稀有金属 2012,36(06),1002-1009

卡林型金矿微生物预氧化处理技术研究现状

丘晓斌 温建康 武彪 刘美林

北京有色金属研究总院生物冶金国家工程实验室

摘 要：

卡林型金矿矿石性质复杂,自然金崁布粒度细,品位低,被黄铁矿、砷黄铁矿包裹现象普遍,其浮选精矿中砷、硫含量高,含砷含碳,是一种典型的难处理金矿。而采用微生物预氧化技术处理卡林型金矿与采用传统的焙烧技术相比具有显著优势。综述了国内外卡林型金矿生物预氧化技术相关的菌种选育、预氧化基本原理、主要预氧化过程及对应工艺的最新研究进展,对影响卡林型金矿微生物预氧化的因素特别是矿石方面因素和微生物方面因素进行了深入探讨,最后提出了卡林型金矿微生物预氧化技术未来研究和发展可能的几个方向:加强对卡林型金矿有良好适应性和针对性且同时具备优良耐酸能力、耐热能力和耐砷能力的菌种选育,为整个预氧化过程提供可行性保障;推进卡林型金矿生物预处理技术配套的自动化设备研制与开发,包括对浸矿体系pH值、营养物质、菌种数量、温度、氧化还原电位、Fe2+、Fe3+、可溶含砷物质以及生成的沉淀物质情况等进行实时动态监测和调控,保证整个预处理过程稳定、高效的进行;加强矿石中劫金碳物质的钝化或降解机制的研究和探索,最大限度减少其对后续氰化浸金过程的影响;发展微细粒度物料制备技术,提高生物浸矿效率。

关键词：

卡林型金矿;生物预氧化;劫金碳;影响因素;

中图分类号： TF831;TF18

作者简介：丘晓斌(1987-),男,福建龙岩人,硕士研究生;研究方向:难处理金矿生物预氧化技术;温建康(E-mail:kang3412@126.com);

收稿日期：2012-03-14

基金：国家科技部“十二五”科技支撑计划(2012BAB10B08);国家科技部863计划(2012AA060501)资助项目;

Research Status about Bacterial Pretreatment Method of Carlin-Type Gold Ore

Abstract：

Carlin-type gold ore was a typical kind of refractory gold ore,characterized by low grade,generally finely trapped in pyrite and arsenopyrite,high sulfur and arsenic in flotation concentrate,containing preg-robbing carbonaceous matter and arsenic.Comparing to other traditional methods like roasting for Carlin-type gold ore pretreatment there were more advantages in bioleaching.The progress in leaching bacterin breeding,mechanisms of bacterial pretreatment,main leaching procedure and newest processes at home and abroad were summarized.Factors influencing bacterial pretreatment of Carlin-type gold ore especially mineral aspect factors and bacterial aspect factors were further discussed.The future probable development directions were put forward in the end: put great attention on Carlin-type gold ore leaching bacterin breeding with more tolerance to high acid,high temperature and high arsenic environment to guarantee the whole biopretreatment processes;form a complete bioleaching process supervision and control system to supervise and control the live data within a suitable level,including pH,nutriments,microorganisms,temperature,Eh,Fe2+ and Fe3+ concentrations,soluble arsenic and the precipitation matter,to make sure the whole bioleaching processes work stably and efficiently;to promote the research of the mechanisms of blinding and degrading of preg-robbing carbonaceous matter to reduce or take-off its badly influence in following cyanidation process;to develop technology of more finely materials preparation to enhance the efficiency of bioleaching processes.

Keyword：

Carlin-type gold ore;preliminary biooxidation;preg-robbing carbonaceous matter;influencing factors;

Received： 2012-03-14

卡林型金矿最早于20世纪60年代, 在美国内达华州的林恩矿区被发现, 并以当地名称命名, 从此引起全球范围内新的金矿找矿热潮。 卡林型金矿主要分布于美国和中国, 具有分布局限、 成矿集中的特点, 典型的矿区有美国西部内华达州和犹他州等几个矿区, 以及我国的“滇黔桂”、 “川甘陕”和滇西上芒岗地区矿区 ^[1,2] 。 卡林型金矿一度有过不同的称谓, 是一种与侵入岩无直接关系, 产于沉积岩或火山岩中的微细浸染型中低温热液矿床 ^[3,4,5] 。

国内外的卡林型金矿有很多共同特征, 表现为 ^[1,6,7] : 以Au-As-Hg-Sb-Ba-Ag为特征共生元素; 自然金崁布粒度细, 明金(>0.1 mm)、 显微金(0.5～100 μm)少见, 多为次显微金(<0.5 μm); 成矿模式相近, 金、 汞、 砷、 碲等的大规模超常聚集; 共生矿物中以黄铁矿为最常见金属矿物, 石英为最常见脉石矿物, 并含不同含量的辰砂、 雄黄、 雌黄、 辉锑矿、 方铅矿、 闪锌矿、 黄铜矿、 黝铜矿、 绢云母、 高岭石、 电气石、 重晶石等; 围岩多蚀变, 且矿区分布局限但成矿集中等; 含不同量的碳质成分, 我国主要卡林型金矿和碳质金矿及其矿石中的碳质情况如表1所示 ^[8] 。 另外, 与美国对应矿区相比, 我国卡林型金矿具有明显不同, 即矿石中的富砷类矿石以毒砂或砷黄铁矿为主, 是主要的载金矿物 ^[1,9] , 而雄黄和雌黄的含量一般很少; 美国的卡林型金矿中Tl含量相对较高, 有大量红铊矿、 斜硫砷汞铊矿、 硫砷铊矿等含铊矿物出现 ^[1] ; 此外, 我国某些卡林型金矿中存在较多的石英包裹金 ^[10] , 该类矿石中的金更难回收。

本文综述了国内外卡林型金矿生物预氧化技术相关的菌种选育、 预氧化基本原理、 主要预氧化过程及对应工艺的最新研究进展, 对影响卡林型金矿微生物预氧化的因素特别是矿石方面因素和微生物方面因素进行了深入探讨。

表1 我国主要卡林型金矿和碳质金矿及其碳质情况

Table 1Main Carlin-type gold ores and carbonaceous gold ores with its carbonaceous matter in China

Locations	Scales	Total carbon/%	Organic carbon/%	Gold grade/ (g·t-1)
Dongbeizhai	Large	2.82～2.96	0.47～0.59	1.95～5.00
Getang	Large	1.01～6.80	0.77～3.85	1.14～27.34
Yata	Medium	0.25～1.10	0.22～0.85	2.03～23.79
Banqi	Medium	0.05～1.10	0.006～0.860	1.78～6.44
Lannigou	Oversize	0.06～1.13	0.56～1.84	3.78～10.70
Zimuhan	Oversize	0.26～1.75	0.08～0.54	3.35～8.89
Jinya	Large	1.54～2.33	0.11～0.26	1.55～7.16
Gaolong	Large	0.17～3.87	―	1.99～12.93
Mingshan	Medium	0.15～1.47	0.11～0.45	1.04～12.14
Nibao	Large	1.44～	0.52～1.45	0.10～11.98

1 卡林型金矿微生物预处理技术

由于卡林型金矿中的金堪布粒度细, 含砷、 高硫, 同时含有劫金碳物质, 是一种极难处理的含金矿石。 传统难处理金矿预处理技术如焙烧法产生SO₂与As₂O₃气体对环境污染大, 同时存在二次包裹现象 ^[11] ; 加压氧化法投资大, 设备要求精度高且维修费用昂贵; 化学氧化法试剂单耗高, 设备防腐问题突出; 微波氧化法 ^[12,13] 虽然除碳效率高、 加温速率快、 能耗较传统焙烧法相对更低, 但其工程化应用仍存在很多急需解决的问题, 如中低温微波反应装置研制及其相关配套非标设备研制和存在的环保隐患等 ^[14] , 目前仍处于实验室研究阶段, 优势均不明显。 而微生物预氧化提金技术具有条件温和、 不产生SO₂与As₂O₃气体、 流程短、 基建投资少、 对环境污染小等特点 ^[15,16] , 存在一定优势。

1.1 基本原理

卡林型金矿是一种典型的难处理金矿, 传统的难处理金矿目前主要存在3种微生物浸矿机制, 即直接作用机制、 间接作用机制和复合作用机制 ^{[17,18,19,20,21]} , 微生物与卡林型金矿的作用是一个非常复杂的过程, 其中包含有物理过程, 化学过程、 电化学过程和微生物生长代谢过程等, 通过浸矿微生物的直接作用或间接作用, 抑或是协同作用将包裹金的载金矿物如砷黄铁矿、 黄铁矿等氧化, 使金暴露出来, 为后续的氰化浸金过程做铺垫。 卡林型金矿与传统难处理金矿不同之处在于, 在打开包裹金后, 还需将卡林型金矿中的劫金碳物质通过适当的途径将其钝化或降解, 以削弱其对后续氰化浸金过程的影响, 最终提高金的总回收率。

1.2 浸矿菌种

根据浸矿微生物的最佳生长温度范围, 可将难处理金矿的浸矿细菌分为3大类 ^[15,17] : (1) (嗜)中温菌(Mesophile), 最佳生长温度范围30～45 ℃, 如嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus Ferrooxidans)等; (2) 中等嗜热菌(Moderate Thermophile), 最佳生长温度范围45～55 ℃, 如硫化芽孢磺杆菌(Sulfobacillus)、 嗜热嗜酸硫杆菌(Acidithiobacillus Caldus)等; (3) 高温菌(Thermophile), 最佳生长温度范围60～85 ℃, 如叶硫球菌(Sulfolobus)等。

国内外在难处理金矿浸矿微生物选育方面取得了一些重要进展。 Brierley等 ^[22] 发现了一种对Fe²⁺有较强氧化能力的高温古菌Acidianus brierleyi, 并认为其具有一定的应用前景。 Amankwah等 ^[23] 研究了常规(嗜)中温菌混合菌与西唐氏链霉菌(Streptomyces setonii)对含碳难处理金矿两段微生物预处理研究, 并获得了良好指标。 Ofori-Sarpong等 ^[24] 则以一种真菌, Phanerochaete chrysosporium(黄孢原毛平革菌, 白腐菌的代表菌株)为浸矿微生物, 以不同含碳量的煤模拟劫金碳物质, 研究了该真菌对含碳物质的降解作用及其对后续氰化提金过程的影响。 Ofori-Sarpong等 ^[25] 同样研究了该真菌Phanerochaete chrysosporium对纯黄铁矿、 纯砷黄铁矿以及难处理金矿浮选精矿的氧化能力, 经过21 d的预氧化后, 3者硫的氧化率分别达到了15%, 35%和57%。

1.3 浸矿过程

卡林型金矿的微生物预氧化是一个复杂的过程, 期间停留时间长, 存在多种物理、 化学、 电化学以及生物化学等反应。 从生物冶金的角度出发, 可认为其中包含了3大主要过程, 即砷黄铁矿或毒砂的生物氧化、 黄铁矿的生物氧化, 和微生物及其代谢产物与劫金碳物质的相互作用等。

1.3.1 砷黄铁矿或毒砂的生物氧化

有研究认为微生物浸矿过程中, 砷黄铁矿或毒砂主要是被Fe³⁺的作用氧化, 属于间接作用机制, 整个砷黄铁矿氧化过程中, 砷黄铁矿中的砷首先被Fe³⁺氧化成As³⁺, As³⁺部分水解成偏砷酸, 部分在黄铁矿的作用下被Fe³⁺氧化成As⁵⁺, As⁵⁺继而再发生水解作用生产砷酸 ^[26] , 主要反应式见(1)和(2)。

FeAsS+3Fe3++2Ο2+2Η2Ο→4Fe2++ΗAsΟ2+SΟ2-4+3Η+???(1) FeAsS+3Fe3++2O2+2H2O→4Fe2++HAsO2+SO2?4+3H+???(1)

As3++2Fe3+→As5++2Fe2+???(2) As3++2Fe3+→As5++2Fe2+???(2)

1.3.2 黄铁矿的生物氧化

以细菌的直接作用为主, 按反应(3)进行; 也有学者认为其氧化是以间接作用为主 ^[17] , 如反应式(4)和(5)所示。

FeS2+0.5Η2Ο+154Ο2细菌→Fe3++2SΟ2-4+Η+???(3) FeS2+0.5H2O+154O2?→细菌Fe3++2SO2?4+H+???(3)

FeS2+14Fe3++8Η2Ο→15Fe2++2SΟ2-4+16Η+???(4) FeS2+14Fe3++8H2O→15Fe2++2SO2?4+16H+???(4)

Fe2++14Ο2+Η+细菌→Fe3++12Η2Ο???(5) Fe2++14O2+H+?→细菌Fe3++12H2O???(5)

1.3.3 劫金碳物质的钝化或降解

卡林型金矿中的含碳物质主要有元素碳、 高分子碳氢类有机物及其化合物和有机酸如腐殖酸等, 而后两者合称为有机碳 ^[27] 。 这些含碳物质给卡林型金矿的微生物预氧化提金技术造成了极大的难度, 究其原因在于两方面: 首先, 矿石中这些含碳物质的存在, 将原本被氰化物溶出形成的氰亚金酸盐络合物重新吸附, 从而降低金的回收率, 即发生“劫金”现象 ^[24] , 且矿样经碱处理后有机碳会受到活化反而吸附能力增强, 需要指出的是, 并不是矿石中所有的碳物质都对金的浸出率有很大影响 ^[28] 。 其次, Tan等 ^[29] 从Stawell Gold Mine分离出了这些含碳物质, 其组成主要为六方晶系的石墨, 另含有少量的非晶形石墨和无定形碳; 研究发现, 分离出的这些含碳物质本身对金的吸附能力并不强, 且在KCN用量大于250 mg·L^-1时并无“劫金”现象发生; 当其与含碳金矿共同进入磨矿工序后, Auger电子能谱分析和X射线光电子能谱分析结果显示, 这些含碳物质和一些硫化矿均会粘结在含金矿物表面, 尤其是缺陷位置, 而不与硅铝酸盐等发生粘结, 而且多以原子型的碳或石墨碳形式粘结; 这种粘结作用将导致矿石中的金在后续氰化过程中的溶解能力大大降低, 这是含碳物质对卡林型金矿微生物预氧化提金技术影响的另一方面。

目前, 微生物与劫金碳物质的作用主要存在两大类观点, 一种为微生物及其代谢产物对劫金碳物质的钝化作用, 另一种为微生物及其代谢产物对劫金碳物质的降解作用。 杨凤等 ^[30] 认为在浸矿过程中, 微生物在氧化砷黄铁矿与黄铁矿等金属硫化矿的同时, 释放出大量有机代谢产物, 形成胶体状菌液, 与浸矿菌种一起附着于劫金碳物质表面, 降低其表面活性使其钝化, 且随着浸矿时间的适当增加这种钝化效果越明显, 当氧化9 d后, 金的氰化浸出率从5 d时候的84.60%提高到了94.41%, 同时砷和硫的氧化率分别达到了68.87%和83.26%; 王安等 ^[28] 也指出用氧化亚铁硫杆菌对东北寨金矿氧化前, 原矿石中的碳质存在吸附金氰络合离子的现象, 而该菌氧化后则未出现此现象, 提出氧化亚铁硫杆菌具有钝化有机碳的能力。 在Ofori-Sarpong等 ^[24] 的试验中, 以煤模拟含碳物质, 指出真菌Phanerochaete chrysosporium对其具有明显的降解能力, 可大幅降低这些“含碳物质”在氰化过程中的劫金作用, 劫金率不到原来的5%。 Amankwah等 ^[23] 在两段微生物预处理试验中也指出Streptomyces setonii对矿石中的劫金碳物质具有一定的降解能力, 发现该方法比单独用常规(嗜)中温菌混合菌的一段预处理效果要明显好, 最终金的回收率达到94.7%, 提高了13.6%, 其原因可能为Streptomyces setonii与该含金矿石反应后能产生大量碱性代谢产物, 而这些碱性代谢产物与Streptomyces setonii共同作用, 能将矿石中的劫金碳物质降解成CO₂, 从而提高后续金的氰化浸出率。

1.3.4 其他浸矿过程

包括矿石中所含部分方解石、 白云石等碱性脉石在预氧化过程中被酸化分解。 此外, 如一些与金伴生的含碲物质等也可能在预氧化过程中与浸矿微生物有相互作用。 谢鸿观等 ^[31,32] 从四川石棉矿区酸性水和土壤中分离富集出一种混合菌, 经驯化和诱变, 于30 ℃, 初始pH值1.5, 矿浆浓度为2%条件下, 浸矿15 d后其碲的浸出率可达75.8%。

1.4 浸出影响因素分析

卡林型金矿矿石性质复杂, 常规难处理金矿浸矿菌种预处理效果不好, 同时受到工艺参数的重要制约, 可将影响其微生物浸出的因素大致划分为3大类 ^[33] , 即矿石方面因素、 微生物方面因素和工艺方面因素。

1.4.1 矿石方面因素

首先, 卡林型金矿中的金崁布粒度细, 多为次显微金, 常规的球磨工艺无法使其与载金矿物单体解离, 导致微生物对该类矿石的浸出周期长, 因此对其进行适度的超细磨, 对后续的预处理脱砷脱硫或使金与硫化矿物充分解离有明显的促进作用 ^[34] 。 其次, 矿石中的含砷物质以及浸矿过程中产生的As³⁺, As⁵⁺以及砷酸盐等含砷物质对浸矿微生物有很大的毒害作用 ^[17] , 因此最大限度提高浸矿微生物对体系中砷的耐受性具有重要意义, 相关研究进展详见1.4.2节微生物方面因素。 此外, 矿石中的含碲物质和多金属矿石也存在一定的影响, 前者表现为金的碲化物在氰化液中的溶解能力很差, 后者则表现在在氰化过程中氰化物被其所含的其他金属物质大量消耗, 金的浸出率很低 ^[33] 。 同时, 矿石成分复杂, 微生物对矿石中不同硫化物的氧化顺序或作用难易程度不同, 对矿石中不同的硫化矿物有特定的氧化顺序 ^[35] 。 另外, 矿石中的脉石矿物对其微生物浸出也有重要影响, 主要表现在两方面, (1)碱性脉石如钙、 镁等碳酸盐极易被细菌氧化体系中的酸溶解, 增加了酸的消耗和成本; (2)一旦矿石中的碳酸钙含量过高, 有可能导致微生物氧化搅拌槽中浸出液中的CaSO₄含量过高, 发生过饱和析出现象, 沉淀在未完全氧化的矿石表面, 阻碍进一步浸出, 从而导致后续金的浸出率和回收率降低 ^[17] 。 最后还有劫金碳物质的影响等, 详见1.3.3节描述。

1.4.2 微生物方面因素

卡林型金矿复杂的矿物组成和性质直接决定了其浸矿菌种的选育有很大的难度。 不同菌种的生长代谢特征、 浸矿活性、 对有害物质的抗性不同, 浸矿效果不同。 同时自然菌种不具备高效浸矿能力, 需要进行矿石适应性驯化, 提高耐砷能力、 耐酸能力和浸矿活性。 一方面, 由于矿石和浸矿过程中产生的含砷物质对浸矿微生物有很大的毒害作用, 研究不同浸矿菌种的耐砷能力, 选育高耐砷性能的菌种十分必要, 近年来国内外的相关研究工作取得了一定的成绩。 姜涛等指出嗜酸氧化亚铁硫杆菌对As³⁺的最高抗性仅为4.36 g·L^{-1 [36]} 。 我国长春黄金研究院自主研发新技术, 其浸矿菌种经长期驯化后可在38～52 ℃温度范围内正常生长和良好的工作, 菌种有较强的耐砷能力, 可在砷离子浓度为20 g·L^-1时保持较高的活性 ^[37] 。 Dave等 ^[38] 从Hutti Gold Mine Ltd的金精矿生物氧化搅拌槽、 氧化液储存槽和中和液中分离出了4株嗜酸氧化亚铁硫杆菌, 其中原始菌株能耐受的毒砂最高浓度为8.0%, 经驯化后则能分别耐受200 mmol·L^-1的砷酸盐和亚砷酸盐。 Rawlings从分子生物学角度出发, 用同源重组的方法研究了工业生产中砷黄铁矿金精矿生物氧化搅拌槽中占据主要数量的At. caldus和L. ferriphilum的抗砷基因及其结构, 指出选育高耐砷能力的菌株, 采用连续充气氧化搅拌浸出的工艺, 能省去间断充气搅拌氧化工艺中的沉淀除砷步骤, 从而使整个氧化周期由12 d左右降低至7 d左右 ^[39] 。 另一方面, 由于矿石中普遍黄铁矿含量较高, 直接导致了其浮选金精矿中硫的含量偏高, 如贵州泥堡卡林型金矿浮选金精矿中硫的含量超过了30%。 如此高的硫含量进一步导致细菌浸矿过程中产生大量的热和酸, 浸矿菌种必须具备一定的耐热能力和耐酸能力, 同时控制整个浸矿体系的酸平衡与热平衡, 因此对高效嗜热嗜酸浸矿菌的选育也同样十分重要。 姚国成等 ^[40] 选育了一株对黄铁矿有较强氧化能力的中等嗜热菌, 其典型菌种为Sulfobacillus thermosulfidooxidans, 经过16 d的生物氧化, 单体黄铁矿氧化率超过60%, 同时被氧化后的黄铁矿表面结构疏松, 形成了空洞和裂纹, 使单体金有效暴露, 如图1所示。 再者, 矿石中通常含有不同含量的碳质成分, 选育合适的菌种, 使其中的劫金碳物质被高效钝化或降解, 或者通过其他途径如加入活性炭竞争吸附、 添加有机质表面改性、 化学氧化等将该类劫金碳物质预处理 ^[14] , 是提高卡林型金矿生物浸出效率, 最终提高金的氰化浸出率和回收率的重要因素。 优良的浸矿菌种或菌群是卡林型金矿微生物预处理技术的必要条件。

1.4.3 工艺方面因素

如浸矿温度, 既要考虑菌种最佳生长代谢温度的同时, 又需从冶金热力学角度匹配最佳的浸矿温度。 浸矿过程的pH调控, 需满足菌种正常生长代谢需求, 动态平衡细菌浸矿过程所产生过量的酸。 由于浸矿微生物大多都是嗜酸菌, 一个氧化周期内, 随着氧化时间的增长, 体系的pH值逐渐下降。 当pH值在1.3～1.5范围内时, 细菌浸矿活性最高, 浸矿速率最快。 随着体系pH值的继续降低, 将产生砷酸铁沉淀, 覆盖于未完全氧化矿石表面, 阻碍进一步浸出。 而当体系pH值低于0.7时, 细菌的生长则被完全抑制 ^[19] 。 磨矿细度, 矿石的细度或粒度一方面影响矿石的比表面积和浸矿菌种在矿石表面的吸附概率和吸附量, 又影响整个浸矿体系的矿浆黏度、 O₂和CO₂传输效率甚至浸矿菌种的正常生长代谢情况 ^[36] 。 矿浆浓度, 矿浆作为细菌氧化的底物直接影响细菌的浸矿效率, 而过高的矿浆浓度影响体系中O₂和CO₂传输, 且存在不利于细菌生长的机械力作用。 O₂和CO₂溶解浓度与传递速率, 卡林型金矿生物预氧化过程中硫、 砷、 铁等的氧化伴随一系列消耗O₂或CO₂的过程, 有研究表明充气搅拌槽中实际被消耗的O₂和CO₂分别是自然条件水中溶解量的164和33倍 ^[33] , 且合理控制浸矿体系的氧传输可对浸出体系的优势菌种起到一定的调控作用 ^[41] 。

图1 黄铁矿经Sulfobacillus thermosulfidooxidans氧化前后形貌对比图

Fig.1 Photograph of compare with pyrite not oxidization by Sulfobacillus thermosulfidooxidans

(a)None oxidization;(b)Oxidization 5 d;(c)Oxidization 8 d;(d)Oxidization 12 d;(e)Oxidization 16 d

2 研究和发展趋势

从国内外相关研究和探索现状来看, 卡林型金矿的微生物预处理技术今后将朝着以下几个方向发展。

(1) 发展微细粒度物料制备技术和对应装备的研发, 由于矿石中自然金崁布粒度极细, 在保证浸矿体系适宜的粘度、 O₂和CO₂有效传输以及浸矿微生物正常的代谢生长等前提下, 将物料进行适当的超细磨等方式, 制备比常规球磨工艺更加微细粒的矿样, 增大其比表面积, 有利于提高浸矿微生物单位时间内的有效氧化面积和氧化效率, 更有利于打开包裹金的载金矿物, 缩短氧化周期。

(2)伴随浸出过程的进行, 将产生大量的酸和热、 Fe²⁺、 Fe³⁺, 浸矿体系pH值不断下降, 同时生成对微生物生长代谢有毒性作用的含砷物质, 以及预氧化中后期可能产生的一些沉淀物质等, 营养物质逐渐被消耗, 整个预氧化过程影响因素极其复杂, 不同程度的影响着整个预氧化过程。 因此, 必须推进卡林型金矿生物预氧化技术配套的自动化设备研制与开发, 对浸矿体系pH值、 营养物质、 菌种数量、 温度、 氧化还原电位、 Fe²⁺、 Fe³⁺、 可溶性含砷物质以及生成的沉淀物质情况等进行实时动态监测和调控, 以保证整个预处理过程稳定、 高效的进行。

(3)结合矿石性质, 一方面, 加强对卡林型金矿有高效适应性和针对性的菌种选育, 须同时具备优良的耐酸能力、 耐热能力和耐砷能力。 另一方面, 加强矿石中劫金碳物质的钝化或降解机制的研究和探索, 包括微生物及其代谢产物与劫金碳物质的相互作用, 活性炭竞争吸附、 有机试剂表面改性、 化学氧化等途径, 最大限度减少其对后续氰化浸金过程的影响。

3 结 语

卡林型金矿微生物预氧化技术受到微生物方面、 矿石方面以及工艺方面等诸多因素的影响, 是一个复杂的过程, 其本质为微生物对矿石中砷、 硫、 铁的氧化以及对劫金碳物质的降解或钝化。 矿石中砷、 硫的氧化速率和氧化程度以及劫金碳物质的钝化或降解效率, 是制约该技术的关键性因素。 如何选育对卡林型金矿矿石性质有针对性的高效砷、 硫氧化效率的菌种或菌群, 以及对其中劫金碳物质有高效钝化或降解能力的菌种或菌群, 匹配合适的工艺参数, 是提高该技术浸矿效率和预氧化效率, 缩短氧化周期, 提高后续金的氰化浸出率的根本保证, 也是卡林型金矿微生物预处理技术在今后研究与发展中的重要方向。

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