,1228 北京科技大学学报 第31卷 2.5 94.01%和64.74%；氧化亚铁硫杆菌Ni、Mo的浸出 率分别为67.77%和38.16%，如图7所示.两者的 2.3 浸出结果清楚地表明，嗜热菌对镍钼矿的浸出率明 。一非细菌浸出 2.1 ·一细菌浸出 显高于常温菌，这说明金属球菌对浸出液中钼离子 具有一定的抗性和适应性，这一实验结果还表明， 1.9 高温环境下的生物浸出，不论从热力学还是动力学 都有利于矿物的浸出· 1.7 12 16 20 时间d 图4有菌和无菌浸样在浸出过程中的H变化 Fig.4 pH change curves of bioleaching and unbioleaching 出过程中只有金属离子能穿过透析袋.经过20d的 浸出，浸出结果如表5所示 表5透析处理浸矿结果 Table 5 Leaching results with dialysis 矿浆质量浓度/ 镍透析 钼透析 镍非透析钼非透析 图6有菌浸出样矿粒表面的腐蚀坑 (g-L) 浸出率/%浸出率/%浸出率/%浸出率/% Fig.6 Corrosive holes on the surface of bioleached mineral 5 82.67 78.33 98.82 85.29 100 10 75.86 54.69 95.30 63.46 -■-Ni(Ms) -Mo(Ms) 80 ·-Ni(A.f 表5显示，10gL矿浆质量浓度的透析组Ni、 Mo (A.f) Mo的浸出率为75.86%和54.69%，而对照组Ni、 60 Mo的浸出率则分别95.30%和63.46%.另外，为 40 了显示透析与非透析浸出中细菌与矿物作用方式的 差异，在浸出16d时将两者进行了电镜扫描发现： 20 无菌浸样的矿物表面比较光滑，无细菌接触的痕迹， 810 121416182022 如图5所示；而有菌样的矿物表面则明显有细菌接 时间ld 触的痕迹，留下了无数腐蚀坑，如图6所示 图7金属球菌与氧化亚铁硫杆菌浸出镍钼矿的过程曲线 Fig.7 Course curves of bioleaching of Metallosphaera sedula (M s)and Acidthiobacillus ferrooxidans (A.f)on the nickel molyb- denum sulfide ore (7)金属球菌浸出镍钼矿的作用机理分析，对 于硫化矿的细菌浸出的作用机理，一直存在着两种 观点：直接作用和间接作用10]，所谓细菌的直接作 用，就是细菌与硫化矿直接接触，通过分泌酶来分解 图5无菌浸出样光滑的矿粒表面 矿物，以浸出矿物中的金属离子；间接作用是细菌通 Fig-5 Clossy surface of unbioleached mineral 过溶液中Fe3+和H+作用矿物，浸出金属离子，对 (6)金属球菌(Metallosphaera sedula)与氧化 金属球菌而言，嗜热金属球菌对镍钼矿的浸出作用 亚铁硫杆菌的浸出效果比较，在培养基体积 主要以间接作用分解二硫镍矿(NS2)、辉镍矿 (100mL)、接种量(10%)、矿浆质量浓度10gL-1、 (Ni3S4)和针镍矿(NiS).从表1和图2的实验结果 矿物粒径小于0.048mm和摇床转速200rmin1等 不难看出，无菌组、添加初始Fe3+的浸出实验表明： 条件相同的情况下，使用金属球菌和氧化亚铁硫杆 在无菌无铁组的浸出样中，Ni的浸出率也达到了 菌对镍钼矿分别在65℃和35℃的温度下浸出20d. 77.64%,这应该是在酸性(pH=2)条件下H与矿 浸出结果为：金属球菌的Ni、Mo的浸出率分别为 的反应所至，从有菌无铁和无菌有铁组浸出实验图4 有菌和无菌浸样在浸出过程中的 pH 变化 Fig．4 pH change curves of bioleaching and unbioleaching 出过程中只有金属离子能穿过透析袋．经过20d 的 浸出‚浸出结果如表5所示． 表5 透析处理浸矿结果 Table5 Leaching results with dialysis 矿浆质量浓度／ （g·L －1） 镍透析 浸出率／％ 钼透析 浸出率／％ 镍非透析 浸出率／％ 钼非透析 浸出率／％ 5 82∙67 78∙33 98∙82 85∙29 10 75∙86 54∙69 95∙30 63∙46 表5显示‚10g·L －1矿浆质量浓度的透析组 Ni、 Mo 的浸出率为75∙86％和54∙69％‚而对照组 Ni、 Mo 的浸出率则分别95∙30％和63∙46％．另外‚为 了显示透析与非透析浸出中细菌与矿物作用方式的 差异‚在浸出16d 时将两者进行了电镜扫描发现： 无菌浸样的矿物表面比较光滑‚无细菌接触的痕迹‚ 如图5所示；而有菌样的矿物表面则明显有细菌接 触的痕迹‚留下了无数腐蚀坑‚如图6所示． 图5 无菌浸出样光滑的矿粒表面 Fig．5 Glossy surface of unbioleached mineral （6） 金属球菌（ Metallosphaera sedula）与氧化 亚铁 硫 杆 菌 的 浸 出 效 果 比 较．在 培 养 基 体 积 （100mL）、接种量（10％）、矿浆质量浓度10g·L －1、 矿物粒径小于0∙048mm 和摇床转速200r·min －1等 条件相同的情况下‚使用金属球菌和氧化亚铁硫杆 菌对镍钼矿分别在65℃和35℃的温度下浸出20d． 浸出结果为：金属球菌的 Ni、Mo 的浸出率分别为 94∙01％和64∙74％；氧化亚铁硫杆菌 Ni、Mo 的浸出 率分别为67∙77％和38∙16％‚如图7所示．两者的 浸出结果清楚地表明‚嗜热菌对镍钼矿的浸出率明 显高于常温菌．这说明金属球菌对浸出液中钼离子 具有一定的抗性和适应性．这一实验结果还表明‚ 高温环境下的生物浸出‚不论从热力学还是动力学 都有利于矿物的浸出． 图6 有菌浸出样矿粒表面的腐蚀坑 Fig．6 Corrosive holes on the surface of bioleached mineral 图7 金属球菌与氧化亚铁硫杆菌浸出镍钼矿的过程曲线 Fig．7 Course curves of bioleaching of Metallosphaera sedula （ M． s） and Acidthiobacillus ferrooxidans （ A．f ） on the nicke-l molyb￾denum sulfide ore （7） 金属球菌浸出镍钼矿的作用机理分析．对 于硫化矿的细菌浸出的作用机理‚一直存在着两种 观点：直接作用和间接作用［10］．所谓细菌的直接作 用‚就是细菌与硫化矿直接接触‚通过分泌酶来分解 矿物‚以浸出矿物中的金属离子；间接作用是细菌通 过溶液中 Fe 3＋和 H ＋作用矿物‚浸出金属离子．对 金属球菌而言‚嗜热金属球菌对镍钼矿的浸出作用 主要以间接作用分解二硫镍矿 （NiS2）、辉镍矿 （Ni3S4）和针镍矿（NiS）．从表1和图2的实验结果 不难看出‚无菌组、添加初始 Fe 3＋的浸出实验表明： 在无菌无铁组的浸出样中‚Ni 的浸出率也达到了 77∙64％‚这应该是在酸性（pH＝2）条件下 H ＋与矿 的反应所至．从有菌无铁和无菌有铁组浸出实验 ·1228· 北 京 科 技 大 学 学 报 第31卷