微生物浸出深海多金属结核中有价金属

D0I:10.13374/i.issn1001-053x.2000.06.001 第22卷第6期 北京科技，大学学报 Vol.22 No.6 2000年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2000 微生物浸出深海多金属结核中有价金属 李浩然)冯雅丽)石红)欧阳藩) 张文明) 1)中国科学院化工冶金研究所生化工程国家重点实验室，北京1000802)北京科技大学资源工程学院，北京100083 摘要对氧化亚铁硫杆菌浸出深海多金属结核中有价金属的可行性进行了实验，着重研究 了矿浆浓度、接种量、温度、浸出过程中pH值对结核中有价金属钴和镍浸出率的影响，同时对 氧化亚铁硫杆菌进行了驯化.实验表明：采用Leathen.培养基，加入适量黄铁矿作为菌种的营养 基质和浸出过程中的还原剂，多金属结核，在常温、酸性环境下，可直接浸出金属铜、钴、镍、锰 和铁 关键词深海多金属结核：氧化亚铁硫杆菌：微生物浸出 分类号T℉111.16 女献标识码：A 大洋多金属结核蕴藏在深海（水深3000~ 1.2矿物 6000m)海底表面，是铁一锰氧化物在深海中的 在东太平洋采得的深海多金属结核，其有 沉积物，由原生核心和同心圆状的沉积物层两 价元素质量分数为：钴0.26%，镍0.84%，铜0.89%， 部分组成.核心的主要成分为铝硅酸盐、石英、 锰21.24，铁17.4%；加入的黄铁矿中铁和硫的质 磷酸盐等.核心以外部分是呈年轻状的铁一锰 量分数为：铁36.7%，硫3.93%. 氧化物的沉积物，其中：锰以3种矿物形式存 1.3培养基 在，即晶质的钡锰矿、钠水锰矿和非晶质的δ一 实验采用Leathen培养基，它的各成分的质 MnO2矿；铁主要以针铁矿形式存在；铜、钴、镍 量浓度：NH)S0,为0.5gL,KC1为0.05gL, 及其他金属，以离子形态或以类质同像形式赋 KHP04为0.05gL-1,MgS04·7H,0为0.5gL1, 存于上述矿物晶格中，因此这种矿不能用常规 CaNO22H0为0.01g/L1,pH值为2. 的物理选矿方法加以富集、分离.由于二氧化锰 1.4实验方法 在常温常压下不与酸、碱反应，使得加工工艺过 在500mL锥形瓶中加入200 mL Leathen培 程复杂化. 养基，再加入黄铁矿和锰结核，接种并调H值， 细菌浸出咧可以提取多种金属，其中提取 置于摇床上培养.每天测1次pH和细菌浓度， 铜、金、铀和锰等方法已用于工业化生产，微生 每3~5天测1次金属离子浓度，取样前蒸发的 物冶金具有固定资产投资较低、生产成本低、污 液体和取样后取出的体积均用蒸馏水补加，细 染少等优点.本文根据深海多金属结核独特的 菌计数采用血球计数板直接计数法.金属离子 物理化学结构特点，探索微生物浸出结核的工 的测定采用原子吸收法.实验条件为：Leathen 艺条件，同时对菌种进行驯化、诱变，获得专一 培养基，200mL;黄铁矿/锰结核为1：5；接种量 高效的菌株，高效浸取结核中的有价金属. 15%,pH为2，温度30℃，摇床转速为160r/min. 1实验材料和方法 2实验结果及讨论 1.1菌种 21矿浆浓度对浸出率的影响 菌种选用氧化亚铁硫杆菌Thiobacillux fer- 将锰结核磨至-200目，矿浆浓度分别为 rooxidans(T.f),在山西交城黄铁矿的酸性矿水 5,15,25,50,60,75,80,100gL,接种前pH调至2， 中采集，经分离筛选而得 接种量为10%.实验结果如图1和图2所示. 结果表明，矿浆浓度对浸出率有明显的影 2000-0331收稿李浩然男，31岁，助理研究员 *国家专项基金(No.DY95-05-04) 响.矿浆浓度低，相应的黄铁矿也少，也就是菌

第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 艳 微生物浸 出深海多金属 结核 中有价金属 李浩然 ” 冯 推丽 ” 石 红 ” 欧阳 藩 ” 张文明 ” 中国科学院化工冶金研究所生化工程国家重点实验室 ，北京 北京科技大学资源工程学院 ， 北京 摘 要 对氧化亚铁硫杆菌浸 出深海 多金 属结核 中有价 金属 的可行性进行 了实验 ， 着重研究 了矿浆浓度 、 接种 量 、 温度 、 浸 出过程 中 值对结核 中有价金属钻和 镍浸 出率 的影 响 ， 同时对 氧化亚铁硫杆菌进行 了驯化 实验表 明 采用 培养基 ， 加 入适量黄铁矿作 为菌种 的营养 基质和浸 出过程 中的还 原剂 ， 多金属 结核 ， 在 常温 、 酸性环境下 ， 可直接浸 出金 属铜 、 钻 、 镍 、 锰 和铁 关键词 深海 多金属 结核 氧化亚铁硫杆菌 微 生物浸 出 分 类号 女献标识 码 大洋多金 属 结核蕴 藏在深海 水 深 一 海底表面 ， 是铁 一 锰氧化物在深海 中的 沉积物 ， 自原生 核 心 和 同心 圆状 的沉积物层 两 部分组 成 核心 的主 要 成 分 为铝 硅酸盐 、 石英 、 磷酸 盐 等 核 心 以外部 分 是 呈 年 轻状 的铁一锰 氧化物 的沉 积 物 其 中 锰 以 种 矿物 形 式存 在 ， 即 晶质 的钡 锰矿 、 钠 水锰矿和 非 晶质 的 一 矿 铁主 要 以针铁矿 形 式存 在 铜 、 钻 、 镍 及 其他金属 ， 以离子形态或 以类质 同像形 式赋 存于 上 述矿物 晶格 中 因此 这种矿不 能用 常规 的物理选矿方法加 以富集 、 分离 由于二 氧 化锰 在常温常压下 不与酸 、 碱 反应 ， 使得加工 工 艺过 程 复杂化 细 菌浸 出〔川 可 以提取 多种 金属 ， 其 中提取 铜 、 金 、 铀和 锰等方法 己用 于 工 业 化 生 产 微 生 物冶金具有 固定资产投资较低 、 生产成 本低 、 污 染少等优 点 本文 根据 深海 多金属 结 核独特 的 物理化 学结构特 点 ， 探 索微 生 物浸 出结 核 的工 艺条件 ， 同 时对菌种进行驯化 、 诱变 ， 获得专 一 高效 的菌株 ， 高效浸 取 结核 中的有 价 金 属 矿物 在 东太 平 洋采得 的深 海 多金属 结核 ， 其有 价元素质量分数为 钻 ，镍 ，铜 ， 锰 ， 铁 加 入 的黄 铁矿 中铁和 硫 的质 量分数 为 铁 ，硫 培养基 实验采用 培养基 ， 它 的各成分 的质 量浓 度 二 为 几 一 ‘ ， 为 多几 一 ，， 凡 为 几 一 ‘ ， · 为 几 一 ，， · 为 一 ， ， 值 为 实验方法 在 锥形 瓶 中加入 培 养基 ， 再加入黄铁矿和 锰 结核 ， 接种并调 值 ， 置 于 摇 床 上 培 养 每天测 次 和 细菌浓 度 ， 每 一 天测 次金 属 离子浓度 ， 取 样前蒸发 的 液 体和 取 样 后 取 出 的体积 均用 蒸馏 水补加 ， 细 菌计数采用 血 球计数板直接计数法 金 属 离子 的测 定采用 原子 吸 收法 实验条件 为 培养基 ， 黄铁矿 锰 结核 为 接种量 ， 为 ， 温度 ℃ ， 摇床转速 为 实验材料和方法 菌种 菌种选用 氧化 亚 铁硫杆菌 ， 在 山西 交城 黄铁矿 的酸性矿 水 中采集 ， 经 分 离筛选而 得 · 一 收稿 李浩然 男 ， 岁 ， 助理研究员 国家专项基金 一 一 实验结果及讨论 矿浆浓度对浸 出率的影响 将 锰 结 核 磨 至 一 目 ， 矿 浆浓度 分别 为 ， ， ， ， ， ， ， ， 接种前 调 至 ， 接 种量 为 实验 结 果 如 图 和 图 所 示 结果表 明 ， 矿浆浓 度对浸 出率有 明显 的影 响 矿浆浓度低 ， 相 应 的黄铁矿 也少 ， 也 就 是 菌 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2000．06．001

·490· 北京科技大学学报 2000年第6期 体生长的营养基质低，菌体生长受到限制，菌体 压下，疏酸是不能有效浸出结核中的有价金属 活性降低，使浸矿功能下降，因此，随着矿浆浓 的.接种量从060%的浸出过程中，在最初的4 度的降低，浸出率下降；矿浆达到一定浓度后， 天里，接种量高的浸出率相应较高，但升高的 随着矿浆浓度的增加，作为营养基质的黄铁矿 速率有所不同.这些结果表明，在浸出的最初阶 增加，有利菌体生长，从而提高菌体活性，增加 段，T菌处于生长延迟期，接种量对浸出率并 浸出率.但矿浆浓度过高，培养液的混合、传质 无明显的影响，但随着接种量的增加而生长延 困难，微生物的生长环境恶化：相应黄铁矿的增 迟期缩短，能较快地进入对数生长期.此时，菌 加也会产生一定的底物抑制，从而降低菌体活 数的多少就决定着浸出的速率，并随接种量的 性，浸出率下降，黄铁矿与锰结核比为1：5条件 增加而增大，但是随着细菌的生长，反应的进 下，较适宜的矿浆浓度50gL. 行，由于某些有机物质的抑制作用以及限制物 质F®和矿粉的限制，相继进入最高稳定生长 o5g.L- 80F 期，此时菌数趋于稳定，与接种量无关，浸出率 --15gL1 +25gL-1 主要受限制物质及抑制物质的控制.较适宜的 60F 接种量为15%， 40 *50gL1+80gL1 100 Co 米60g-L--100gL ◆0% 接种量 80L 20 ◆75gL4 5* 古-10% &60 -15% 40% 10 9 30 40 0 t/d 0 米20% 30% g财 ●30% ◆-60% 图1矿浆浓度对钴漫出率的影响 20 Fig.1 Influence of initial nodule-liquid vation on leaching rate of Cobalt 0 0 5 10 15202530 3540 80Ni t/d +5gL1 图3接种量对钴浸出率的影响 60F15g-L Fig.3 Influence of initial cell concentration vation on 嘉 +25g-L leaching rate of Cobalt 40 *50gL1+80gL1 米60gL1 100Ni+0% 接种最 -100gL 20 80 一5% ◆75gL1 ★10% 01 60 o 20 % 40 ·50 ◆…◆ 40 t/d *15% +40% 图2矿浆浓度对镍浸出率的影响 20 米-20% 50% Fig.2 Influence of initial nodule-liquid vation on leaching -◆30% ◆-60% rate of Nickel 0 0 5 1015 20 25 30 35 2.2不同接种量对浸出率的影响 t/d 在200 mL Leathen培养基中加入-80目锰 图4接种量对镍浸出率的影响 结核10g,黄铁矿2g,接种量分别为0,5%，10%， Fig.4 Influence of initial cell concentration vation on 15%,20%,30%,40%,50%,60%.结果见图3和 leaching rate of Nickel 图4. 2.3浸出过程中pH值调节对浸出率的影响 从图中可看出，接种量为“0”，虽然在浸出 在200 ml Leathen培养基中加入-80目锰结 初期，浸出率上升最快，但当浸出到第10天时， 核10g,黄铁矿2g,接种量为15%，分别将初始 浸出率几乎不再变化.即不加菌种，在30℃时， pH调至1,2,3，以后按此值每天加酸调pH值， 加硫酸pH值调到2，镍和钴的浸出率分别为 蒸发和取样的部分用Leathen培养基补充，观察 45.78%和11.62%；同时测得锰、铜和铁的浸出率 浸矿过程中调节pH对浸出率的影响.实验结果 分别为11.81%，30.02%和0.51%.说明在常温常 见图5和图6

北 京 科 技 大 学 学 报 。 年 第 期 体生长 的营养基质低 ， 菌体生长受到 限制 ， 菌体 活性 降低 ， 使浸矿功能下 降 ， 因 此 ， 随着矿浆浓 度 的 降低 ， 浸 出率下 降 矿浆达 到一 定浓度后 ， 随着矿 浆浓度 的增加 ， 作 为营养基质 的黄铁矿 增加 ， 有利菌体生长 ， 从 而 提 高菌体活性 ， 增加 浸 出率 但矿浆浓度过高 ， 培养液 的混合 、 传质 困难 ， 微生物 的生长环境恶化 相应黄铁矿 的增 加 也 会产 生一 定 的底 物抑制 ， 从 而 降低 菌体活 性 ， 浸 出率下 降 黄铁矿 与 锰结 核 比 为 条件 下 ， 较适 宜 的矿浆浓度 几 压 下 ， 硫酸 是不 能有效浸 出结核 中的有价金 属 的 接种量从 一 的浸 出过程 中 ， 在最初的 天里 ， 接种量 高 的浸 出率相应 较高 ， 但升高的 速率有所不 同 这 些结果表 明 ，在浸 出的最初阶 段 ， 菌处 于 生 长延 迟期 ， 接种量对浸 出率并 无 明显 的影 响 ， 但 随着接种量 的增加而 生长延 迟期 缩短 ， 能较快地进入对 数生长期 此 时 ， 菌 数 的多少就 决定着浸 出的速率 ， 并随接种量 的 增 加而 增大 但是 随着细菌 的生长 ， 反应 的进 行 ， 由于某些有机物质 的抑制作用 以及 限制物 质 十 和 矿粉 的 限制 ， 相 继进入 最高稳 定生长 期 ， 此 时菌数趋于 稳定 ，· 与接种量无 关 ， 浸 出率 主 要 受 限制物质及抑制物质 的控制 较适 宜 的 哥芝曰则 接种量 为 …才 僻芝田则 ， 图 矿浆浓度对钻漫出率的影响 · 图 接种量对钻漫出率的影响 啥 才看 辞芝书则 辞芝三则 图 矿浆浓度对镍浸出率的影响 玩 恤 卜 不 同接种量对浸 出率的影响 在 培养 基 中加 入 一 目锰 结核 ， 黄铁矿 ， 接种量分别 为 ， ， ， ， ， ， ， ， 结果见 图 和 图 从 图中可 看 出 ， 接种量 为 ，’ ” ， 虽 然在浸 出 初期 ， 浸 出率上升最快 ， 但 当浸 出到第 天 时 ， 浸 出率几乎 不 再变化 即不 加 菌种 ， 在 ℃ 时 ， 加硫酸 值调 到 ， 镍和 钻 的浸 出率分 别为 和 同时测得锰 、 铜 和 铁 的浸 出率 分别 为 ， 和 说 明在常温常 图 接种量对镍浸 出率的影响 浸 出过程 中 值调 节对浸 出率的影响 在 培养基 中加入 一 目锰 结 核 ， 黄铁矿 ， 接种量 为 ， 分别将初始 调 至 ， ， ， 以后 按 此值每天 加酸调 值 ， 蒸发和 取样 的部分用 培养基补充 ， 观 察 浸矿过程 中调 节 州对浸 出率 的影 响 实验 结果 见 图 和 图

Vol.22 No.6 李浩然等：微生物浸出深海多金属结核中有价金属 ·491· 100C0 Co 80 100 pH-1 80 警 60 餐一 pH=2 pH-3 元 40 40 ◆20℃4-35℃ 元 25℃*30℃ 20 +-35℃ 0 0+ 0 10 20 30 40 0 10 15 20 t/d t/d 图5pH值对钴漫出率的影响 图7温度对钴漫出率的影响 Fig.5 Influence of pH value on leaching rates of Cobalt Fig.7 Influence of temperature on leaching rates of Cobalt 100Ni 100Ni 80 80 60 60 40 实 ◆pH=1 40 ◆20℃×-35℃ pH=2 20 -25℃￥30℃ +pH=3 -±-35℃ 0 10152025 3035 40 0 10 15 20 t/d t/d 图6pH值对镍没出率的彩响 图8温度对镍浸出率的影响 Fig.6 Influence of pH value on leaching rates of Cobalt Fig.8 Influence of temperature on leaching rates of Cobalt 结果可看出，浸出过程中pH=3时，经40天 2.4温度对浸出率的影响 浸出钴、镍的浸出率仅为18.78%，53.92%；而 将配好的矿液放置于20,25,30,35,40℃温 pH=1时，浸出3天，钴、镍的浸出率为8134%， 度下进行培养，观察浸出率的变化情况.实验结 2.43%,40天浸出率缓慢增加，最终分别为 果如图7和图8所示. 85.42%,83.61%:pH=2时，3天后，钴、镍的浸出率 结果说明，最适宜温度为30℃，在此温度下， 分别为3.72%，22.39%，浸出40天时，浸出率分别 最适合菌体生长，菌体的活性最高，可有效浸出 为90.61%，86.54%，浸出率最高.不同pH下浸出 结核中的有价金属，在较高温度下浸出，细菌的 率的差别与菌体的生长环境有关. 新陈代谢和以菌体的代谢物生物酶作催化剂的 当pH=1时，加入的酸较多，结核中的耗酸 生物化学反应加速，同时，较高的矿物中的化学 物质很快被分解，有价金属部分浸出，浸出率上 反应加速，使浸出速度加快.再提高温度，菌体 升较快，但由于过低pH环境不利于菌种生长， 的活性反而下降，细菌的新陈代谢减慢，菌体的 4天后浸出率变化平缓；pH=2时，虽然初期，浸 代谢物生物酶减少，生物化学反应减速，浸出率 出率不高，但随着菌种的生长，浸出率不断上 下降.在本实验条件下，浸出温度以30℃为宜. 升，超过前者：pH调至3的浸出率明显低于前2 2.5菌种的驯化 种情况.由于T￡菌需在酸性环境下生长，当达 在不断的浸出过程中，菌种对结核的适应 到生长环境时，菌体活性增加，菌体由生长停滞 能力增强，菌种被驯化.如表1所示. 期可迅速到达生长加速期和对数生长期，使浸 结果表明，深海多金属结核的粒径加大，浸 出率不加增加：当pH值过低时，虽然能够溶解 出时间、菌种对结核的感应期均相应缩短，而浸 结核中的耗酸物质，加速有价金属有浸出，但并 出率相应增加.它说明菌种的驯化过程，在初期 不利于菌体的生长，致使菌种产生变异，菌体活 T￡菌随着对结核逐渐适应产生暂时性变异，随 性降低，不利于金属的浸出.在本实验条件下， 着不断的接代遗传、选择和淘汰，这种变异被继 浸出过程pH维持pH=2时，Ni,Co浸出率最高. 承下来，可能已成为永久性变异，经过多代驯

从， 李浩然等 微 生物浸 出深海 多金属 结核 中有价金 属 一今一 ℃ 玲 ℃ ℃ 截 ℃ 奋 ℃ 璐曰则芝﹃ 日队口际 褂曰则芝 ‘ ‘ 勺卜 月卜吐 到 二鱼二‘ ，二二一一一 一一一一工一一一一一一一一一习 图 值对钻浸 出率的影响 俪 十 ‘ 匕 曰 一一二一 一一一一一一一‘ 一一一一一一一一‘ 一一曰 图 温度对钻浸 出率的影响 · 阮 阮 一令 ℃ 关 ℃ ℃ 城一 ℃ 奋 ℃ 瓣田芝则 孟 日︸︸ 哥石则芝 ‘ 一 笙‘ 一一 山－ 一上一 一 一 一二一一 日 － 图 值对镍漫 出率的影响 · 结果 可看 出 ， 浸 出过程 中 时 ， 经 天 浸 出钻 、 镍 的浸 出率仅为 ， 而 时 ， 浸 出 天 ， 钻 、 镍 的浸 出率为 ， ， 天 浸 出 率 缓 慢 增 加 ， 最 终 分 别 为 ， 时 ， 天后 ， 钻 、 镍 的浸 出率 分别为 ， ， 浸 出 天 时 ， 浸 出率分别 为 ， ， 浸 出率最 高 不 同 下 浸 出 率 的差 别与菌体 的生 长环 境有 关 当 时 ， 加入 的酸较 多 ， 结核 中的耗酸 物质很快被分解 ， 有价金属 部分浸 出 ， 浸 出率上 升 较快 ， 但 由于 过低 环境不 利 于 菌 种 生 长 ， 天后浸 出率变化平缓 时 ， 虽 然初期 ， 浸 出率不 高 ， 但 随着 菌种 的生 长 ， 浸 出率不 断上 升 ， 超过 前 者 调 至 的浸 出率 明显 低 于 前 种情况 由于 菌需在酸性 环 境下 生长 ， 当达 到 生长环境 时 ， 菌 体活性增加 ， 菌体 由生长停滞 期 可迅速 到达 生 长加 速期 和对数 生 长 期 ， 使浸 出率不 加增 加 当 值过低 时 ， 虽 然 能够溶解 结核 中的耗酸物质 ， 加速有价金属 有浸 出 ， 但并 不利于菌体 的生长 ， 致使菌种产生变异 ， 菌体活 性 降低 ， 不 利于金属 的浸 出 在 本实验条件下 ， 浸 出过 程 维 持 时 ， ， 浸出 率 最 高 呼一一一一 一上一一一 一曰 一一一一 一一‘ 一一一一一曰 图 温度对镍浸 出率的影响 · 温度对浸 出率的影响 将配好 的矿液放置 于 加 ， ， ， ， ℃ 温 度下进行培养 ， 观察浸 出率 的变化情况 实验结 果如 图 和 图 所示 结果说 明 ，最适宜温度为 ℃ ， 在此温度下 ， 最 适合菌体生 长 ， 菌体 的活性最 高 ， 可有效浸 出 结核 中的有价金属 在 较高温度下 浸 出 ， 细菌 的 新陈代谢和 以菌体的代谢物生物酶作催化剂的 生物化学反应加速 ， 同 时 ， 较高的矿物 中的化学 反应 加速 ， 使浸 出速度加 快 再提 高温度 ， 菌体 的活性反 而下 降 ， 细菌 的新 陈代谢减慢 ， 菌体 的 代谢物 生物酶减少 ， 生物化学反应减速 ， 浸 出率 下 降 在本 实验条件 下 ， 浸 出温度 以 ℃ 为宜 菌种 的驯 化 在不 断 的浸 出过程 中 ， 菌种对 结核 的适 应 能力 增 强 ， 菌种被驯 化 如 表 所示 结 果表 明 ，深海 多金 属 结核 的粒径加大 ， 浸 出 时间 、 菌种对 结核 的感应期均相应缩短 ， 而浸 出率相 应增加 它 说 明菌种 的驯化过程 ， 在初期 菌 随着对 结核逐渐适应产 生 暂 时性变异 ， 随 着不 断的接代遗传 、 选择和 淘汰 ， 这种变异被继 承下 来 ， 可 能 已成 为永久 性 变异 经 过 多代 驯

·492· 北京科技大学学报 2000年第6期 化，可得到浸出深海多金属结核中有价金属的 pH值为2左右，温度约30℃，当浸出22天时， 优势菌种 浸出率：C0为98.22%，Ni为95.12%，Cu为 45.21%,Mn为97.54%，Fe为12.89%（浸液）. 表1菌种甽化过程 Table 1 The taming course of bacteria 参考文献 结核粒浸出时钴浸出镍浸出 实验条件 菌种 1张英杰，杨显万，硫化矿细菌浸出机理.有色金属， 径/目间/d 率% 率% 1997,494):39 矿浆浓度 J311 -200目 45 84.91 83.54 2林思NS.难选金矿石的生物浸出和加工国外选矿 接种量 J312 -80目 40 96.03 95.41 快报，1998,29917)：19 pH值 J314-80目 40 90.61 86.54 3裘荣庆.微生物冶金的研究和应用现状.微生物通 温度 J316-2mm 22 98.22 95.12 报，1995,22(3)：180 4王松森，王公德，细菌冶金.微生物通报，1994,29(2)：2 3 结论 5 Earl C herkenhoff.Process Options with Biological Leaching of Refractory Gold Ores.Skillings Mining Re- (1)在常温、常压下，酸不能有效浸出深海多 view,1995(2):4 金属结核中的有价金属，而在常温、常压、酸性 6胡岳华，康自珍，氧化亚铁硫杆菌的细菌学描述，湿法 环境下氧化亚铁硫杆菌浸出深海多金属结核中 冶金，1996,60(4)：36 7魏以和，王军，钟康年.矿物生物技术的微生物学基本 的有价金属是可行的. 方法.国外金属矿旷选矿，1996(1)：14 (②)菌种的活性对浸出率影响最大，因此应 8 Ehrlich HL,Brieniey CL.Microbiol Mineral Recovery. 使菌体在温度、pH值、菌种的限制物和抑制物 New York:Mograw-Hill Publishing Company,1990.1 含量较适合的环境下生长， 9黄孔宜微生物氧化法处理难浸金矿石国外金属矿 (3)当矿浆浓度为50gL,接种量为15%，将 选矿，1993(10)：24 Bio-leaching Valuable Metals from Multimetallic Nodules in the Deep Sea Bed LI Haoran,FENG Yalp,SHI Hong,OU Yang fan,ZHANG Wengming 1)Institute of Chemical Metallurgy,National Laboratory of Bio-chemical Engineering,Chinese Acadeny of Science,Beijing 100080,China 2)Resources Engineering School,UST Beijing.Beijing 100083,China ABSTRACT The feasibility of bio-leaching valuable metals from mutimetallic nodules in the deep sea bed by using thiobacillus ferrooxidans(T.f.)bacteria was tested.The conditions of bio-leaching valuable metals Co and Ni from multimetallic nodules,for example:the mass ratio of culture medium and nodules,leaching pH value,inoculation value and leaching temperature have been studied.In the process,the T.f.was tamed.These tests proved it was feasible that:using leathen culture,adding pyrite as the nourishment substance and reduc- tant,under general temperature,acid condition,the nodules were not dried and ground,while the bio-leaching would be carried out effectively,leaching time was nine days,leaching rate was as follows:copper 45.21%, cobalt 98.22%,nickel 95.12%,manganese 97.54%,iron 12.89%(in the leaching solution). KEY WORDS multimetallic nodules in the deep sea bed;thiobacillus ferrooxidans;bio-leaching

北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 化 ， 可得 到浸 出深海 多 金 属 结 核 中有 价 金 属 的 优势菌种 表 菌种驯化过程 几 血 实验条件 菌种 浸 出时 间 矿浆浓度 接种量 值 温度 结核粒 径 目 一 目 一 目 一 目 一 〔 钻浸出 率 镍浸出 率机 结论 在常温 、 常压 下 ， 酸不 能有效浸 出深海 多 金属 结核 中的有价金属 ， 而在 常温 才常压 、 酸性 环境下 氧化亚铁硫杆菌浸 出深海多金属 结核 中 的有价金属 是 可行 的 菌种 的活 性对 浸 出率影 响最大 ， 因此应 使菌 体在温度 、 州 值 、 菌种 的 限制 物和 抑制物 含 量较适合 的环 境下 生长 当矿浆浓度 为 几 ， 接种量 为 巧 ， 将 值 为 左右 ， 温度约 ℃ ， 当浸 出 天 时 ， 浸 出率 为 ， 为 ， 为 ， 为 ， 为 浸液 参 考 文 献 张英杰 ， 杨显 万 ， 硫化矿细菌浸 出机理 有色金属 ， ， 林恩 难选金矿石 的生物浸 出和 加工 国外选矿 快报 ， ， 裘荣庆 ， 微生物冶金 的研 究和 应用现状 ， 微生物通 报 ， ， 王松森 ，王 公德 细菌冶金 微 生物通报 ， ， 吻 础斤 ， ， 胡岳 华 ，康 自珍 氧化亚铁硫杆菌 的细 菌学描述 湿法 冶金 ， ， 魏 以和 ，王 军 ，钟康年 矿物 生物技术 的微生物学基本 方法 国外金属矿选矿 ， ， 盯 间 ， 黄孔宣 微生物氧化法处理难浸金矿石 国外金属矿 选矿 ， 一 乃公 ， ， 刃 几 ， 月只刃 肠 脚动扩 刃 妞 ‘ ， ， ， 刀 ， ， ， 五 一 由 勿 一 ， 田 奴江 ， 】 ， ， 出 ， ， 切 ， 川卫 ， ， ， 一 月贻 玩 ， 、 ， ， ， ， 一