尹升华等：我国铜矿微生物浸出技术的研究进展 ·145· 37%,领先世界其他国家近六百余年.元末明初， 成了我国首个万吨级生物浸铜矿山.近年来，随着 《浸铜要略序》中也有“用费少而收工博”相关记 矿山开采深度的增加，深地原位浸出技术凭借其高 载.明清时期，铜矿生产被封建政府严格限制，浸 效化、无人化、绿色化等优势，成为了未来深部开采 铜技术革新与应用推广趋于停滞，逐步被西方矿 的重要发展方向 业发达国家赶超 2我国生物浸铜的应用现状 20世纪50年代后，我国微生物浸铜技术研究 率先在铜官山铜矿、大姚硫化铜矿等矿山展开，首次 2.1应用状况概述 实现了利用细菌高效回收残矿中铜金属资源.20 自生物浸铜技术提出以来，我国相关专家学者 世纪90年代后，我国生物浸铜技术获得了突飞猛进 开展了大量研究与实践工作，据不完全统计，我国已 的发展，中条山铜矿峪矿首次成功建成了地下就地 有数十个低品位铜矿探索或成功应用了生物浸铜技 破碎一酸浸一萃取一电积试验厂，年产电积铜500 术，如表1所示.其中，尤以紫金山铜矿、德兴铜矿 t:1997年，德兴铜矿建成了我国首个大型工业级堆 等矿山研究与应用最具代表性，达到了国际领先水 浸场[2]，年产电积铜2000t:2005年，紫金山铜矿建 平因此，对这两座矿山进行简要介绍. 表1我国低品位铜矿微生物浸出技术的主要探索与应用（不完全统计） Table 1 Exploration and successful industrial cases of low-grade copper bioleaching in China (incomplete statistics) 矿山名称 地点 矿物特征 主要特点 德兴铜矿] 江西，德兴 Cu0.30%(质量分数.下同)，原始建于1965年，自1979年开始使用生物浸出技术，1997年建成生物 生硫化铜为主 废石浸出厂，铜浸出率30%，年产阴极铜2000t Cu1.01%(氧化铜为主，孔雀石 羊拉铜矿【35)] 云南，迪庆 0.36%,硅孔雀石0.29%，辉铜 利用Providencia sp.JAT-l开展碱性细菌浸矿研究；初始pH值8， 矿0.29%) 初始温度为30℃，浸矿156h后铜浸出率达54.5% 紫金山铜 采用萃取-电积生物堆浸技术，2006年，建成年产铜矿20000t堆浸 矿36-71 福建，上杭 低品位硫化铜矿为主，Cu0.38% 官房铜矿[)] 云南，临沧 次生硫化铜矿为主，Cu0.9% 2003年建成生物堆浸厂，处置原生及次生硫化铜矿 中条山铜矿[3] 山西，运城 次生硫化铜59.1%，自由氧化铜 地下原位陂碎浸出，生物浸出与酸浸结合，2000年年产铜500t 37.4%,Cu0.65% 铜官山铜矿[0] 安徽，铜陵 Cu0.9% 白1965年实验地下生物浸出，1980年铜回收率达95%，2003年停产 大宝山铜矿[4】 C1.06%(原生及次生硫化铜 广东韶关 占总质量90%).Fe26.8%: 利用大宝山铜矿分离出的Tf菌，进行生物废石堆浸 玉龙铜矿[2] 西藏，江达 C2.75%(次生硫化铜矿氧化铜矿及硫化矿的萃取-电积生物堆浸厂，地处西藏高海拔地区 28.95%,原生硫化铜35%) (4569~5118m):其中，硫化矿中的铜回收率超过80% 阿舍勒铜矿4】 新疆，哈巴河C2.43% 2004年7月，生物堆浸厂建成并使用，铜浸出率达80% 永平铜矿[4] 我国第二大露天矿，始建于1984年，自上世纪90年代，利用生物浸 江西，上饶 Cu0.32%(原生硫化铜65.6%) 出回收低品位铜矿和废石 赛什塘铜矿[45】青海，兴海 Cu0.83%(硫化铜矿与氧化铜地处青藏高原的高海拔地区(3450m):开展高寒-低氧含量环境下 为主) 的生物浸出实验 东川铜矿6] 云南，东川 Cu0.9%~1.5%(疏化铜矿 33%,氧化铜矿41%) 始建于上世纪60年代.顺利开展了工业级的生物浸出实验 Cu0.94%~1.06%(黄铜矿为 冬瓜山铜矿] 安徽，铜陵 主)，主要浸矿细菌为A∫ 利用Acidithiobacillus ferroo.cidans和Acidithiobacillus thiooxidans开展黄 铜矿浸出实验 (CUMT-1 ZJJN-3) Cu0.44%(原生硫化铜69.8%， 金川铜镍矿[4) 甘肃，金川 自由氧化铜20.6%，次生硫化铜 生物浸出探索自2006至2009年运行，镍铜钴多金属联合浸出，40d 后铜浸出率达93.48% 8% Cu1.34%(黄铜矿1.01%，辉 东乡铜矿[] 江西，福州 铜矿0.33%)，黄铁矿11.48%，采用原生硫化铜地下破碎原位浸出技术，高硫、高铁矿石 Fe30.05% 云浮铜镍矿[30】 我国第一大FeS,矿山 多细菌联合浸出探索，Betaproteobacteria47.75%,Gammaproteobacte- 江西梅州 ria37.84%为主尹升华等: 我国铜矿微生物浸出技术的研究进展 37% ,领先世界其他国家近六百余年. 元末明初, 《浸铜要略序》 中也有“用费少而收工博冶 相关记 载. 明清时期,铜矿生产被封建政府严格限制,浸 铜技术革新与应用推广趋于停滞,逐步被西方矿 业发达国家赶超. 20 世纪 50 年代后,我国微生物浸铜技术研究 率先在铜官山铜矿、大姚硫化铜矿等矿山展开,首次 实现了利用细菌高效回收残矿中铜金属资源. 20 世纪 90 年代后,我国生物浸铜技术获得了突飞猛进 的发展,中条山铜矿峪矿首次成功建成了地下就地 破碎—酸浸—萃取—电积试验厂,年产电积铜 500 t;1997 年,德兴铜矿建成了我国首个大型工业级堆 浸场[24] ,年产电积铜 2000 t;2005 年,紫金山铜矿建 成了我国首个万吨级生物浸铜矿山. 近年来,随着 矿山开采深度的增加,深地原位浸出技术凭借其高 效化、无人化、绿色化等优势,成为了未来深部开采 的重要发展方向. 2 我国生物浸铜的应用现状 2郾 1 应用状况概述 自生物浸铜技术提出以来,我国相关专家学者 开展了大量研究与实践工作,据不完全统计,我国已 有数十个低品位铜矿探索或成功应用了生物浸铜技 术,如表 1 所示. 其中,尤以紫金山铜矿、德兴铜矿 等矿山研究与应用最具代表性,达到了国际领先水 平. 因此,对这两座矿山进行简要介绍. 表 1 我国低品位铜矿微生物浸出技术的主要探索与应用 (不完全统计) Table 1 Exploration and successful industrial cases of low鄄grade copper bioleaching in China (incomplete statistics) 矿山名称 地点 矿物特征 主要特点 德兴铜矿[34] 江西,德兴 Cu 0郾 30% (质量分数,下同),原 生硫化铜为主 始建于 1965 年,自 1979 年开始使用生物浸出技术,1997 年建成生物 废石浸出厂,铜浸出率 30% ,年产阴极铜 2000 t 羊拉铜矿[35] 云南,迪庆 Cu 1郾 01% (氧化铜为主,孔雀石 0郾 36% , 硅孔雀石 0郾 29% , 辉铜 矿 0郾 29% ) 利用 Providencia sp郾 JAT鄄鄄1 开展碱性细菌浸矿研究; 初始 pH 值 8, 初始温度为 30 益 ,浸矿 156 h 后铜浸出率达 54郾 5% 紫 金 山 铜 矿[36鄄鄄37] 福建,上杭 低品位硫化铜矿为主,Cu 0郾 38% 采用萃取鄄鄄电积生物堆浸技术,2006 年,建成年产铜矿 20000 t 堆浸 厂 官房铜矿[38] 云南,临沧 次生硫化铜矿为主,Cu 0郾 9% 2003 年建成生物堆浸厂,处置原生及次生硫化铜矿 中条山铜矿[39] 山西,运城 次生硫化铜 59郾 1% ,自由氧化铜 37郾 4% ,Cu 0郾 65% 地下原位破碎浸出,生物浸出与酸浸结合,2000 年年产铜 500 t 铜官山铜矿[40] 安徽,铜陵 Cu 0郾 9% 自 1965 年实验地下生物浸出,1980 年铜回收率达 95% ,2003 年停产 大宝山铜矿[41] 广东,韶关 Cu 1郾 06% (原生及次生硫化铜 占总质量 90% ),Fe 26郾 8% ; 利用大宝山铜矿分离出的 T. f 菌,进行生物废石堆浸 玉龙铜矿[42] 西藏,江达 Cu 2郾 75% ( 次 生 硫 化 铜 矿 28郾 95% , 原生硫化铜 35% ) 氧化铜矿及硫化矿的萃取鄄鄄 电积生物堆浸厂,地处西藏高海拔地区 (4569 ~ 5118 m); 其中,硫化矿中的铜回收率超过 80% 阿舍勒铜矿[43] 新疆,哈巴河 Cu 2郾 43% 2004 年 7 月,生物堆浸厂建成并使用,铜浸出率达 80% 永平铜矿[44] 江西,上饶 Cu 0郾 32% (原生硫化铜 65郾 6% ) 我国第二大露天矿,始建于 1984 年,自上世纪 90 年代,利用生物浸 出回收低品位铜矿和废石 赛什塘铜矿[45] 青海,兴海 Cu 0郾 83% (硫化铜矿与氧化铜 为主) 地处青藏高原的高海拔地区 (3450 m); 开展高寒鄄鄄低氧含量环境下 的生物浸出实验 东川铜矿[46] 云南,东川 Cu 0郾 9% ~ 1郾 5% ( 硫 化 铜 矿 33% ,氧化铜矿 41% ) 始建于上世纪 60 年代,顺利开展了工业级的生物浸出实验 冬瓜山铜矿[47] 安徽,铜陵 Cu 0郾 94% ~ 1郾 06% ( 黄铜矿为 主 ), 主 要 浸 矿 细 菌 为 A郾 f (CUMT鄄鄄1 & ZJJN鄄鄄3) 利用 Acidithiobacillus ferrooxidans 和 Acidithiobacillus thiooxidans 开展黄 铜矿浸出实验 金川铜镍矿[48] 甘肃,金川 Cu 0郾 44% (原生硫化铜 69郾 8% , 自由氧化铜 20郾 6% ,次生硫化铜 8% 生物浸出探索自 2006 至 2009 年运行,镍铜钴多金属联合浸出,40 d 后铜浸出率达 93郾 48% 东乡铜矿[49] 江西,福州 Cu 1郾 34% ( 黄铜矿 1郾 01% , 辉 铜矿 0郾 33% ), 黄铁矿 11郾 48% , Fe 30郾 05% 采用原生硫化铜地下破碎原位浸出技术,高硫、高铁矿石 云浮铜镍矿[50] 江西,梅州 我国第一大 FeS2矿山 多细菌联合浸出探索,Betaproteobacteria 47郾 75% , Gammaproteobacte鄄 ria 37郾 84% 为主 ·145·