稳恒磁场强化细菌浸出低品位黄铜矿研究.doc

稳恒磁场强化细菌浸出低品位黄铜矿研究本文对低品位黄铜矿的细菌（主要是氧化亚铁硫杆菌）浸出及稳恒磁场强化浸出进行了研究。重点研究了浸矿细菌的生长条件、浸矿条件以及稳恒磁场对细菌生长和细菌浸矿的影响,并根据磁化处理水和溶液的研究报道和相关理论基础,进一步探讨了稳恒磁场强化细菌浸出黄铜矿的机理。为了得到研究工作所需的稳恒磁场,本文设计长直螺线管为稳恒磁场发生装置,直流稳压稳流电源为其提供工作电流。该装置的技术指标为:磁感应强度在0～20mT连续可变,均匀区785cm³,均匀度10%。通过高斯表测定,装置的磁感应强度与电流强度的线性关系良好,保证了磁化过程中磁感应强度的准确性。研究了温度、pH、培养基中Cu²⁺浓度对细菌氧化亚铁能力的影响。本试验中细菌的最佳生长条件是:温度30℃,培养基pH2.0,培养基中的Cu²⁺低于1.00g·L^-1。在此基础上,通过对细菌进行矿样的适应性驯化培养,细菌逐渐适应以低品位黄铜矿矿样作为其生长的培养基,以利于后续浸矿的需要。通过正交试验设计方法对浸矿条件进行优化。由试验结果可知,在矿浆浓度5%、细菌接种量10%、pH=2.0时,可以得到最佳的铜浸出率。有菌浸出和无菌浸出的试验对比,经过30天的摇瓶浸出,有菌和无菌的铜最终浸出率分别为16.35%和5.73%,说明有菌浸出效果明显。通过浸出反应热力学计算分析可知,无菌条件下的化学浸出反应不能自发进行,而在细菌浸出体系中,浸出反应能够顺利地进行。对细菌浸出低品位黄铜矿进行稳恒磁场强化研究,结果表明磁化处理后的培养基能促进细菌的生长繁殖,提高其氧化活性,最佳的磁化处理条件是磁感应强度8mT,磁化处理时间30min。进一步进行浸矿试验,浸出30天,无磁化处理的细菌浸矿,铜和铁的最高浸出率分别为16.35%和21.79%;磁化处理后浸矿,铜和铁的最高浸出率分别提高到21.56%和26.19%。随着磁感应强度的增大,铜的浸出率逐渐升高,但是,当磁感应强度大于8mT时,铜的浸出率变化不再明显,浸出效果并不随磁化作用的增强而继续增大。磁场强化细菌浸出的可能机理是通过磁场改变水的结构,促进氧气在水中的溶解,提高矿石成分的溶解性,增强细菌细胞生物膜的穿透性。