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日前,东华理工大学的产学研合作项目“低品位铀矿微生物浸出技术研究”通过专家组鉴定。专家组认为,该项目为今后低品位铀矿微生物浸出扩大试验和工业化推广应用奠定了良好基础,研究成果达国内领先水平,选育出的浸铀菌群耐氟性能达国际先进水平。
相关资料显示,我国铀矿石类型多而复杂,中低品位铀矿石居多、矿化不均匀、难处理的铀矿石所占比例较大。随着我国核电事业的迅速发展,铀资源的供需矛盾已经凸显。而且,对低品位铀矿常规的酸法浸出由于存在酸耗大、对环境不友好、铀浓度低及回收工艺复杂等问题,远远不能解决这一问题。而细菌浸出具有酸耗低,环境污染小,选择性强等特点,被广泛用于金、铜、铀等难处理矿石的浸出中。目前,对细菌浸出铀矿石室内条件试验的研究日益增多,浸出方式主要为搅拌浸出、柱浸出、槽浸出、渗滤浸出等,半工业与工业试验也相继展开。因此,业内有研究认为,要缓解我国铀资源紧缺的状况,必须将酸法浸出转变为采用细菌浸出难处理的铀矿石。
据了解,微生物浸出技术建立在化学反应与物理化学作用的基础上,利用某些能溶解矿石中有用成分的浸矿药剂,并借助某些微生物、催化剂、矿石表面活性剂的作用,有选择性地溶解、浸出矿石或矿体中的有用金属成分,使其从固态转化为液态再进行回收,从而达到开采矿石的目的。目前,微生物浸出技术主要分为废石堆浸、矿石堆浸和原地浸出,在铜、金、镍、铀和稀土矿的开采中应用比较广泛。
由于几乎所有铀矿藏都属于硫化矿即含有硫化物,铀矿浸出中使用的微生物主要是化能自养型微生物。这类微生物可从无机物的氧化过程中获得能量,并以CO2为主要碳源、以无机含氮化合物为氮源合成细胞物质根据铀矿藏的基本特性以及细菌浸铀的实践经验,氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌和氧化亚铁微螺菌目前被选作主要的浸铀微生物。
有研究认为,微生物浸出技术能够经济合理地回收复杂低品位矿石、采矿废石以及选矿尾砂中的有价元素,降低矿产资源的经济开采品位,提高探明地质储量的利用率,应用前景广阔。但是,该技术目前基础理论还十分薄弱,还需要对散体渗流动力学、高效菌种的培育、浸出过程多因素影响规律进一步展开理论研究,为解决高效菌种的使用、改善浸堆渗流场的均匀性、提高人工控制浸堆温度场及浓度场的力度等技术难题奠定基础,从而改变溶浸采矿技术存在的浸出周期长、浸出率低等问题。
微生物浸出主要应用于硫化矿,硫化矿的微生物浸出是细菌浸出与化学作用相结合的过程。细菌对金属溶解具有催化作用,利用微生物浸矿可大大提高金属的溶解速度,一般比通过水和氧气发生的化学溶解速度高出2x105倍。目前研究最多的浸矿微生物是氧化亚铁硫杆菌。
细菌对矿物的作用机理还处于不确定阶段,普遍认为的有三种:直接作用指浸矿细菌(主要是氧化亚铁硫杆菌)附着于矿石表面与矿石中的硫化物发生作用,使该矿物氧化、溶解;间接作用指微生物通过自身的代谢产物与金属硫化矿物发生反应,使金属浸出。在此过程中微生物的作用类似于催化剂;联合作用并不是一种新的作用,其实质是指细菌对矿物的直接作用和间接作用同时存在。
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