·358· 工程科学学报，第39卷，第3期 产物化学作用的条件下，将B、C和E组浸矿溶液中铜 浸出率代入计算，结果如表3所示 表3浸矿溶液不同浸出动力学的分析结果 Table 3 Analysis results of leaching solution under different leaching kinetics 1-2/Ba-(1-a)2B 1-(1-a)1s 1/Bn(1-ad)+(1-a)-1B-1 浸矿溶液 k410-6 根 k,/10-4 架 k/10-6 R2 B 70.2 0.80045 5.74 0.72419 45.40 0.81193 C 4.0 0.81869 1.17 0.62025 2.13 0.82469 E 31.0 0.80184 3.55 0.67215 18.50 0.81670 由表3数据可知，三个浸出动力学式子下的拟合 gangues.Min Metall,2003,12 (2):49 相关系数R都小于0.9，拟合结果不够理想.其中，利 (刘大星，赵炳智，蒋开喜，等。汤丹高碱性脉石难选氧化铜 用Dicknson和Heal叨提出的浸出动力学模型的拟合 和矿的实验研究和工业实践.矿治，2003,12(2)：49) 4] Zhao G D,Wu C,Wu H S.Study on agitation leaching of high- 结果相对较好.事实上，溶液中的细菌产物这一浸矿 alkaline and low-grade oxidized copper ore.Min Res Dev,2010, 因子在反应过程中浓度并非保持恒定.受细菌生长和 30(3):55 浸矿反应的影响，细菌产物的浓度随时间变化.根据 (招国栋，吴超，伍横山.高碱性低品位氧化铜矿搅拌浸出研 文献D8],在Dicknson和Heal的模型基础上提出细菌 究.矿业研究与开发，2010,30(3)：55) 产物浸矿浸出动力学模型： [5] Huang M Q.Wu A X.Bioleaching of a kind of alkaline mixed 1/h1-d+1-a）--1=nfC,d.(2） copper oxide and sulphide mineral.Chongqing Unir,2010,9 (4):177 式中，n为与矿粒物理化学性质有关的常数：C,为反应 [6] Muir D M.A review of the selective leaching of gold from oxidised 物溶度. coppergold ores with ammonia-eyanide and new insights for plant control and operation.Miner Eng,2011,24(6):576 4结论 7]Sklodowska A,Matlakowska R.Bioleaching of Metals in Neutral and Slightly Alkaline Enrironment.Germany:Springer press, (1)产氨菌产氨能力较强，实验中尿素培养液氨 2007:121 质量浓度最大能达8.93g·L;通过实验数据建立了 [8]Zhang YS,Qin WQ,Wang J,et al.Bioleaching of copper sul- 细菌含量和产氨量的关系模型，分析得出产氨量与细 fide ore by acidithiobacillus ferrooxidans and acidithiobacillus thio- 菌含量呈正相关性 oxidans.Min Metall Eng,2007,27(4):25 (2)产氨菌主要通过产氨，氨与矿石反应实现铜 (张雁生，覃文庆，王军，等.中温嗜酸硫杆菌浸出低品位硫 化铜矿.矿治工程，2007,27(4)：25) 离子的浸出；此外，产氨菌和其代谢产物也能促进矿石 Liu W F,Wang H J,Zhang X,et al.Experimental study on bi- 中铜离子的浸出，分析3种浸矿因子的浸矿能力：细菌 oleaching of copper sulfide tailings under alkaline conditions.Min 产氨>细菌>细菌代谢产物，三者比值约为12：5：4. Metall Eng,2011,31(3):89 (3)碱性氧化铜矿产氨菌的浸出是一个复杂的过 (刘伟芳，王洪江，张旭，等.某疏化铜矿尾矿碱性细菌浸出 程，利用浸矿溶液浓度恒定条件下的3种浸出动力学 实验研究.矿治工程，2011,31(3)：89) 模型描述细菌产物与矿石浸出过程结果并不理想；实 [10]Xiong Y W,Wang HJ,Wu A X,et al.Research status and de- 验表明细菌产物浸矿过程中浓度并非恒定，因而不能 velopment trend of alkaline microbial leaching.Hydrometall China,2012,31(4):199 用上述模型描述；基于Dicknson和Heal模型提出了变 (熊有为，王洪江，吴爱祥，等。碱性微生物浸矿研究现状及 浓度条件下的浸出动力学模型. 发展趋势.湿法治金，2012,31(4)：199) [11]Wang H J,Wu A X,Xiong Y W,et al.Isolation and identifica- 参考文献 tion of an ammonia-producing copper leaching strain.J Univ Sci Yin S H,Wu A X,Qiu GZ.Bioleaching of low-grade copper sul- Technol Beijing,2014,36(11）:1443 phides.Trans Nonferrous Met Soc China,2008,18(3):707 (王洪江，吴爱祥，熊有为，等。一株产氨浸铜细菌的分离与 Yan J L,Wu A X,Wang H J,et al.Mechanism of incrustation 鉴定.北京科技大学学报，2014,36(11)：1443) and anti-incrustation during acidic leaching process.Met Mine, 12] Wang H J,Xiong Y W,Wu A X,et al.Alkaline copper oxide 2010,39(10):68 ore bioleaching by ammonia-producing bacteria.J Unie Sci (严佳龙，吴爱祥，王洪江，等.酸法堆浸中矿石结垢及防垢 Technol Beijing,2013,35(9):1126 机理研究.金属矿山，2010,39(10)：68) (王洪江，熊有为，吴爱祥，等.产氨细菌浸出碱性氧化铜 B]Liu D X,Zhao B Z,Jiang K X,et al.Study on treatment of 矿.北京科技大学学报，2013,35(9)：1126) Tang-dan refractory copper oxide ore with high content of alkali [13]Yao G H,Yan J L,Wang H J,et al.Study on heated agitation工程科学学报，第 39 卷，第 3 期 产物化学作用的条件下，将 B、C 和 E 组浸矿溶液中铜 浸出率代入计算，结果如表 3 所示． 表 3 浸矿溶液不同浸出动力学的分析结果 Table 3 Analysis results of leaching solution under different leaching kinetics 浸矿溶液 1 － 2 /3α － ( 1 － α) 2 /3 1 － ( 1 － α) 1 /3 1 /3ln( 1 － α) + ( 1 － α) － 1 /3 － 1 kd /10 － 6 Ｒ2 kr /10 － 4 Ｒ2 k /10 － 6 Ｒ2 B 70. 2 0. 80045 5. 74 0. 72419 45. 40 0. 81193 C 4. 0 0. 81869 1. 17 0. 62025 2. 13 0. 82469 E 31. 0 0. 80184 3. 55 0. 67215 18. 50 0. 81670 由表 3 数据可知，三个浸出动力学式子下的拟合 相关系数 Ｒ2 都小于 0. 9，拟合结果不够理想． 其中，利 用 Dicknson 和 Heal［17］提出的浸出动力学模型的拟合 结果相对较好． 事实上，溶液中的细菌产物这一浸矿 因子在反应过程中浓度并非保持恒定． 受细菌生长和 浸矿反应的影响，细菌产物的浓度随时间变化． 根据 文献［18］，在 Dicknson 和 Heal 的模型基础上提出细菌 产物浸矿浸出动力学模型: 1 /3ln( 1 － α) + ( 1 － α) － 1 /3 － 1 = n ∫ t 0 CA dt． ( 21) 式中，n 为与矿粒物理化学性质有关的常数; CA为反应 物溶度． 4 结论 ( 1) 产氨菌产氨能力较强，实验中尿素培养液氨 质量浓度最大能达 8. 93 g·L － 1 ; 通过实验数据建立了 细菌含量和产氨量的关系模型，分析得出产氨量与细 菌含量呈正相关性． ( 2) 产氨菌主要通过产氨，氨与矿石反应实现铜 离子的浸出; 此外，产氨菌和其代谢产物也能促进矿石 中铜离子的浸出，分析 3 种浸矿因子的浸矿能力: 细菌 产氨 ＞ 细菌 ＞ 细菌代谢产物，三者比值约为 12∶ 5∶ 4． ( 3) 碱性氧化铜矿产氨菌的浸出是一个复杂的过 程，利用浸矿溶液浓度恒定条件下的 3 种浸出动力学 模型描述细菌产物与矿石浸出过程结果并不理想; 实 验表明细菌产物浸矿过程中浓度并非恒定，因而不能 用上述模型描述; 基于 Dicknson 和 Heal 模型提出了变 浓度条件下的浸出动力学模型． 参 考 文 献 ［1］ Yin S H，Wu A X，Qiu G Z． Bioleaching of low-grade copper sul￾phides． Trans Nonferrous Met Soc China，2008，18( 3) : 707 ［2］ Yan J L，Wu A X，Wang H J，et al． Mechanism of incrustation and anti-incrustation during acidic leaching process． Met Mine， 2010，39( 10) : 68 ( 严佳龙，吴爱祥，王洪江，等． 酸法堆浸中矿石结垢及防垢 机理研究． 金属矿山，2010，39( 10) : 68) ［3］ Liu D X，Zhao B Z，Jiang K X，et al． Study on treatment of Tang-dan refractory copper oxide ore with high content of alkali gangues． Min Metall，2003，12( 2) : 49 ( 刘大星，赵炳智，蒋开喜，等． 汤丹高碱性脉石难选氧化铜 矿的实验研究和工业实践． 矿冶，2003，12( 2) : 49) ［4］ Zhao G D，Wu C，Wu H S． Study on agitation leaching of high￾alkaline and low-grade oxidized copper ore． Min Ｒes Dev，2010， 30( 3) : 55 ( 招国栋，吴超，伍横山． 高碱性低品位氧化铜矿搅拌浸出研 究． 矿业研究与开发，2010，30( 3) : 55) ［5］ Huang M Q，Wu A X． Bioleaching of a kind of alkaline mixed copper oxide and sulphide mineral． J Chongqing Univ，2010，9 ( 4) : 177 ［6］ Muir D M． A review of the selective leaching of gold from oxidised copper-gold ores with ammonia-cyanide and new insights for plant control and operation． Miner Eng，2011，24( 6) : 576 ［7］ Sklodowska A，Matlakowska Ｒ． Bioleaching of Metals in Neutral and Slightly Alkaline Environment． Germany: Springer press， 2007: 121 ［8］ Zhang Y S，Qin W Q，Wang J，et al． Bioleaching of copper sul￾fide ore by acidithiobacillus ferrooxidans and acidithiobacillus thio￾oxidans． Min Metall Eng，2007，27( 4) : 25 ( 张雁生，覃文庆，王军，等． 中温嗜酸硫杆菌浸出低品位硫 化铜矿． 矿冶工程，2007，27( 4) : 25) ［9］ Liu W F，Wang H J，Zhang X，et al． Experimental study on bi￾oleaching of copper sulfide tailings under alkaline conditions． Min Metall Eng，2011，31( 3) : 89 ( 刘伟芳，王洪江，张旭，等． 某硫化铜矿尾矿碱性细菌浸出 实验研究． 矿冶工程，2011，31( 3) : 89) ［10］ Xiong Y W，Wang H J，Wu A X，et al． Ｒesearch status and de￾velopment trend of alkaline microbial leaching． Hydrometall China，2012，31( 4) : 199 ( 熊有为，王洪江，吴爱祥，等． 碱性微生物浸矿研究现状及 发展趋势． 湿法冶金，2012，31( 4) : 199) ［11］ Wang H J，Wu A X，Xiong Y W，et al． Isolation and identifica￾tion of an ammonia-producing copper leaching strain． J Univ Sci Technol Beijing，2014，36( 11) : 1443 ( 王洪江，吴爱祥，熊有为，等． 一株产氨浸铜细菌的分离与 鉴定． 北京科技大学学报，2014，36( 11) : 1443) ［12］ Wang H J，Xiong Y W，Wu A X，et al． Alkaline copper oxide ore bioleaching by ammonia-producing bacteria． J Univ Sci Technol Beijing，2013，35( 9) : 1126 ( 王洪江，熊有为，吴爱祥，等． 产氨细菌浸出碱性氧化铜 矿． 北京科技大学学报，2013，35( 9) : 1126) ［13］ Yao G H，Yan J L，Wang H J，et al． Study on heated agitation · 853 ·