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生物湿法冶金前景展望 

时间:2011-05-22作者:来源:中国论文库
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 C.L.Brierley在“18thInternationalBiohydrometallurgySymposium,IBS2009,Bariloche-Argentina”上发表论文,介绍了生物湿法冶金技术的发展前景。
  

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 C.L.Brierley在“18th International Biohydrometallurgy Symposium,IBS2009, Bariloche-Argentina”上发表论文,介绍了生物湿法冶金

技术的发展前景。
      生物浸出,也称作矿物生物氧化,与生物修复一起被广泛应用于原生硫化矿、复杂矿石、难处理硫化物金精矿的堆浸及酸性矿坑水的处

理,其新领域是处理大量硫化物、硅酸盐矿物以及未来的原地浸出。
    金属的价格在过去10 a里呈现出戏剧性变化———在增长到一个史无前例的价格之后随之而来的是贱金属价格随生产成本的增加而陡然下

降,随后在一段时期内始终不稳定。这些戏剧性变化对全球矿业有明显影响,表现在金属价格上是忽高忽低。当金属价格下降、成本增加或二者

都有时,高成本矿山就会关闭,产量缩减,也会改变计划处理更高品位矿石,研发费用通常会大大缩减。此时,生物技术因比其他技术需要更少的资

金及生产成本而在矿业循环的低谷期更为经济,即在采矿工业处于萧条时期更倾向于采用生物湿法冶金工艺。
    当然,金属价格不是促进生物湿法冶金技术工业应用的唯一因素。其他因素还有:·生产成本———由于能源成本逐步增长,采矿、加工以及

环境成本也都大幅度增长,而生物湿法冶金技术相比于其他技术耗能更少,可以潜在地降低工业生产成本;此外,生物湿法冶金工艺省去了与冶炼

、精炼有关的工程费用,以及与含有杂质的冶炼供料有关的潜在费用;
    根据需求与地点不同,硫酸的价格是不断变化的,采用生物方法就地制酸可以节省或降低酸的费用。·矿床无法采用常规方法开采甚至很难

开采时———如次生硫化铜矿床,由于矿床规模太小或太远,或更复杂,则采用生物氧化技术更为适宜。·最大化利用现有投资———很多铜生产

企业都已经建设了溶剂萃取-电积厂,这是最重要的投资,采用生物浸出技术处理硫化铜矿可以充分利用这些设施。·采矿生产的环境许可是一项

长期而艰难的工作,而生物湿法冶金工艺在矿物加工和废水处理方面相比于传统技术有更大的环境优势。某些情况下,生物加工技术被看做是“

绿色”技术。
      生物湿法冶金技术从实验室到工业化应用会遇到多种障碍与问题:  ·时间———调研、开发、试生产、工业化应用所需时间或许达

10 a甚至20 a之久。·专属性———生物加工和金属生物修复技术通常具有专属性,因此,几乎每种方法都需要现场检验甚至大规模验证,现场检

验和大规模验证不但花费高昂而且非常耗时。·风险———新技术无论是生物技术、物理/化学技术都有成功的可能性。工业化开发新技术是有

风险的。技术失败不仅会有经济损失,也会造成开发这项技术的个人及机构、涉及最终设计和试运行的工程公司以及矿业公司的声誉损失。·投

资成本———一项新技术通常需要大量投资,因为实际的生物湿法冶金工艺的前端和末端都需要新的单元操作过程。如,智利丘基卡马塔矿山

BioCOP示范厂年产量2万t,约需6 000万美元。当然,一个完整的工厂会需要更高的成本。·知识产权———在金属生产过程中,生物湿法冶金技

术许可费用或技术转让费用很难商议,因为影响生产的很多因素都不是技术拥有者可以控制的。·保险———矿山所有者也许会被要求为采矿生

产与环境生物技术投保。对于如生物堆浸或环境净化这样的过程,保险是很难策划的,因为具有很强的变化性,不易监测与控制。同时,矿山拥有

者同时也“拥有”风险。矿业公司在这一过程中花费巨大,不论是一个矿物加工流程还是环境技术都要控制工厂原料的质量,并且控制加工全过

程。·经验丰富的专业技术人员的可用性———金属价格的明显下降几乎总会导致采矿工业减少研发,也就意味着减少专业技术人员的数量,但

经济复苏时,那些人已经不再具有高效率,并且合作记忆也已经消失。要使经验不足的专业人员掌握这项技术并了解历史发展过程则需要数年时

间。
    生物湿法冶金技术的实际应用也会遇到技术上的挑战:  ·原生硫化矿的堆浸———最近,黄铜矿的生物堆浸研究取得了一些进展,但是仍

需要更多的研发来全面了解原生硫化矿的浸出条件及如何控制浸出条件。·生物堆浸模型的开发、整合与验证———在堆浸的很多方面都已经

建立了数学模型,如水文学和热平衡学模型,但是有关生物堆浸方面仍需要可靠的模型。为了全面开发堆浸模型,必须用现有的工业开采数据来整

合与验证。验证模型所需的一些必要的资料可能有些还未采集到。·次生硫化铜矿的堆浸———尽管次生硫化铜矿的破碎堆浸技术已经广泛使

用了10余年,但是依然存在一些生产问题:微生物种群在反应堆中的生长时间;
    矿石接种;整个浸出过程中的通风条件;堆浸过程中要保持的温度;硫化物矿物的氧化速度、黄铁矿的氧化作用;氧化还原电位、pH值、金属

的溶解量与微生物/矿石分界面之间的关系;复杂多金属矿石、硫化矿、硅酸盐矿石的堆浸条件;矿石中存在磁黄铁矿时如何严格控制其在反应中

迅速释放的大量热量及酸耗;是否可以应用微生物技术控制地下矿床原地浸出时的浸出液?是否可以利用微生物来提高地下矿床的渗透率?某些矿

物原地浸出技术的实现可能还需要较长时间,但围绕这种方法开始基本理论研究并不为时尚早;·采用生物转盘治理在黄金生产中产生的含氰化

物、硫氰酸盐、金属的污染水可以节省大量资金;采用生物技术稳定含硫化物废石与尾矿,防止形成酸性矿坑水等还需要有更多的新想法。
      将来,生物湿法冶金技术在矿山生产与修复方面会发挥更重要的作用。
    [唐维维摘译自《Hydrometallurgy》2010,104(3/4):324-328]

 

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