文章编号:1008-7524(2007)03-0012-03
显现英文微生物浸出反应硫化铜矿石表面形态特征显微分析
Ξ
江怀春1，吴爱祥1,2，习 泳3，苏永定1
(1.中南大学资源与安全工程学院，湖南长沙 410083;2.北京科技大学土木
与环境工程学院，北京 100083;3.中国有色工程设计研究总院，北京 100038)
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摘要：通过光学显微镜和电子显微镜分析了硫化铜原矿样和经摇瓶浸出反应后的矿样表面形态变化特征。结果表明：两个矿样的铜的浸出率、TFe 离子质量浓度均随着浸出逐渐上升，粒径较小的矿样浸出率较大。未经浸出反应的原矿样表面比较平整，微观尺度上的孔隙、孔洞很少；浸出反应后，矿石表面吸附有大量细菌，表面变得凹凸不平，大量目的金属元素被浸出。
关键词：微生物浸出；硫化铜；显微分析；吸附中图分类号:TF18 文献标识码:A
0 引言微生物浸矿技术作为从低品位、复杂多金属矿物中回收有价金属的重要方法，具有成本低、操作简单和对环境友好等特点，因而受到广泛关注。目前，微生物浸矿技术已经在低品位硫化矿中浸出铜、铀和预处理难冶炼金矿等[1-4]得到了广泛应用，但是浸出周期长、浸出率低等问题依然存在。本文试图通过光学显微镜和电子显微镜扫描技术[5-7]，对矿石浸出前后的表面形态特征进行分析，从
矿石组织结构，表面微观尺度的裂隙、孔隙着手研究，进一步研究溶浸液作用机理，矿石浸出机理以及细菌作用原理等，以提高铜的浸出率。1 矿样分析
江西某铜矿矿样主要由黄铜矿及孔雀石等构成，矿样化学组分分析见表1。
表1 矿样化学组分分析
%
Cu李阳疯狂英语365句
Fe
S
Mo
SiO 2Al 2O 3CaO MgO
As
质量含量
0.68 4.66 2.320.0360.7513.8 3.36 2.80.015
由表1可以看出，矿样中铜的品位为0.68%，品位较低，且矿样中含有较多耗酸物质，如CaO 、
MgO 等，另外矿样中黄铁矿成分较多，属于较难
浸出类型矿石，因此在实际堆浸过程中，宜选用p H <2.0的H 2SO 4作为溶浸液[8-11]。2 试验及结果
矿样粒径分别为:2～1mm 、0.2～0.1mm ，经过微生物浸出反应90d 后进行显微分析测试，反应结果见图1～6
。
图1
铜的浸出率
图2 浸出液TFe 离子质量浓度
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21·Ξ收稿日期:2006-9-11
基金项目:973国家重点基础研究发展规划项目(2004CB619200)，国家杰出青年基金项目(50325415)，国家创新群体项目
(50321402)。
作者简介：江怀春(1980-)，男，四川绵竹人，硕士研究生，主要研究方向为微生物冶金及采矿工程。
论文联系人：江怀春,0731-*******,E -mail :hopecsu @ 。
图3
浸出液细菌浓度图4 浸出液p H
值
图5 浸出液电位E
值kline
图6 浸出液溶解氧含量
图1表示的是两矿样铜的浸出率变化曲线，浸出反应90d ，此类硫化铜矿石摇瓶浸出铜的浸出率能够达到30%以上，粒径较小的矿石浸出速率快，浸出率高。图2表示的是两矿样浸出液中TFe 离子质量浓度变化曲线,TFe 离子呈逐渐上
升趋势，其中粒径较小矿样上升较快。图3表示的是浸出液中细菌浓度变化曲线，粒径较小的矿样细菌生长较快，质量浓度增长幅度大。图4表示了浸出液p H 的变化，粒径较小的矿样因其细菌生长快，细菌的间接作用明显，产生的酸量多，因此其浸出液p H 增长缓慢。图5表示浸出液电情投意合是什么意思
位E 值，两矿样差不多，变化不大，说明浸出液中细菌生长正常，氧化还原电位保持稳定，有利于浸
出反应的进行。图6表示的是浸出液中溶解氧含量，同理，粒径较小矿样含量大，因其细菌生长快，耗氧量大，溶浸液中溶解的氧自然就随之减少。3 硫化铜原矿样表面形态显微分析
原矿样显微分析如图7、图8所示
。
图7
河南会计培训原矿样表面形态图
图8 原矿样电子显微镜扫描图
从图7、图8可以看出，原矿样的表面较为平整，存在有少量的孔隙及孔洞。
4 微生物浸出反应后矿样表面形态显微分析
矿样经摇瓶浸出反应90d 后，通过光学显微
镜和电子显微镜分析其浸出反应后的表面形态变化情况，见图9、图10
。
图9 浸出反应后矿样表面形态图 从图9、图10可以看出，经过90d 的摇瓶浸出反应之后，矿样表面变得凹凸不平，呈现出大量的孔隙及孔洞，而且在光学和电镜照片上都能清楚看到：矿样表面吸附有大量的细菌，呈条形状,
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错综复杂，分布不规则，这说明细菌直接吸附在矿石颗粒表面溶解矿物，达到浸出目的。并且,0.2～0.1mm 的矿样表面吸附的细菌数目较多，反应更彻底，因此其铜的浸出率较高
。
图10 摇瓶浸出反应后电子显微镜扫描图5 分析与结论
a.两矿样的铜的浸出率、TFe 离子质量浓度
均随着浸出逐渐上升，粒径较小的2#
矿样浸出率较大；浸出液p H 、溶解氧含量均是1#
矿样较大；浸出液中细菌浓度2#矿样增长较快，幅度较大；氧化还原电位E 变化不大。这说明粒径较小的矿样更有利于微生物浸出的进行。
b.未经浸出反应的原矿样表面比较平整，微
观尺度上的孔隙、孔洞较少，从矿样表面可得知该类硫化铜矿石质地坚硬，属于较难浸出矿石。
c.从光学显微镜和电子显微镜照片都能清楚
看到，浸出反应后的矿石表面吸附有大量细菌，而且矿石颗粒表面凹凸不平，存在大量的微孔隙和孔洞，大量有用矿物质(铜、铁)被浸出，这说明了细菌的直接作用，即浸矿细菌附着矿石表面与矿石中
的硫化矿物发生关系，分泌出的一系列多糖化合物与矿物作用，使矿物氧化溶解，目的金属进入溶液。
d.在图10中,0.2～0.1mm 矿样的表面吸附
的细菌数目较2～1mm 矿样多，这是因为较小矿样的比表面积大，细菌与其接触面大，吸附量也大。
e.微生物浸出此类低品位硫化铜矿石是可行
的，驯化Tf 菌种能够较好地适应此类矿石，其生殖代谢能力较强，矿石铜的浸出率在90d 即能达到30%以上，浸出效果较好。
f.下一步研究中可考虑研究微生物浸出中的
矿石颗粒表面及内部孔隙演化机理，进一步探明微生物与矿石孔隙之间的相互关系及其作用机理。6 参考文献
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Microscopic analysis of surface characteristics of sulfide copper ore in its bacteria leaching reaction
J IAN G Huai 2chun 1,WU Ai 2xiang 1,2,
simenXI Y ong 3,SU Y ong 2ding 1
(1.School of Resources &Safety ,Central S outh University ,Changsha Hunan 410083,China ;
(下转第21页)
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4 PSAF混凝剂的混凝机理
PSAF混凝剂处理制革废水的机理是:a. PSAF混凝剂中含有大量的Al3+、Fe3+离子，具有高的正电荷，可有效降低或消除水中悬浮胶粒的ζ电位，使其脱稳。b.Al3+、Fe3+离子在中性和弱碱性溶液中
可发生水解而形成单核、多核羟基络离子，随着缩聚反应的进行，聚合物的电荷升高，这些络离子能使水中胶体杂质脱稳并相互结合成一定大小的粒子，发生电中和凝聚作用。c.由于PSAF中含有聚硅酸大分子，其分子量达105数量级，具有较强的吸附架桥和网捕能力，能使难溶化合物及细小的颗粒从水中分离出来。这更加强化了吸附与絮凝沉降的过程。因此,PSAF具有凝聚—絮凝两个过程，在处理废水时，集电中和凝聚———吸附架桥———沉淀网捕于一体。所以PSAF混凝剂具有很好的混凝沉降性能。concerning
5 结论
a.在p H6～9范围内,PSAF混凝剂均具有较好的混凝效果。
b.常温下,PSAF混凝剂最佳混凝条件:p H7～8，用量70mg/L，先以200r/min的速度搅拌2 min，再以40r/min的速度搅拌10min，静止沉降20min。
c.最佳混凝条件下,S2-、SS、COD Cr及Cr3+的去除率分别为90.4%、87.5%、84.5%和80.6%。
d.与传统混凝剂Al2(SO4)3和FeCl3相比, PSAF混凝剂具有优良的混凝沉降性能，其处理制革废水的效果远远优于传统混凝剂。
e.PSAF混凝剂的生产原料来源于工业废渣和废酸碱，来源丰富，工艺简单，生产成本低，处理废水时
用量较少，因此，费用较低，是一种较理想的无机高分子混凝剂。
6 参考文献
[1] 高忠柏，苏超英.制革工业废水处理[M].北京：化学工业出版社,2001.3.
Application of coal gangue2bad coagulant in the treatment
of tanning wastewater
SU I Zhi2hui1,2,L IU An2jun1,ZHAO Xin2 (1.College of Food Engineering&Biotechnology,Tianjin University of Science&Technology,Tianjin300222,Chi2 na;2.School of Light Industry and Textile,Qiqihar Univer2 sity,Qiqihar Helongjiang161006,China)
Abstract:A new type of effective complex coagulant polysilicate aluminum ferric salt(PSAF)was prepared from coal gangue and pyrite slag and ud as coagulant in the treatment of tanning wastew2 ater.The experimental results showed that PSAF had a good coagu2 lation effect in the treatment of tanning wastewater in the range of p H between6and9.The removal rate of S2-,SS,COD cr and Cr3+ was90.4%,87.5%,84.5%and80.6%respectively in the condi2 tion where temperature was normal,p H value was7～8and dosage of the coagulant was70mg/L.The temperature had little i
mpact on the removal rate of COD cr.In comparison with the conventional co2 agulants,such as Al2(SO4)3and FeCl3,the coagulation performance of PSAF was the best.The remarkable characteristics of this method were higher dimentation rate,lower remains of pollutants in tan2 ning wastewater and lower cost of treatment.The coagulation mech2 anism of PSAF coagulant in the treatment of tanning wastewater was also discusd.
K eyw ords:coal gangue;pyrite slag;coagulant;tanning wastewa2 ter;coagulation mechanism
(上接第14页)
2.Civil&Engineering School,Beijing
University of Science and Technology, Beijing100083,China;3.China Nonferrous Metals Engineering Design and Rearch
Institute,Beijing100038,China) Abstract:Using optical microscopes and electron microscope,the changes of surface characteristics of sulfide copper ore were analyzed before and after shaking flask reaction.The results showed that two kinds of copper ore’s extraction rates and TFe ion concentrations in2 cread gradually with increa of leaching time,and the extraction rate of smaller
size ore was greater.The surface of undresd ore was smooth,which had little micro2scale pores and cavities;after leach2 ing,the ore surface had adsorbed a large number of bacteria,so it became rugged and a lot of target elements were extracted out.
K eyw ords:bacteria leaching;sulfide copper;microscopic analy2 sis;adsorption
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