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磁黄铁矿及共伴生有价金属生物浸出研究进展

中南大学学报(自然科学版) 2024年

作者：付政刘学温建康高文成武彪中国有研科技集团有限公司高品质有色金属绿色特种冶金国家工程研究中心有研资源环境技术研究院(北京)有限公司有研工程技术研究院有限公司北京有色金属研究总院战略性有色金属绿色制造技术北京市工程研究中心

为了更好地解决磁黄铁矿及其共伴生有价金属的高效绿色回收利用的问题，本文对磁黄铁矿及共伴生有价金属的生物浸出研究进展进行了总结。首先，分析了磁黄铁矿的化学可浸性；其次，介绍了磁黄铁矿生物浸出过程及机理；最后，总结了菌种... 详细信息

为了更好地解决磁黄铁矿及其共伴生有价金属的高效绿色回收利用的问题，本文对磁黄铁矿及共伴生有价金属的生物浸出研究进展进行了总结。首先，分析了磁黄铁矿的化学可浸性；其次，介绍了磁黄铁矿生物浸出过程及机理；最后，总结了菌种类型及选育驯化、接种量、pH、矿浆浓度以及矿石的预处理等对生物浸出工艺的影响，分析了磁黄铁矿中镍和金等共伴生金属的回收工艺。研究结果表明：磁黄铁矿在酸性条件下的氧化主要在于表面富硫层的循环反应；磁黄铁矿的生物浸出主要有间接作用、间接接触作用和直接接触作用3种机理，浸出反应的本质为铁硫的氧化，原电池效应、细菌产生的胞外聚合物(EPS)和铁矾及硫钝化层对生物浸出也有着重要的影响；不同菌种对磁黄铁矿的浸出效果不同，适当提高细菌接种量和降低矿浆浓度，保持较低的p H值，对选用菌种的驯化以及使用硫酸对脉石进行预处理，能够提高磁黄铁矿生物浸出的效果；磁黄铁矿的生物浸出对其伴生的镍、钴和金等有价金属具有良好的浸出效果，浸出率均可达80%以上。未来对磁黄铁矿生物浸出的研究重点在于钝化层的调控机制，通过各种调控手段抑制或控制表面钝化层的生成；同时进行生物浸出液中铁含量的平衡调控及铁的资源化、高值化利用，并逐步将实验室研究应用于工业生产。

关键词：磁黄铁矿生物浸出浸出机理共伴生有价金属资源利用

利用生物浸出技术从固废中回收稀有金属的研究进展

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中国有色冶金 2024年第3期53卷 111-122页

作者：王晔赵爱春高旭太原科技大学材料科学与工程学院山西太原030024

稀有金属支撑着各国经济的发展和高精尖技术的进步,我国稀有金属储量大、原矿品位高,但分布稀散、人均可利用量少且提取率较低。富矿资源的消耗并不能完全满足工业生产需求,因此从低品位矿石中提取或从废矿、废弃物中回收稀有金属已成... 详细信息

稀有金属支撑着各国经济的发展和高精尖技术的进步,我国稀有金属储量大、原矿品位高,但分布稀散、人均可利用量少且提取率较低。富矿资源的消耗并不能完全满足工业生产需求,因此从低品位矿石中提取或从废矿、废弃物中回收稀有金属已成为目前研究的热点。固废的堆积严重影响地下水和表层土壤的酸碱平衡、造成严重的重金属污染、破坏生态系统原有的稳态结构。研究表明固废中富集了大量稀有金属元素,利用生物浸出技术从固废中浸提稀有金属可以极大提高固废附加值。本文介绍了多种常见固废的产量和理化性质、生物浸出机理、分类和工艺,并总结了常见固废生物浸出技术的研究进展。结果发现,目前的固废生物浸出技术仍存在智能化水平低、短期收益低、周期长、工艺链路复杂等诸多问题,有新型浸矿菌种的选育、微生物对固废的适应性、针对单一元素特异性浸提的难点和突破点,并提出了向新质生产力靠拢、发展智能化生物浸出技术、优化工艺结构的一系列建议。固废的综合利用仍处于不断发展的阶段,研究开发资源节约型、环境友好型的生物浸出技术对稀有金属资源的高效利用有重要意义。

关键词：生物浸出稀有金属固废粉煤灰赤泥锂电池

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微生物浸出技术应用于废线路板金属资源化利用的研究进展

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材料科学与工程学报 2024年第3期42卷 523-532页

作者：叶子玮房金莲郑泽玲练日提王焕锴李烜圣杨帆张蕾蕾杨星赵新广东环境保护工程职业学院节能与安全学院广东佛山528216 广东省废线路板高值绿色资源化回收利用工程技术研究中心广东佛山528216 广东省固体废弃物资源化与重金属污染控制工程技术研究中心广东佛山528216 广东省环境保护矿冶行业重金属污染防治与职业教育重点实验室广东佛山528216 佛山市重金属污染防治与资源综合利用工程技术研究中心广东佛山528216

废线路板(WPCBs)由有机环氧树脂、贱金属和贵金属组成,具有回收价值高、污染重、处理难度高等特点,因此其资源化处理处置备受关注。以废线路板为例,本文综述了微生物浸出技术在其金属回收方面的应用研究,包括微生物种类(嗜酸菌、真菌和... 详细信息

废线路板(WPCBs)由有机环氧树脂、贱金属和贵金属组成,具有回收价值高、污染重、处理难度高等特点,因此其资源化处理处置备受关注。以废线路板为例,本文综述了微生物浸出技术在其金属回收方面的应用研究,包括微生物种类(嗜酸菌、真菌和产氰微生物)、浸出机理和优化浸出工艺方法等。微生物浸出技术是未来值得深入研究和工程应用的技术,能有效回收稀贵金属,降低治理成本,提高工艺的经济性。

关键词：废弃线路板(WPCBs) 生物浸出微生物工艺优化

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稀土钇生物浸出研究进展

生物学杂志 2024年第3期41卷 61-68页

作者：颜琳琳汪海兰肖春桥方云武汉工程大学环境生态与生物工程学院教育部绿色化工过程重点实验室武汉430205

综述稀土钇(Y)在自然界的赋存状态及分布情况、主要的化学提取与生物提取方法,并从稀土钇生物浸出(微生物吸附、微生物代谢物浸取)、稀土钇对微生物的影响等方面探讨稀土钇与微生物之间的关系。生物法提取稀土钇前景广阔,但仍然面临着... 详细信息

综述稀土钇(Y)在自然界的赋存状态及分布情况、主要的化学提取与生物提取方法,并从稀土钇生物浸出(微生物吸附、微生物代谢物浸取)、稀土钇对微生物的影响等方面探讨稀土钇与微生物之间的关系。生物法提取稀土钇前景广阔,但仍然面临着优势浸矿菌株匮乏、矿物-微生物互作机制尚不明确等诸多问题,在此基础上进一步提出建立高通量浸矿微生物筛选和功能菌种快速识别方法、加强微生物与钇在分子水平上的相互作用机制和微生物对钇元素的选择性浸出研究、推广微生物代谢产物生物浸取,优化原位浸提工艺技术等建议,期望能对我国钇资源的设计开发提供参考。

关键词：稀土钇生物浸出微生物吸附微生物代谢物

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微生物浸出及回收稀土研究进展

金属矿山 2024年第7期 129-138页

作者：张雪桢涂志红肖秋东梁宇坚谭晓梅陈功宁桂林理工大学环境科学与工程学院广西桂林541006 岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心广西桂林541006 广西环境污染控制理论与技术重点实验室广西桂林541006

稀土是不可或缺的战略资源,广泛应用于国防技术、航天工程等高科技领域。传统的稀土冶炼及回收工艺成本高且易产生环境污染。微生物技术具有绿色、经济等特点,在浸出及回收稀土方面具有较大的发展潜力。对利用微生物从独居石、氟碳铈矿... 详细信息

稀土是不可或缺的战略资源,广泛应用于国防技术、航天工程等高科技领域。传统的稀土冶炼及回收工艺成本高且易产生环境污染。微生物技术具有绿色、经济等特点,在浸出及回收稀土方面具有较大的发展潜力。对利用微生物从独居石、氟碳铈矿、尾矿及电子废弃物等中浸出及回收稀土的相关研究进行了概述和总结。结果表明:微生物主要通过两种方式浸出稀土:一是代谢产生有机酸释放出H+酸解稀土矿物;二是有机酸提供的有机配体以及微生物产生的铁载体等与稀土络合,加速稀土溶出。此外,微生物细胞表面结构中及胞外聚合物中常含有羧酸基和磷酸基等基团,易吸附稀土离子,有利于从溶液中回收稀土。微生物产生有机酸的种类及浓度、铁载体、浸出体系pH、矿浆浓度、温度等可显著影响微生物浸出及回收稀土效率。

关键词：稀土元素生物浸出生物吸附稀土回收

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相山铀矿及其伴生稀土资源生物浸出研究

湿法冶金 2024年第3期43卷 230-235页

作者：夏庆银刘龙成牛玉清孟运生谢廷婷白云龙罗秉星张喆安核工业北京化工冶金研究院北京101149

为了对相山铀矿伴生稀土资源进行有效的经济开发,研究了利用一株全新的具有特异性铀识别能力的微杆菌Microbacterium sp.6-1对相山富稀土铀矿石进行浸出。结果表明:该株微杆菌可定向附着在含铀矿物表面,高效浸出铀元素及伴生稀土元素。... 详细信息

为了对相山铀矿伴生稀土资源进行有效的经济开发,研究了利用一株全新的具有特异性铀识别能力的微杆菌Microbacterium sp.6-1对相山富稀土铀矿石进行浸出。结果表明:该株微杆菌可定向附着在含铀矿物表面,高效浸出铀元素及伴生稀土元素。在30 d内可浸出原岩约81%铀元素和约62%稀土元素,且能进一步富集浸出液中重稀土元素。研究结果对综合开发铀-稀土伴生矿资源具有重要参考意义。

关键词：相山铀矿铀-稀土伴生矿稀土元素微杆菌生物浸出特异性铀识别能力

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响应面法优化间接生物浸出铜钴矿中有价金属的工艺参数

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生物学杂志 2024年第3期41卷 46-51,97页

作者：田炳阳李京泽尚鹤刘学高文成温建康中国有研科技集团有限公司高品质有色金属绿色特种冶金国家工程研究中心北京101407 有研资源环境技术研究院(北京)有限公司战略性有色金属绿色制造技术北京市工程研究中心北京101407

在生物浸出铜钴矿的基础上,采用生物活性沥浸液为浸出剂和响应面法优化浸出工艺参数以实现铜钴矿的高效生物浸出。菌液体系包含氧化硫硫杆菌,氧化亚铁硫杆菌和嗜铁钩端螺旋菌的混合体系。经30组实验结果统计分析发现,显著影响铜钴矿中Cu... 详细信息

在生物浸出铜钴矿的基础上,采用生物活性沥浸液为浸出剂和响应面法优化浸出工艺参数以实现铜钴矿的高效生物浸出。菌液体系包含氧化硫硫杆菌,氧化亚铁硫杆菌和嗜铁钩端螺旋菌的混合体系。经30组实验结果统计分析发现,显著影响铜钴矿中Cu和Co浸出的因素为温度、固液比、初始pH、转速,以及温度-固液比、固液比-初始pH、固液比~2和初始pH~( 2)的交互影响,而显著影响Fe浸出的因素为温度、固液比、初始pH和固液比~2的交互影响。此外,针对生物浸出铜钴矿中Cu、Co和Fe浸出率的3个预测模型R~2分别为0.986 4、0.968 7和0.938 1,表明预测模型具有较高真实性。最终,铜钴矿的最优生物浸出参数为温度47.08℃、固液比1.17%、初始pH 0.81、转速120 r/min。在优化条件下,预测值分别为Cu 99.36%、Co 91.87%、Fe 88.43%,浸出24 h后实测值分别为100%、96.53%、86.11%。

关键词：铜钴矿生物浸出响应面参数优化拟合模型

生物浸出过程中黄铁矿表面胞外多聚物和铁离子的分布及含量变化

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Journal of Central South University 2023年第1期30卷 95-107页

作者：曾伟民刘志茹廖婉晴成金菊吴学玲邱冠周申丽 School of Minerals Processing and Bioengineering Central South UniversityChangsha 410083China Key Laboratory of Biometallurgy of Ministry of Education(Central South University) Changsha 410083China

微生物-矿物界面是生物浸出的主要生化反应场所,界面作用机制是阐明微生物浸矿行为的关键。本文通过Acidithiobacillus caldus、Leptospirillum ferriphilum和Sulfobacillus thermosulfidooxidans三种中度嗜热混合菌对黄铁矿颗粒和黄铁... 详细信息

微生物-矿物界面是生物浸出的主要生化反应场所,界面作用机制是阐明微生物浸矿行为的关键。本文通过Acidithiobacillus caldus、Leptospirillum ferriphilum和Sulfobacillus thermosulfidooxidans三种中度嗜热混合菌对黄铁矿颗粒和黄铁矿切片分别进行了生物浸出实验和生物膜的定殖实验,采用高选择性和高灵敏性的金属荧光探针结合激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜和物理提取法对生物浸出过程中界面胞外聚合物(EPS)和铁离子的分布及其含量变化进行了研究。结果表明,EPS平铺在黄铁矿切片表面形成的片状生物膜主要在生物浸出的前期和中期形成,在第15天浓度达17.21 mg/g,主要成分为胞外蛋白。在生物浸出前期,黄铁矿表面主要以Fe2+(0.75 mg/g)为主,Fe3+仅有0.08 mg/g,随着浸出时间的增加,大量的Fe3+(11.97 mg/g)富集在微生物-矿物界面。

关键词：生物浸出黄铁矿中度嗜热菌界面生物膜金属离子胞外多聚物激光共聚焦

氯离子存在条件下嗜热酸性生物浸出硫化铜精矿

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Journal of Central South University 2023年第3期30卷 749-762页

作者： Mahboube BAKHSHOUDE Esmaeel DAREZERESHKI Fereshteh BAKHTIARI Department of Chemical Engineering Shahid Bahonar University of KermanKerman 76175Iran Faculty of Engineering Department of Materials EngineeringShahid Bahonar University of KermanKerman 76169Iran

本文研究了在生物浸出Midouk Shahrr-e-Babak铜矿复合体系中,氯离子对用极端嗜热菌Sulfolobus acidocalarius生物浸出硫化铜精矿的影响。细菌在pH=1.5时逐渐适应氯离子,说明溶液中氯离子的存在只是降低了细菌的繁殖和生长速度,但并没有... 详细信息

本文研究了在生物浸出Midouk Shahrr-e-Babak铜矿复合体系中,氯离子对用极端嗜热菌Sulfolobus acidocalarius生物浸出硫化铜精矿的影响。细菌在pH=1.5时逐渐适应氯离子,说明溶液中氯离子的存在只是降低了细菌的繁殖和生长速度,但并没有阻止细菌的生长。当pH从2.0降低到1.5时,在前几天铜的浸出率逐步提高,9 d后铜的浸出率接近100%。随着溶液中固体含量从1%增加到3%,铜浸出时间延长了6 d。在pH=1.5、固体含量为1%、Na Cl浓度为0.5 mol/L和1.0 mol/L的条件下,9 d后的浸出率分别为98%和80%;21 d后,浸出率分别达到近100%和90%。在无微生物但其他条件相同的情况下,铜的浸出率仅为62%。

关键词：生物浸出 Sulfolobus acidocalarius 硫化铜精矿氯离子