摘要：生物湿法冶金是多年来冶金领域十分活跃的学科之一。在自然界，微生物在多种元素的循环当中起着重要作用，地球上许多矿物的迁移和矿床的形成都和微生物的活动有关。生物湿法冶金是一种很有前途的新工艺，它不产生二氧化硫，投资少，能耗低，试剂消耗少，能经济地处理低品位、难处理的矿石。

关键词：湿法冶金;浸金;介绍;应用;前景

一、前言

目前，世界范围内对含金矿物的处理大多集中利用浮选+氰化浸出、焙烧后氰化浸出、氯化法及高压浸出等工艺。每种工艺在处理过程中多少都会存在弊端，有的是对矿物适应性较差，有的则对生产设备要求较高，大多数工艺对环境的影响都会存在较大的影响。特别是高硫高砷类矿物，在与金共生过程中，同时也存在包裹严密、浸出药剂很难进入内部对金进行腐蚀溶解，导致大量的资源被浪费。近几年，在黄金生产工艺中出现了生物氧化预处理+氰化浸出的湿法冶金生产工艺，对高硫高砷包裹型金矿物的生产具备了条件。

二、生物湿法冶金介绍

微生物湿法冶金技术是一门新兴的矿物加工技术，它包括微生物浸出、预处理技术和微生物浮选技术。微生物浸出技术始于20世纪50年代，并已在铜、铀贫矿的堆浸及含砷难处理金矿的预处理方面实现了工业化生产应用;微生物浮选技术在20世纪80年代出现，目前尚在实验室研究阶段。

我国是一个有色金属矿产资源消费大国。经过半个多世纪的生产消耗，易采易选冶矿已为数不多。现有的常规物理、化学选冶方法由于回收率低、资源损耗大、生产成本高和对环境污染严重等问题已不适应社会经济可持续发展要求。在此情况下，微生物在矿物分离方面的作用逐渐引起人们的重视，它既可用于矿物的就地浸出，也可用于工厂矿物处理、废水废渣处理。并且微生物浸矿具有生产成本低、投资少、工艺流程短、设备简单、环境友好、能处理复杂多金属矿物等优点，在资源环境问题日益受重视的今天倍受关注，在矿物加工领域展示了广阔的应用前景。因此细菌浸矿的广泛应用，将引起传统矿物加工产业的重大变革，

三、微生物冶金现状

用微生物处理的矿石多为用传统方法无法利用的低品位矿、废石、多金属共生矿等。微生物浸矿过程机理的研究已有很长的历史，在细菌的生长、硫化矿分解等方面已有较深刻的认识。细菌浸矿过程是细菌生长及包括化学反应，电化学，动力学现象的硫化氧化分解的复杂过程。主要有以下两种方式。一是细菌直接作用浸矿。细菌对矿石存在着直接氧化的能力，细菌与矿石之间通过物理化学接触把金属溶解出来。某些靠有机物生活的细菌，可以产生一种有机物，与矿石中的金属成分嵌合，从而使金属从矿中分解出来。二是细菌间接作用浸矿。细菌能把金属从矿石中溶浸出来，是细菌生命过程中的新陈代谢作用，例如细菌作用产生硫酸和硫酸铁，然后通过硫酸和硫酸铁作为溶剂浸提出矿石中得所有金属。

自1958年美国利用微生物浸铜和1966年加拿大利用微生物浸铀的研究及工业化应用成功之后，已有30多个国家开展了微生物在矿冶工程中的应用研究工作。而且继铜、铀、金的微生物湿法提取实现工业化生产之后，钴、锌、镍、锰的微生物湿法提取也正由实验室研究向工业化生产过渡。我国微生物浸矿技术方面的研究是从20世纪60年代末开始的，已先后在铀、铜等金属的生产应用中取得成功。

（一）  细菌浸铜

迄今为止，利用微生物技术处理的铜矿石都是一些硫化矿。在微生物的作用下，矿石中的铜硫化物首先被氧化溶解出来，同时生成一些氧化能力较强的物质，如H2SO4， Fe2（SO4）3等，它们可以氧化其他铜硫化物或铜氧化物。美国在细菌氧化堆浸处理铜矿方面起步较早，开展了多方面的研究，技术也比较成熟，1994年采用此法生产的铜价值已超过3.5亿美元。从世界上第1座铜的微生物堆浸工厂于1950年在美国的Kennecott铜业公司建成投产到20世纪80年代，世界上共有14座（我国2座）铜的微生物氧化提取厂投入生产。

（二）细菌浸铀

在大多数铀矿石当中，都存在一些金属硫化矿，比较常见的有黄铁矿（FeS2）。黄铁矿为浸矿细菌提供了能源，矿石受浸矿细菌的浸蚀作用，生成FeSO4和H2SO4。FeSO4在细菌作用下，很快被氧化为Fe2（SO4）3，而其又是很好的氧化剂，又可以氧化黄铁矿：

FeS2 + Fe2（SO4）3 =3FeSO4 +2S

反应生成的元素硫也是细菌的能源，受细菌氧化生成H2SO4，在H2SO4和Fe2（SO4）3存在的条件下，铀矿物被溶解出来，反应如下：

UO2+Fe2（SO4）3=UO2SO4 +2FeSO4

（三）难处理金矿的细菌氧化预处理

生物氧化工艺是近年发展起来的一种金矿氧化新工艺，其过程简单，投资少，生产成本低而且对环境的影响很低，现在越来越受到重视。目前金的生物氧化浸出主要限于处理难浸金矿石，作为氰化提金的预处理。

难浸金矿的细菌氧化预处理最早在1964年法国人尝试利用细菌浸取红土矿物中的金，取得了令人鼓舞的效果。11984～1985年，加拿大Giant Bay微生物技术公司对北美及澳大利亚的30多种金精矿进行了细菌氧化实验。1986年南非金科公司的Fairview金矿建立世界上第1个细菌氧化提厂，实现了难浸金矿细菌氧化预处理法的首次商用。继南非后，巴西、澳大利亚、美国、加纳、秘鲁等国生物技术预处理金矿的工厂纷纷投入运营。世界上第1座大型细菌处理厂是加纳的Ashanti生物氧化系统，1995年扩建设计规模为960t/a。美国内华达州的Tomkinspytins金矿1989年建成生物浸出厂，日处理1500t矿石，金回收率为90%。美国加纳Ashanti微生物浸出厂在1994年能处理720t/d金精矿，年产黄金100万盎司。

四、未来的发展前景及展望

随着高品位、易选冶的铜，镍，锌，钴，金等有色金属矿物资源的日益减少，低品位，难处理资源的开发日益增大，生物冶金技术将是本世纪最有竞争力的矿冶技术之一。未来生物工程的进步与成就用到生物湿法冶金上来，筛选并培育出性能更好，更能满足冶金过程需要的微生物菌种，实施菌种的基因工程改良，获得既能耐高温又能耐磨、耐酸、耐毒性的综合性能好的微生物。

在生物氧化预处理过程中，大量的有价金属，如铁、砷等，会随溶液进入中和流程，在碱性物质的中和下，形成盐类，而这部分盐类物质最终进入尾矿库进行堆存，不但占用大量的土地，大量的有价金属也被遗弃，造成资源的浪费。而对于进入溶液内的有价金属的回收将是未来研究的方向。

参考文献

[1]陶德宁，译.生物浸出与生物氧化技术在中国的研究与应用 [J].湿法冶金，2003

[2]张在海，王淀佐，邱冠周，等.细菌浸矿的细菌学原理 [J].湿法冶金，2000

[3]温健康.生物冶金的现状及发展 [J].中国有色金属，2008

[4]李一夫，刘红湘，戴永年.生物技术在湿法冶金中的应用 [J].湿法冶金，2006

[5]邱木青清，张为民.微生物技术在矿产资源利用与环保中的应用 [J].《矿产保护与利用》，2003

[6]杨显万，沈庆峰，郭玉霞.微生物湿法冶金 [M].北京：冶金工业出版社，2003-09

[7]徐家振，金哲男.重金属冶金中的微生物技术 [J].《有色矿冶》.2001（2）：31-34