硫化物包裹類鈾礦的鈾浸出率提高至96%，使鈾礦開采品位從千分之一降低到萬分之三。中國(guó)生物冶金已處于世界領(lǐng)先地位，可使礦產(chǎn)資源利用率從33%提高到96%，大幅提升中國(guó)礦產(chǎn)資源的使用年限。[20]

雖然生物浸出技術(shù)有較多的優(yōu)點(diǎn)，但它依然存在一些弊端。主要有以下兩點(diǎn)：一是耗時(shí)較長(zhǎng)。通常情況下罐浸出的時(shí)間為4-6天，堆浸的時(shí)間為200-300天；二是某些礦床礦物難處理，難以處理堿性礦床和碳酸鹽型礦床。在生產(chǎn)實(shí)踐中努力克服該技術(shù)不足之處是需要不斷努力改進(jìn)工藝的動(dòng)力，在不斷改進(jìn)的過程中，提高其浸出率同時(shí)還需要考慮時(shí)間成本與經(jīng)濟(jì)成本等相關(guān)因素。但利大于弊，對(duì)于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，依然需要遵循綠色環(huán)保的原則，不可發(fā)展經(jīng)濟(jì)卻忽視環(huán)境的保護(hù)與后期環(huán)境污染處理的成本。

4 結(jié)論與展望

縱使我國(guó)微生物浸出技術(shù)研究與國(guó)外相比較晚，但發(fā)展速度很快。由此可見，微生物溶浸技術(shù)是一種很有潛力的新技術(shù)，可作為在21世紀(jì)具有廣闊應(yīng)用前景的清潔工藝，是未來礦冶技術(shù)的一個(gè)趨勢(shì)，它將改變傳統(tǒng)的選礦方法和概念，在解決礦產(chǎn)資源枯竭，環(huán)境方面顯示出巨大的潛力。目前，生物冶金技術(shù)在工業(yè)上已得到大規(guī)模的應(yīng)用，不斷進(jìn)步的工藝使得生物浸出技術(shù)越來越被人們認(rèn)可，技術(shù)也發(fā)展的越來越成熟。然而，對(duì)于生物浸礦過程中，礦物與微生物溶浸液之間的相互作用仍需探討，生物對(duì)礦石的作用已有大量學(xué)者進(jìn)行了研究與探討，生物代謝產(chǎn)物，生物在生長(zhǎng)過程中產(chǎn)生的胞外聚合物對(duì)礦物或者生物溶浸液對(duì)礦物有著怎樣的影響還需繼續(xù)研究與摸索。