有色金属尾矿微生物原位浸出关键技术

供稿|董颖博 / DONG Ying-bo

矿产资源是不可再生资源，经过逐年开采利用，目前高品位易选矿产资源日趋减少，因此低品位矿和复杂难选矿的开发已成当务之急。与传统方法相比，微生物浸矿技术具有流程短、成本低、环境友好和低污染等特点，已成为世界矿物加工的前沿技术。随着现代工业化的迅速发展和对矿产品需求大幅度的增加，矿业开发规模随之加大，尾矿的排放、堆积量越来越大。大量堆存的尾矿不及时处理势必给环境、地质、安全及经济等带来诸多问题。因此，有色金属尾矿微生物原位浸出关键技术研究以有色金属尾矿为处理对象，采用微生物原位浸矿技术实现其资源化。

图1 高效浸矿菌种的SEM照片

有色金属尾矿微生物原位浸出关键技术研究取得了以下创新性成果：（1）建立了浸矿细菌复合诱变育种新方法。设计多种菌种诱变策略，研究发现复合诱变可以大幅度提高浸矿菌种的活性和浸矿性能，使尾矿中有价金属浸出效率提高了30%，高效浸矿菌种的SEM照片见图1。（2）揭示了不同浮选药剂对浸矿菌浸出有色金属尾矿的影响规律和机制（如图2所示，含不同浮选药剂的尾矿浸出体系目标矿物被细菌浸蚀程度明显不同），并从药剂分子基团、矿物表面性质、细菌细胞物质及酶等方面揭示了浮选药剂对浸矿体系抑制机理。（3）硫酸亚铁、硫代硫酸钠、黄铁矿作为能源物质均能够提高金属浸出效率，其中硫代硫酸钠的效果最为显著；同时发现在浸矿初期不需要添加无机盐培养基，尾矿中溶解出来的无机盐离子可以满足菌种生长需求。（4）开发了微生物原位浸出尾矿的工艺，解决了尾矿含泥量高、渗透性差、菌液分布不均、不能与尾矿充分接触而形成死角和盲区等技术问题。

图2 不同浮选药剂作用下黄铜矿颗粒细菌浸蚀差异

有色金属尾矿微生物原位浸出关键技术研究成果在我国有色金属尾矿资源综合利用领域具有较好的应用前景，可有效解决微生物浸矿周期长、效率低的“瓶颈”问题，同时对被誉为“城市矿山”的电子垃圾资源化和减量化具有一定的借鉴和指导作用。