浸矿细菌与卡林型金矿中碳质物相互作用机制研究.PDF

博士学位论文公示材料 学生姓名 罗文杰 学号 1010253 二级学科 有色金属冶金 导师姓名 杨洪英 论文题目 浸矿细菌与卡林型金矿中碳质物相互作用机制研究 论文研究方向 生物冶金 论文关键词 卡林型金矿；碳质物； 细菌浸出； 浸矿细菌； “劫金”作用 论文摘要(中文) 随着易处理金矿资源的日益枯竭，卡林型难处理金矿资源的开发和利用引起了世界各国的关注和 重视。碳质物与卡林型金矿密切相关，大部分卡林型金矿都含有碳质物，该矿的特点是既存在硫化矿 物对金的包裹，又存在碳质物的“劫金”作用，是典型的双重难处理金矿。如采用常规氰化浸出工艺， 金的回收率非常低。细菌氧化预处理工艺具有投资低、环境友好、流程简单及条件温和等优点，广泛 用于难处理金矿。在细菌氧化工艺中，有关浸矿细菌与金矿中碳质物的相互作用，目前研究还很少， 这对碳质卡林型金矿细菌氧化预处理—氰化提金工艺有重要的指导意义。本文以国内外 3 个不同地区 的碳质卡林型金精矿为研究对象，开展了金矿中碳质物组成及形态结构，碳质物和浸矿细菌之间的相 互作用以及细菌氧化-氰化等多方面的研究。 研究表明，影响金浸出的碳质物主要是元素碳和腐殖酸，而且不同地区的样品，其碳质物组成和 形态差异也很大。在K 矿样品中，元素碳主要为石墨化和有序化程度均较高的类石墨碳。陕西样品和 云南样品中的元素碳主要为类似活性碳的各种自形、半自形及无定形碳，其石墨化和有序化程度均较 低。腐殖酸主要是由芳香族与羧基，羟基，脂族，伯醇等多种官能团构成的有机酸。 不同的碳质物对金氰化浸出的影响均不同。元素碳的石墨化程度与其“劫金”能力呈负相关，石墨化 程度越高，其“劫金”能力越低。腐殖酸因易吸附于矿物表面，阻碍金与氰化液的接触，从而降低金 的浸出率。 碳质物能够吸附细菌，不同的碳质物对细菌的吸附能力不同，其吸附顺序为活性碳＞石墨＞腐殖 酸。元素碳通过对细菌的吸附，降低了液相中细菌的数量，影响了细菌对液相中 Fe2+ 的氧化，但不影 响细菌的生长和繁殖。细菌吸附于元素碳表面后，对其Zeta 电位、孔隙结构及比表面积均有影响。细 菌对活性碳Zeta 电位的影响大于对石墨的影响，随着pH 的变化，活性碳和石墨的Zeta 电位变化幅度 分别为 11.7mV 和2.06mV 。吸附细菌后，活性碳的微孔增加，比表面积增加了23m2.g-1，而石墨的变 -1 化很小，仅为1.1m2.g 。 腐殖酸能够增加细菌胞外聚合物的分泌，使胞外聚合物中蛋白质和腐殖酸含量增加，多糖和铁含 量降低，从而增加细菌的疏水性，降低细菌的氧化活性。同时腐殖酸能够吸附到黄铁矿表面，形成腐 殖酸钝化层，从而阻碍黄铁矿的氧化。细菌吸附到有腐殖酸层的黄铁矿表面后，在其表面生长繁殖， 形成菌落，细菌间的胞外聚合物相互联结形成细菌胞外聚合物层，从而破坏了黄铁矿表面的腐殖酸层， 溶液中的细菌和Fe3+可以接触到黄铁矿，大幅度提高黄铁矿的氧化率。 细菌氧化—氰化提金试验结果表明，细菌的活性和氧化能力与碳质物的组成密切相关。元素碳对 细菌的影响很小，腐殖酸对细菌氧化的影响很大，其明显增加细菌氧化时间，降低硫化矿物的氧化率。 细菌氧化工艺可以有效解决金矿中硫化物包裹的问题，但是不能完全消除金矿中碳质物的“劫金”作 用。采用细菌氧化-碳浆氰化浸出工艺可以大幅度提高碳质卡林型金矿的回收率。 —1— 论文摘要（英文） With the depletion of easily treated gold resources, the exploitation and utilization of refractory gold resources of the Carlin-type has attracted the attention of countries globally. Carbonaceous materials are closely related to Carlin-t