謝浩松 肖慶飛,2,3 裴英杰 武煜凱 任英東 張志鵬

(1.昆明理工大學國土資源工程學院,云南 昆明 650093;2.礦冶過程自動控制技術國家(北京市)重點實驗室,北京 100070;3.省部共建復雜有色金屬資源清潔利用國家重點實驗室,云南 昆明 650093)

銅作為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的主要原材料,是國家的重 要戰(zhàn)略資源。銅資源在制造業(yè)應用相當廣泛,涵蓋輕工業(yè)、機械、電氣工程、國防、建筑等各個領域。我國正處在從工業(yè)大國邁向工業(yè)強國進程中,對銅礦的需求量與日俱增。然而我國銅礦資源并不豐富,需要大量進口以滿足國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展需要,對外依存度已經(jīng)超過70%[1]。

銅礦作為世界第三大類使用金屬,通常以硫化物礦物的形式存在于地殼中,其中以黃銅礦的形式最為常見,多采用浮選法對其進行選礦以實現(xiàn)富集。而火法煉銅是處理黃銅礦浮選精礦產(chǎn)品的主要途徑,但傳統(tǒng)火法冶金過程造成嚴重的空氣污染,而生物浸出空氣污染程度和耗酸量少;另外,火法冶金的選礦工藝復雜,需使用大量的浮選藥劑,并產(chǎn)生大量選礦廢水,造成嚴重的環(huán)境污染,且冶煉過程能耗高。而生物浸出工藝的空氣污染程度小和耗酸量少,且具有工藝操作簡單、成本低、環(huán)境友好的特點[2],因此,相較于傳統(tǒng)火法冶金,生物浸出在處理低品位、細粒嵌布的礦石方面有著很多優(yōu)勢。迄今為止,世界上銅產(chǎn)量的近四分之一是通過生物浸出獲得的[3]。

生物浸出技術(也稱生物濕法冶金技術)多應用于常規(guī)方法難以開發(fā)利用的尾礦、貧礦、廢礦、表外礦及難采、難選和難冶礦,其工業(yè)應用從20世紀逐步開始發(fā)展,現(xiàn)已在國內(nèi)具備相當?shù)囊?guī)模,目前對輝銅礦的原礦處理已實現(xiàn)了工業(yè)化應用。相較于傳統(tǒng)的銅冶煉技術,該項技術具有流程簡單、生產(chǎn)成本較低等優(yōu)勢。作為一種綠色、經(jīng)濟的選礦方式,生物浸出技術有著廣闊的工業(yè)應用前景。然而由于生物浸出氧化反應速度較慢,浸出率低,且細菌的培養(yǎng)和繁殖受很多外界因素制約。造成黃銅礦的生物浸出技術還多處于實驗室研究階段,商業(yè)規(guī)模的黃銅礦生物浸出沒有被充分開發(fā)。本文介紹了目前生物浸出過程中黃銅礦鈍化膜的形成機制,列舉了對黃銅礦強化浸出方法的新探索,包括高效浸礦細菌的選育、使用各類藥劑催化以及其他方法對黃銅礦浸出效果的改善。

1 鈍化膜

當前,生物浸出的主要工藝過程為“浸出—萃取—電積”,如圖1所示。在黃銅礦生物浸出過程中,浸出反應后期黃銅礦表面生成的致密鈍化膜是導致浸出速率變慢、浸出率降低的主要原因。近年來,研究者們對黃銅礦的生物浸出過程中鈍化膜的形成機制做了大量的研究工作。大多研究者認為浸出時黃銅礦的鈍化層的溶解速率明顯低于黃銅礦的原始界面[4],從而降低了生物浸出效率。有研究提出了黃銅礦生物浸出的縮合模型[5],如圖2所示?？梢钥闯?在黃銅礦生物浸出過程中,有氧化劑(如O2)存在時,O2得到電子被還原為H2O,黃銅礦中所含負二價的硫被氧化為單質硫,當Eh足夠高時,氧化產(chǎn)物則為SO42-,同時鐵元素也以離子形式溶解于浸出體系中,并且隨著氧化還原電位和其他浸出條件的變化,Fe2+相和Fe3+相存在動態(tài)平衡,銅則以離子形式溶解于浸出液以實現(xiàn)浸出。然而氫氧化鐵和黃鉀鐵礬、單質硫以及銅的聚硫化物等在生物浸出過程中的副反應產(chǎn)物會作為鈍化膜阻礙黃銅礦的原始表面與浸出液的接觸,從而會抑制浸出反應的持續(xù)進行。

圖1 生物浸出工藝流程圖Fig.1 Bioleaching processflow chart

圖2 在縮合模型下黃銅礦生物浸出的離子變換過程Fig.2 Schematic illustration for the dissolution process of a passivated chalcopyrite in SCM model

然而對于鈍化膜的物質構成及形成過程看法不一,主要包括3種觀點,鐵的氫氧化物沉淀類、單質硫類和銅的聚硫化物類。

1.1 氫氧化鐵和黃鉀鐵礬

在溶液化學理論中,根據(jù)Fe3+的沉淀平衡常數(shù)(Ksp),在pH值為1.9時,Fe3+開始生成氫氧化鐵沉淀,在pH值達到3.2時沉淀完全。另外,DUTRIZAC等[6]研究發(fā)現(xiàn)當浸出體系的pH＜1或pH＞3時黃鉀鐵礬沉淀的生成會受到抑制。因此,在浸出體系的pH值較高(pH值大于1)時,在生物浸出過程中黃銅礦表面會逐漸生成氫氧化鐵或黃鉀鐵礬類沉淀物,形成鈍化層覆蓋在黃銅礦表面,抑制了黃銅礦與浸出液的反應[7]。生成黃鉀鐵礬的反應方程式為

BUCKLEY等[8]研究認為,黃銅礦可以與水發(fā)生反應生成氫氧化物和硫單質,利用XPS檢測發(fā)現(xiàn)了部分硫單質發(fā)生了升華現(xiàn)象,因此認為覆蓋在黃銅礦表面的鈍化層不是單質硫而是氫氧化鐵沉淀。反應方程式為

由溶液化學計算Fe3+的沉淀平衡常數(shù)(Ksp)可得,Fe3+在pH=1.9時開始產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀,在pH=3.2時沉淀完全,因此當浸出液體系的pH值較高,使得pH值達到了Fe3+的沉淀點,可能會生成抑制浸出的氫氧化鐵鈍化層。

有研究指出[9],在Fe2(SO4)3和FeSO4體系中,當Fe3+/Fe2+的比值升高時,礦物的表面能明顯觀察到黃鉀鐵礬的生成,浸出反應很快達到平衡。

通過以上研究,可以得出:降低浸出體系的pH值或Fe3+的濃度可抑制黃鉀鐵礬的生成。

曾偉民等[10]在某礦山富集到一種對黃銅礦浸出效果較好的中度嗜熱混合菌,通過對浸礦參數(shù)的分析表明:黃銅礦的鈍化膜主要成分是黃鉀鐵礬和胞外多聚物(主要成分為糖類和脂類)。由于存在鈍化膜的阻抗作用,嚴重阻礙了各種離子在溶液與礦物表面之間的傳遞,由此逐漸使黃銅礦的氧化分解反應趨于停滯。

楊洪英等[11]利用 SEM、EDS、XRD和 XPS檢測黃銅礦生物浸出的過程、礦物表面的組成及物相變化。研究表明,由于浸礦混合細菌對硫的氧化作用,硫化物層和單質硫層構成了氧化膜形成過程中的中間產(chǎn)物,而致密的黃鉀鐵礬層則對黃銅礦的浸出產(chǎn)生鈍化作用,在生物浸出過程中黃銅礦表面物質成分變化示意如圖3所示。

圖3 生物浸出過程中黃銅礦表面變化示意[11]Fig.3 Diagram of chalcopyrite surface changes during bioleaching[11]

1.2 單質硫

有觀點認為黃銅礦生物浸出時副反應生成的單質硫是鈍化膜產(chǎn)生抑制作用的主要原因[7]。浸出體系中,黃銅礦在氧化劑Fe3+的氧化作用下生成了單質硫。其反應方程式有

JORDAN等[12]研究了黃銅礦在金屬硫化葉菌催化影響下的浸出反應,在pH=1.7、70℃的條件下,在無鐵營養(yǎng)培養(yǎng)基中進行反應,可抑制黃鉀鐵礬的產(chǎn)生,再用新型電化學技術同時測定銅溶解速率和參與溶解反應的電子數(shù),發(fā)現(xiàn)隨著單質硫層的產(chǎn)生,浸出速率明顯降低。而硫的氧化過程有助于顯著提高銅的溶解浸出速率。

傅開彬等[13]以嗜酸氧化亞鐵硫桿菌作為浸礦菌種,采用SEM、XRD和XPS等手段研究黃鐵礦型黃銅礦表面鈍化機理。結果表明:黃鐵礦型黃銅礦浸渣中產(chǎn)生S8和硫砷銅礦,其礦浸渣表面阻礙層為硫及其多聚物。

MOHAMMAD等[14]認為單質硫的含量隨著浸出時間的延長而增加,在真空環(huán)境中形成的單質硫不易升華;同時產(chǎn)生的非化學計量的FeOOH與單質硫一起形成鈍化膜,阻礙了黃銅礦的浸出。

然而,對此也有人提出不同的觀點[15-16],認為單質硫不是黃銅礦的鈍化物質,因為單質硫容易被氧化成可溶性硫酸鹽,不會對生物浸出反應產(chǎn)生明顯的抑制作用。

1.3 銅的聚硫化物

有觀點認為[15],黃銅礦浸出過程中礦物表面的Cu、Fe擴散速率不同,Fe會優(yōu)先浸出,從而形成富含Cu、S但缺Fe的聚硫化物層,阻礙了Cu、Fe離子的傳輸,減緩了反應電子的傳遞,從而抑制浸出反應的進行。銅的聚硫化物生成的化學反應方程式為

楊聰仁等[17]分析認為:在中溫微生物存在下,黃銅礦的生物浸出過程中Fe的優(yōu)先溶解導致在黃銅礦表面形成缺鐵聚硫化物,阻礙了離子從黃銅礦/鈍化膜界面向鈍化膜/溶液界面的擴散,從而導致了鈍化。形成的聚硫化物很難被Fe3+直接氧化,只有使用較強的氧化劑(如重鉻酸鉀和硝酸)才能將其迅速溶解。

有利用電位滴定技術研究黃銅礦的電化學溶解機理[18-19],發(fā)現(xiàn)Fe元素溶解的過程先于Cu元素,產(chǎn)生缺金屬的聚硫化物。反應性差、相對致密、擴散速率低的缺鐵多硫化物導致黃銅礦鈍化,聚硫化物鈍化膜的厚度小于1μm。

趙宏博等[20-21]研究認為,缺金屬的聚硫化物是主要的鈍化物質,并采用X射線光電子能譜(XPS)和電化學分析研究了含銀尾礦對黃銅礦溶解的催化作用,發(fā)現(xiàn)Ag+或含銀的物質可以有效地提高聚硫化物的電導率,由于含銀尾礦的加入,銅幾乎可以完全從黃銅礦中提取出來。結果證明,含銀尾礦的存在增強了黃銅礦的氧化速率,也消除了鈍化效果。

PARKER等[22]在研究黃銅礦電化學浸出時,發(fā)現(xiàn)在礦物氧化期間表面有缺失金屬的聚硫化物產(chǎn)生,這層聚硫化物膜減慢了電子向氧化劑的轉移速度,并阻礙了固溶體界面的空穴供應。

2 黃銅礦生物浸出的強化

近年來,針對黃銅礦生物浸出率低這一技術難題,為了消除黃銅礦在生物浸出過程中鈍化膜對浸出反應的阻礙,人們做了大量有益的探索,從各種學科角度提出了強化浸出的方法,這些方法的實驗結果證明了其對促進黃銅礦生物浸出有良好的效果,這些研究也為業(yè)內(nèi)研究者提供了有益探索。

2.1 選育高效浸礦細菌

浸礦微生物的開發(fā)是一個復雜的過程,也是現(xiàn)今生物浸礦技術的難題之一。微生物與礦石的相互作用具有選擇性。同一種細菌對不同的礦石,或同一種礦石對于不同種類細菌的浸出效率和機制也不同,同一礦山不同礦床的礦石性質和成分也存在差異,因此開發(fā)對同類礦石適應性強的浸礦細菌是生物浸出技術發(fā)展的重要方向。黃銅礦的浸礦微生物大致分為3類:常溫菌、中等嗜熱菌、極端嗜熱菌,見表1。相較于極端嗜熱菌,中等嗜熱菌能耐受更高的金屬離子濃度和礦漿濃度,但反應過程中持續(xù)產(chǎn)熱使浸出體系溫度過高,使中等嗜熱菌難以適應和生存,因此多采用極端嗜熱菌對黃銅礦進行生物浸出[23]。獲得高效浸礦細菌主要有兩種方法:從自然環(huán)境篩選天然菌種或對已知菌種進行選育[24]。浸礦細菌的選育包括了細菌的采集、培養(yǎng)、馴化和浸礦試驗等。嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌已被廣泛應用于浸出多種硫化銅礦。然而在過去人們發(fā)現(xiàn)常溫菌浸出黃銅礦速率并不高,黃銅礦表面很快便會產(chǎn)生鈍化膜會阻礙生物浸出反應的持續(xù)進行。

表1 黃銅礦生物浸出的典型微生物Table 1 Typical microorganisms for chalcopyrite bioleaching

司霖等[25]研究發(fā)現(xiàn),高溫菌和極端嗜熱菌產(chǎn)生鈍化膜的趨勢并不明顯,因而采用了選育出的高溫菌和極端嗜熱菌可以大大提高黃銅礦的浸出效率。

崔亞銓等[26]對嗜酸喜溫硫桿菌(Acidithiobacillus caldus)進行銅耐受的定向馴化,使出發(fā)菌株與馴化菌株在不同銅脅迫濃度下純培養(yǎng)及浸出貧黃銅礦,通過試驗發(fā)現(xiàn):菌株馴化后比出發(fā)菌株的銅浸出率有大幅提高,馴化后的嗜酸喜溫硫桿菌抵御銅脅迫的能力較強,在浸出體系中能夠保持更活躍的生物浸出反應。

許寶科等[27]通過試驗對比嗜酸氧化亞鐵微螺菌(L.f)和嗜熱硫氧化硫桿菌(S.t)分別浸出斑巖型黃銅礦和矽卡巖型黃銅礦,發(fā)現(xiàn)在S.t浸出體系中這2種成因的黃銅礦浸出效率均高于L.f菌,通過對浸渣的XRD檢測并結合黃銅礦浸出反應過程的分析表明:由于2種細菌的代謝途徑和反應溫度不同,導致代謝產(chǎn)物不同,L.f菌是亞鐵氧化菌,而S.t菌株可同時氧化亞鐵和硫,S.t菌株可消耗更多的硫以減少對浸出反應的影響。

近年來,有學者研究了浸礦細菌混合培養(yǎng)促進黃銅礦浸出的機制。朱薇等[28]通過試驗對比4種純嗜熱太古菌及其混合菌浸出黃銅礦的浸出率,結果表明,混合培養(yǎng)對提高黃銅礦浸出率的效果最好,這是由于混合培養(yǎng)的生物浸出體系中有較高的硫氧化活性,為礦物浸出過程提供了充足的質子,進而使黃銅礦的浸出率大幅提高。另外,有學者研究了在6℃的低溫條件下利用微生物菌群的混合培養(yǎng)法對黃銅礦的生物浸出反應[29],發(fā)現(xiàn)以嗜酸硫桿菌(Acidithiobacillusspp.)和硫桿菌(Sulfobacillusspp.)為主要菌系的混合培養(yǎng)菌群比純培養(yǎng)的嗜酸硫桿菌YL15的銅浸出率更高,該研究結果對高寒礦區(qū)的低溫生物浸出技術回收金屬有重要意義。

另外,可通過紫外誘變等基因工程技術培育出高效的浸礦細菌[30],紫外誘變是一種最常用、最高效的細菌育種技術,微生物DNA的嘧啶堿基有較強的紫外線吸收能力,易使DNA鏈上形成胸腺嘧啶二聚體TT,從而可導致基因突變,以期獲得正突變菌株。

基因芯片技術(表2)[31]可準確、快速地分析出浸礦微生物的群落結構和功能基因,對復雜體系浸礦微生物種群結構與動態(tài)進行實時監(jiān)測,并能夠快速篩選出特定的目標基因。中南大學先后發(fā)展了4種浸礦細菌的基因芯片技術,其對基因組DNA的特定目標基因/基因簇具有高檢測靈敏度,利用該技術快速發(fā)現(xiàn)和篩選出了大量未知的微生物和功能基因[32]。2004年,中南大學參加了世界上第一個典型浸礦微生物嗜酸氧化亞鐵硫桿菌23 270的全基因組測序研究工作,成功掌握該菌全部3 217個基因信息,構建出全基因組芯片,繪制出了嗜酸氧化亞鐵硫桿菌的全基因圖譜,并制定了《嗜酸氧化亞鐵硫桿菌及其活性的基因芯片檢測方法》國家標準(GB/T 20929—2007),依據(jù)該標準可實現(xiàn)高效浸礦菌種的快速準確篩選[33]。因此,基因芯片技術有望解決目前硫化礦溶解機制面臨的難題。

表2 主要冶金微生物基因芯片特征比較Table 2 Comparison of microarray characteristics of major bioleaching microorganisms

2.2 藥劑催化

研究表明某些金屬離子可以催化黃銅礦的生物浸出反應,金屬離子晶格取代置換出了元素銅[34],而浸出液中的Fe3+又可氧化催化劑中的金屬離子,使其循環(huán)再生,因而通過晶格取代反應能夠促進黃銅礦浸出反應的進行。

朱萍等[35]以混合中度嗜熱菌為浸礦細菌,研究人造石墨對生物浸出黃銅礦的催化效果,發(fā)現(xiàn)人造石墨能降低浸出體系的pH值,使氧化還原電位維持在適宜的范圍,并使礦渣表面的微生物吸附量增加,從而提高黃銅礦中銅的浸出率。

董穎博等[36]研究了硫代硫酸鈉、黃鐵礦和硫酸亞鐵對嗜酸氧化亞鐵硫桿菌浸出低品位黃銅礦的催化效果的差異,結果發(fā)現(xiàn):在浸出反應的開始階段,適量添加以上3種物質能夠提高銅尾礦的浸出效率,而以硫代硫酸鈉的促進效果最好。銅尾礦浸出率較不添加硫代硫酸鈉提高了23.70個百分點。

張衛(wèi)明等[37]在對永平低品位硫化銅礦進行細菌槽浸時,在浸出液中加入了一種組合催化劑(成分為活性炭、Ag+及Fe2+),結果表明,加入該種催化劑獲得了良好的催化效果。廖蕤等[38]以含銀固體廢棄物為催化劑,對比了不同黃銅礦/含銀固體廢棄物配比下黃銅礦的浸出率,在不添加任何催化劑時銅浸出率為26%,當黃銅礦/含銀固體廢棄物比值為10/1時,浸出率提高一倍,當比值為1/6時,銅的浸出率最高,達到87%。

馬亞龍等[39]研究了添加活性炭對混合嗜熱古菌在65℃浸出黃銅礦的影響,結果表明,活性炭能夠明顯促進黃銅礦的浸出反應。活性炭通過原電池相互作用來改變電子躍遷路徑,使黃銅礦處在低氧化還原電位(400 mV)下,會形成更容易溶解的次生礦物(輝銅礦),因此能增強銅的溶解。

楊寶軍等[40]在黃銅礦生物浸出體系中添加光生空穴清除劑(抗壞血酸、草酸、腐殖酸和檸檬酸),發(fā)現(xiàn)抗壞血酸和草酸可顯著促進黃銅礦在可見光下的生物浸出。并通過SEM、XRD和紅外光譜(FT-IR)分析表明,抗壞血酸和草酸作為光生空穴清除劑可捕獲光生空穴,抑制黃銅礦表面黃鉀鐵礬的形成。

有研究發(fā)現(xiàn)木質纖維素可以提高黃銅礦的生物浸出效率[41],木質纖維素是通過改變浸出體系的生化參數(shù)(ORP、pH、Fe3+和 Fe2+濃度、微生物濃度及活性等)來實現(xiàn)對黃銅礦生物浸出的促進作用。木質纖維素被混合菌水解生成的葡萄糖可將Fe3+還原為Fe2+,從而降低體系中Fe3+濃度,抑制了鈍化膜的形成。宋哲名等[42]在黃銅礦單礦物的生物浸出體系中加入經(jīng)50%硫酸處理后的秸稈纖維素,使銅的浸出率提高了36.35個百分點。

然而藥劑的使用必須要考慮到在工業(yè)應用上的經(jīng)濟成本,工業(yè)催化需要消耗大量藥劑,因此,開發(fā)出更加廉價、高效且環(huán)?？煽康拇呋侄?才能在工業(yè)應用上更具有廣闊的發(fā)展空間。

表3 幾種催化劑在生物浸出黃銅礦的應用Table 3 Application of several catalysts in bioleaching chalcopyrite

2.3 其他方法

研究表明,浸出過程中可通過減少黃銅礦表面生成的黃鉀鐵礬沉淀,使鈍化減弱。潘顥丹等[49]通過添加玻璃珠粒加強了對搖床中浸出液的攪拌作用,對比不加玻璃珠的黃銅礦浸出液在生物浸出時的浸出率從50%提高到89.8%。分析表明,黃鉀鐵礬在搖床振蕩過程中被玻璃珠打碎,使新生成的黃銅礦表面得以暴露,其粒度更小、比表面積更大,使銅浸出效率更高。

?？尚赖萚50]研究了黃銅礦的相變及其相態(tài)對生物浸出的影響。在高純度氬氣保護下,使黃銅礦置于不同溫度下(203℃、382℃和552℃)使其完成晶體結構的相變后再以含有Acidithiobacillus的混合培養(yǎng)物為浸礦細菌進行生物浸出。結果顯示:只有在552℃下其晶體結構由原來α相變?yōu)棣孪?溫度為203℃、382℃和552℃時黃銅礦的浸出率分別為32.9%、40.5%和60.95%,并通過電化學試驗表明,隨著退火溫度的升高,黃銅礦極化電阻降低、腐蝕電流密度增大、氧化速率也越高、黃銅礦的浸出率也越高。

近年來,有研究發(fā)現(xiàn)黃銅礦的生物浸出過程也受其半導體性質的影響,基于黃銅礦的半導體特性,可見光可以促進黃銅礦的生物溶解效率[51]。當黃銅礦被可見光激發(fā)時產(chǎn)生的光電子可以將Fe3+還原為Fe2+,Fe2+是氧化亞鐵硫桿菌的代謝底物,并且可以有效地促進細菌的生長,從而有利于黃銅礦的生物浸出。趙春曉等[52]通過試驗研究了在酸性氧化亞鐵硫桿菌存在下,可見光和Cd2+對生物浸出黃銅礦的影響,發(fā)現(xiàn)在可見光和50 mg/L Cd2+條件下,溶解銅的濃度有明顯提高,并提出了可見光和Cd2+對黃銅礦生物浸出協(xié)同催化作用機制的模型。

對于生物堆浸工藝而言,由于浸出液流動性和傳質效果差,通風也較差,很大程度抑制了浸礦微生物的活性,使浸礦強度受到限制。通過薄層免壓筑堆、機械翻堆、制粒技術和洗礦分級等手段可有效改善礦堆的滲透性[53]。但對溶液滲流路徑與堆內(nèi)溶液分布精準調控依然難以實現(xiàn),而通過粒子測速技術(particle imagevelocity,PIV)、核磁共振(MRI)技術等非接觸、無損探測技術的開發(fā)和使用,可以逐步實現(xiàn)實時化、定量化和可視化調控的多級滲流的浸出工藝[54]。

3 結 論

(1)生物浸出作為一種低品位硫化礦選別和富集有用金屬的方法,一般通過大規(guī)模生物堆浸的方式處理礦石,該工藝方法綠色、經(jīng)濟,特別對于如今我國銅礦資源匱乏和貧細化的現(xiàn)狀,以及人們對生態(tài)環(huán)境的重視,今后針對國內(nèi)銅礦的開采,該工藝具有深入研究和開發(fā)的巨大價值。然而由于生物浸出鈍化膜的抑制,氧化反應速度較慢,浸出率低,面臨工業(yè)應用上的技術難題,因此,需要對細菌浸礦機理和鈍化膜形成機制進行深入研究,為生物浸出過程的監(jiān)測和調控提供理論基礎。

(2)國內(nèi)外生物浸銅的工業(yè)應用基本的流程大致相似,都是經(jīng)過浸出—萃取—電積實現(xiàn)對陰極銅的富集,并能獲得很高的純度,生物浸出在工業(yè)應用上一般采用堆浸的方式處理大規(guī)模低品位的黃銅礦,然而其流動性和傳質效果差,通風也較差,在很大程度上限制了其生物浸出的效率,因此通過強化浸出的方法來改善生物堆浸低效率的現(xiàn)狀,是當前研究者們需要重點突破的技術瓶頸。

(3)強化生物浸出反應的探索主要針對如何克服浸出后期鈍化膜的形成對氧化浸出反應的阻滯,研究者需要本著經(jīng)濟、高效的原則從各個學科角度去研究和開發(fā)新的強化生物浸出的方法。可通過采集和選育優(yōu)勢菌種,培育出具有較強的耐受性的浸礦細菌,或通過研究獲取耐高寒、高溫、高滲透壓、低氧含量等極端環(huán)境的浸礦細菌,通過基因工程技術培育功能菌種,添加Ag+、活性炭等各類起催化作用的藥劑強化浸出反應,及其他新型技術手段來實現(xiàn)在工業(yè)堆浸中黃銅礦的高效浸出。