.1226 北京科技大学学报 第31卷 愈小愈有利于浸出，因为浸出过程中真正的电子受 o-F2的质量浓度 体是溶于浸出液中的氧，矿物的电位越小，与氧的电 ·一细胞数量 位差越大，其氧化的热力学趋势也越大9].NiS2矿 6 4 的导电类型属金属导体，电位低，仅为0.146V,容 易浸出，在镍钼矿中由于同时存在二硫镍矿 5 2 (NiS2)、辉镍矿(Ni3S4)、针镍矿(NiS)和辉钼矿 (MoS2),硫化镍矿和辉钼矿（电位为0.5V)两者的 10203040506070 静电位存在差异，形成原电池效应，前者电位较低而 时间h 发生阳极反应优先溶解，后者电位较高而受到阴极 图1氧化时间与亚铁氧化率的关系曲线 保护，溶解困难.这也是该矿中钼较难浸出的重要 Fig1 Relationship curves between oxidizing time and Feoxidiz 原因之一· ing rate 表1不同培养条件下的浸出结果 2.2细菌浸出结果 Table 1 Leaching results in different culture conditions (1)无菌组及驯化与非驯化条件下的细菌浸出 浸样 N的浸出率/% Mo的浸出率/% 结果.本实验将浸样分为无菌组、以亚铁为能源物 1 77.64 50.19 质培养的驯化细菌浸出组、以亚铁为能源物质培养 96.56 65.43 的非驯化浸出组、以s°为能源物质培养的驯化浸出 3 94.37 60.20 组、以S°为能源物质培养的非驯化浸出组，编号依 4 95.30 63.72 次为1、2、3、4和5，矿物粒径小于0.048mm,矿浆 5 91.59 58.67 质量浓度10gL-1,浸出结果如表1所示.在相同 表2浸出时间、浸出液中钼的质量浓度和游离细菌数量的关系 条件下，有菌组(2、3、4和5)比无菌组的镍、钼浸出 Table 2 Relationship between leaching time,Mo mass concentration 率高许多，驯化组比非驯化组的浸出率高，以元素 and cell quantity 硫为能源物质培养的驯化菌比非驯化菌的浸出率 浸出 钼浸出 钼质量浓度/ 浸出液游离 高，其中镍浸出率分别为95.30%和91.59%，钼浸 时间/a 率/% (mg-L1) 细菌浓度/mL1 出率分别为63.72%和58.67%；以亚铁为能源物质 7 21.41 94.51 2.78×107 培养的驯化菌比非驯化菌的浸出率高，其中镍浸出 10 30.42 134.28 4.62×107 率分别为96.56%和94.30%，钼浸出率分别为 14 39.35 173.63 2.46×107 65.43%和60.20%.表1还显示，以亚铁为能源物 17 54.54 242.95 2.21×107 质培养的驯化菌比以$为能源物质培养的驯化菌 20 64.32 282.77 0.83×10 的浸出率高，其中镍浸出率分别为96.56%和 95.30%,钼的浸出率分别为63.72%和58.67%. (2)Fe+3对细菌浸出效果的影响，该实验分为 驯化组比非驯化组有较高浸出率的原因是，经过驯 有菌无铁、有菌有铁、无菌有铁和无菌无铁四组（编 化的细菌比非驯化的细菌能更快的适应浸矿环境， 号依次为1、2、3和4)，进行摇瓶浸出，有铁组均加 更能耐介质中的剪切力和逐渐增大的钼毒性（浸出 入0.5gL1Fe3+,矿浆质量浓度均为10gL1,矿 液中钼的质量浓度与驯化细菌增长的关系如表2所 物粒径小于0.05mm.经过20d的浸出，结果如图2 示)·非驯化菌在浸矿过程中渐渐适应介质环境，其 所示：有菌无铁组(1号)镍的浸出率达到95.85%， 抗剪切力和耐钼毒性逐渐得到增强，所以浸出率比 钼的浸出率为63.04%；有菌有铁组(2号)镍的浸出 对照组要高许多，另外，镍的浸出率比钼的浸出率 率为96.63%，钼的浸出率为65.37%，2号组镍和 要高许多，其原因是多方面的，与矿物的化学成分、 钼的浸出率比1号组略高，在无菌有铁组中，镍的 晶型、晶格结构、表面离子化能、电极电位、导电类型 浸出率达到91.19%，充分显示了Fe3+离子对该矿 以及介质中的种类与含量等有关.从晶型和导电类 镍的浸出能力，但镍和钼的浸出率不及有菌组，这可 型上讲，MoS2属六方晶系，导电类型属N型与P 能是因为矿粒表面覆盖的元素硫s”阻碍Fe3+对矿 型，P型导电体在氧化时从低电子能级上释放，比N 物中钼的氧化，在无菌无铁组(1号组)的浸出中， 型导电体难氧化，从热力学角度上讲，矿物的电位 由于没有细菌和Fe3+的作用，镍和钼的浸出完全是图1 氧化时间与亚铁氧化率的关系曲线 Fig．1 Relationship curves between oxidizing time and Fe 2＋ oxidiz￾ing rate 2∙2 细菌浸出结果 （1） 无菌组及驯化与非驯化条件下的细菌浸出 结果．本实验将浸样分为无菌组、以亚铁为能源物 质培养的驯化细菌浸出组、以亚铁为能源物质培养 的非驯化浸出组、以 S 0 为能源物质培养的驯化浸出 组、以 S 0 为能源物质培养的非驯化浸出组‚编号依 次为1、2、3、4和5‚矿物粒径小于0∙048mm．矿浆 质量浓度10g·L －1‚浸出结果如表1所示．在相同 条件下‚有菌组（2、3、4和5）比无菌组的镍、钼浸出 率高许多‚驯化组比非驯化组的浸出率高．以元素 硫为能源物质培养的驯化菌比非驯化菌的浸出率 高‚其中镍浸出率分别为95∙30％和91∙59％‚钼浸 出率分别为63∙72％和58∙67％；以亚铁为能源物质 培养的驯化菌比非驯化菌的浸出率高‚其中镍浸出 率分别为 96∙56％ 和 94∙30％‚钼浸出率分别为 65∙43％和60∙20％．表1还显示‚以亚铁为能源物 质培养的驯化菌比以 S 0 为能源物质培养的驯化菌 的浸 出 率 高‚其 中 镍 浸 出 率 分 别 为 96∙56％ 和 95∙30％‚钼的浸出率分别为63∙72％和58∙67％． 驯化组比非驯化组有较高浸出率的原因是‚经过驯 化的细菌比非驯化的细菌能更快的适应浸矿环境‚ 更能耐介质中的剪切力和逐渐增大的钼毒性（浸出 液中钼的质量浓度与驯化细菌增长的关系如表2所 示）．非驯化菌在浸矿过程中渐渐适应介质环境‚其 抗剪切力和耐钼毒性逐渐得到增强‚所以浸出率比 对照组要高许多．另外‚镍的浸出率比钼的浸出率 要高许多‚其原因是多方面的‚与矿物的化学成分、 晶型、晶格结构、表面离子化能、电极电位、导电类型 以及介质中的种类与含量等有关．从晶型和导电类 型上讲‚MoS2 属六方晶系‚导电类型属 N 型与 P 型‚P 型导电体在氧化时从低电子能级上释放‚比 N 型导电体难氧化．从热力学角度上讲‚矿物的电位 愈小愈有利于浸出‚因为浸出过程中真正的电子受 体是溶于浸出液中的氧‚矿物的电位越小‚与氧的电 位差越大‚其氧化的热力学趋势也越大［9］．NiS2 矿 的导电类型属金属导体‚电位低‚仅为0∙146V‚容 易浸 出．在 镍 钼 矿 中 由 于 同 时 存 在 二 硫 镍 矿 （NiS2）、辉镍矿 （Ni3S4）、针镍矿 （NiS ） 和辉钼矿 （MoS2）‚硫化镍矿和辉钼矿（电位为0∙5V）两者的 静电位存在差异‚形成原电池效应‚前者电位较低而 发生阳极反应优先溶解‚后者电位较高而受到阴极 保护‚溶解困难．这也是该矿中钼较难浸出的重要 原因之一． 表1 不同培养条件下的浸出结果 Table1 Leaching results in different culture conditions 浸样 Ni 的浸出率／％ Mo 的浸出率／％ 1 77∙64 50∙19 2 96∙56 65∙43 3 94∙37 60∙20 4 95∙30 63∙72 5 91∙59 58∙67 表2 浸出时间、浸出液中钼的质量浓度和游离细菌数量的关系 Table2 Relationship between leaching time‚Mo mass concentration and cell quantity 浸出 时间／d 钼浸出 率／％ 钼质量浓度／ （mg·L －1） 浸出液游离 细菌浓度／mL －1 7 21∙41 94∙51 2∙78×107 10 30∙42 134∙28 4∙62×107 14 39∙35 173∙63 2∙46×107 17 54∙54 242∙95 2∙21×107 20 64∙32 282∙77 0∙83×107 （2） Fe ＋3对细菌浸出效果的影响．该实验分为 有菌无铁、有菌有铁、无菌有铁和无菌无铁四组（编 号依次为1、2、3和4）‚进行摇瓶浸出‚有铁组均加 入0∙5g·L －1Fe 3＋‚矿浆质量浓度均为10g·L －1‚矿 物粒径小于0∙05mm．经过20d 的浸出‚结果如图2 所示：有菌无铁组（1号）镍的浸出率达到95∙85％‚ 钼的浸出率为63∙04％；有菌有铁组（2号）镍的浸出 率为96∙63％‚钼的浸出率为65∙37％‚2号组镍和 钼的浸出率比1号组略高．在无菌有铁组中‚镍的 浸出率达到91∙19％‚充分显示了 Fe 3＋离子对该矿 镍的浸出能力‚但镍和钼的浸出率不及有菌组‚这可 能是因为矿粒表面覆盖的元素硫 S 0 阻碍 Fe 3＋对矿 物中钼的氧化．在无菌无铁组（1号组）的浸出中‚ 由于没有细菌和 Fe 3＋的作用‚镍和钼的浸出完全是 ·1226· 北 京 科 技 大 学 学 报 第31卷