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目前我国2/3的有色金属资源分布在西部地区,特别是青藏高原更是拥有得天独厚的铜矿资源,但由于全年温度较低的气候环境条件使得利用细菌浸矿技术难以实施。针对这一技术难题,本项目在国家“十一五”科技支撑计划课题(批准号:2007BAB18B06)的资助下,通过正交试验研究了不同的中低温条件、能源培养基、矿石粒度、矿浆浓度、接种量、pH、初始Fe2+添加量等对硫化铜矿细菌中低温浸出结果的影响,同时比较了在中低温下添加金属离子和表面活性剂后对催化细菌加速浸矿过程的影响。研究结果表明:
(1)中温嗜酸氧化亚铁硫杆菌(A.f菌)经过20~30d的中低温适应性培养后,可逐渐达到相对较好的细菌活性。在接种量为15%、pH值为2.0、矿石粒度为200目、矿浆浓度为15%的条件下,90d摇瓶浸出试验最终浸出率可达到37.96%,比无菌对照浸出增加了近20%。
(2)中低温(8℃~10℃)浸出的初始阶段,添加一定量的Fe2+可以提高细菌浸出率,当添加Fe2+的量为6g/L时,其浸出率提高最大,最终可达到53.51%;中低温下使用A.ferrooxidans浸出黄铜矿时,浸出初始阶段添加Ag+可以催化细菌浸铜速率加快和提高最终的铜浸出率。当添加Ag+初始浓度为15mg/L、接种量为20%、矿石粒度为200目、矿浆浓度为2%、pH值为2.5时,铜在中低温下的浸出率最高,经过90d后可达到58.96%,比未添加Ag+时的对照浸出率高出一倍。
(3)三种吐温类表面活性剂中以吐温—20的加速浸出效果最好,当吐温-20浓度为0.01%,可使细菌在中低温下的“停滞期”缩短10d,经过90d后铜的最终浸出率可达49.87%,但其加速浸出效果不如添加Ag+后的浸出效果。
本论文通过硫化铜矿细菌中低温浸出基础研究,初步探讨了中低温下细菌浸矿的工艺条件,为西部地区,特别是青藏高原微生物湿法冶金技术的研发提供了一定的参考依据。