铀矿冶论文格式

微生物冶金技术及其应用 摘要:综述微生物冶金技术及冶金过程的机理,并介绍了该技术的历史沿革和发展现状。 关键词:微生物;冶金;机理;应用 0 引言 随着人类社会的快速发展,人类对自然资源的需求量 与日俱增,而自然矿产资源的枯竭,对矿冶工作提出了更 高的要求。微生物冶金技术是近代学科交叉发展生物工程 技术和传统矿物加工技术相结合的工业上的一种新工艺, 其能耗少、成本低、工艺流程简单、无污染等优点,在矿 物加工、三废治理等领域展示了广阔的应用前景,并取得 了较好的经济效益。 1 微生物冶金技术[1] 按照微生物在矿物加工中的作用可将生物冶金技术分 为:生物浸出、生物氧化、生物分解。 1·1 生物浸出 硫化矿的细菌浸出的实质是使难溶的金属硫化物氧化, 使其金属阳离子溶入浸出液,浸出过程是硫化物中S2-的 氧化过程。其浸出机理是: ———直接作用:指细菌吸附于矿物表面,对硫化矿直 接氧化分解的作用。可用反应方程式表示为: 2MS+O2+4H+细菌参与2M2++2S0+2H2O 式中M———Zn、Pb、Co、Ni等金属。 ———间接作用:指金属硫化物被溶液中Fe3+氧化,可 用以下反应式表示: MS+2Fe3+M2++2Fe2++S0 所生成的Fe2+在细菌的参与下氧化成Fe3+: 4Fe2++O2+H+细菌参与4Fe3++2H2 ———原电池效应。两种或两种以上的固相相互接触并同 时浸没在电解质溶液中时各自有其电位,组成了原电池,发 生电子从电位低的地方向高的地方转移并产生电流。例如, 对于由黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿组成的矿物体系,在浸出过 程中静电位高的矿物充当阴极,低的矿物则充当阳极: 阳极反应: ZnS Zn2++S0+2e CuFeS2Cu2++ Fe2++2S0+4e 阴极反应: O2+4H++4e 2H2O 原电池的形成会加速阳极矿物的氧化,同时细菌的存 在会强化原电池效应。 1·2 生物氧化 对于难处理金矿,金常以固-液体或次显微形态被包裹 于砷黄铁矿(FeAsS)、黄铁矿(FeS2)等载体硫化矿物 中,应用传统的方法难以提取,很不经济。应用生物技术 可预氧化载体矿物,使载金矿体发生某种变化,使包裹在 其中的金解离出来,为下一步的氰化浸出创造条件,从而 使金易于提取。在溶液pH值2~6范围内,细菌对载体矿 物砷黄铁矿的氧化作用可用下式表示: 4FeAsS+12·75O2+6·5H2O 3Fe3++Fe2++ 2H3AsO4+2H2AsO-4+H2SO4+3SO2-4+H++4e 生物预氧化方法其投资少、成本低、无污染等优点, 在处理难处理金矿过程中体现了理想的效果,并取得了较 好的经济效益。 1·3 生物分解[2] 铝土矿存在许多细菌,该类微生物可分解碳酸盐和磷 酸盐矿物。例如: Bacillus mucilaginous分泌出的多糖可和 铝土矿中的硅酸盐、铁、钙氧化物作用,应用Aspergillus niger、Bacillus circulans、Bacillus polymyxa和 Pseudomonus aeroginosa可从低品位铝土矿中选择性浸出 铁和钙。微生物分解碳酸盐矿物可用如下反应过程表示: 微生物代谢产生的酸使碳酸盐分解: CaCO3+H+Ca2++HCO-3 呼吸产生的CO2溶解产生H2CO3,从而加速碳酸盐的 分解: CaCO3+H2CO3Ca2++2HCO-3 2 生物冶金技术应用现状 2·1 微生物冶金技术的历史沿革[1,3] 1687年,在瑞典中部的Falun矿,人们使用微生物技 术已经至少浸出了2 000 000吨铜,但当时人们对其反应机 理并不清楚,细菌浸矿技术的发展十分缓慢。直到1947 年, Colmer与Hinkel首次从酸性矿坑水中分离出一种可以 将Fe2+氧化为Fe3+的细菌即氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)[3]。1954年, L·C·Bryner和J·V·Beck等人 开始利用该菌种进行硫化铜矿石的实验室浸出试验研究, 并发现该细菌对硫化矿具有明显的氧化作用。1955年10 月24日S·R·Zimmerley, D·Gwilson与J·D·Prater首次申 请了生物堆浸的专利并委托给美国Kennecott铜矿公司, 开始了生物湿法冶金的现代工业应用。 2·2 微生物冶金技术的应用现状[4] 2·2·1 微生物冶金技术在金、银矿石中的应用[5~12] 微生物湿法冶金技术在金、银矿中主要应用于氧化预 处理阶段,近年来已有6个生物氧化预处理厂分别在美国、 南非、巴西、澳大利亚和加纳投产。南非的Fairvirw金矿 厂采用细菌浸出,金的浸出率达95%以上;美国内华达州 的Tomkin Spytins金矿于1989年建成生物浸出厂,日处理 1 500 t矿石,金的回收率为90%;澳大利亚于1992年建 成Harbour Lights细菌氧化提金厂,处理规模为40 t/d。 巴西一家工厂于1991年投产,处理量为150 t/d。我国陕 西省地矿局1994年进行了2 000 t级黄铁矿类型贫金矿的细 菌堆浸现场试验,原矿的含金只有0·54 g/t,经细菌氧化 预处理后金的回收率达58%,未经处理的只有22%; 1995 年云南镇源金矿难浸金矿细菌氧化预处理项目启动,建起 我国第一个微生物浸金工厂。新疆包古图金矿经细菌氧化 预处理后,金浸出率高达92%~97%。 2·2·2 微生物冶金技术在铜矿石中的应用[13~17] 最初生物浸出铜主要用于从废石和低品位硫化矿中回 收铜,细菌是自然生长的,近年来这种方法已用来处理含 铜品位大于1%的次生硫化铜矿,称为生物浸出。现在, 美国和智利用SX-EW法生产的铜中约有50%以上是采用 生物堆浸技术生产的,如世界上海拔最高4 400 m的湿法炼 铜厂位于智利北部的奎布瑞达布兰卡,该厂处理的铜矿石 含Cu 1·3%,主要铜矿物为辉铜矿和蓝铜矿,采用生物堆 浸,铜的浸出率可以达到82%。生产能力为年产7·5万t 阴极铜。我国已开采的铜矿中85%属于硫化矿,在开采过 程中受当时选矿技术和经济成本的限制产生了大量的表外 矿和废石,废石含铜通常为0·05%~0·3%。德兴铜矿采 用细菌堆浸技术处理含铜0·09%~0·25%的废石,建成了 生产能力2 000 t/a的湿法铜厂,萃取箱的处理能力达到了 320 m3/h,已接近了国外萃取箱的水平。该厂1997年5月 投产,已正常运转了几年,生产的阴极铜质量达到A级。 福建紫金山铜矿已探明的铜金属储量253万t,属低品位含 砷铜矿,铜的平均品位0·45%,含As 0·37%,主要铜矿 物为蓝辉铜矿、辉铜矿和铜蓝。该矿采用生物堆浸技术已 建立了年产300 t阴极铜的试验厂,“十五”期间计划建立 更大的生产厂。 2·2·3 微生物冶金技术在铀矿石中的应用[18~20] 细菌浸铀也已有多年历史。葡萄牙1953年开始试验细 菌浸铀,到1959年时某铀矿用细菌浸铀浸出率达60%~ 80%。在60年代,加拿大就开始用细菌浸出ElliotLake铀 矿中的铀。在该区的3个铀矿公司都有细菌生产厂, 1986 年U3O8年产量达3 600 t。1983年成功地以原位浸出的方 式从Dension矿中回收了大约250 t U3O8。到目前为止,美 国、前苏联和南非、法国、葡萄牙等国都有工厂在用生物 堆浸法回收铀。1966年加拿大研究成功了细菌浸铀的工业 应用,用细菌浸铀生产的铀占加拿大总产量的10% ~ 20%,而西班牙几乎所有的铀都是通过细菌浸出获得的, 印度、南非、法国、前南斯拉夫、塔吉克斯坦、日本等国 也广泛应用细菌法溶浸铀矿。我国在20世纪70年代初, 也曾在湖南711铀矿作了处理量为700 t贫铀矿石的细菌堆 浸扩大试验,而在柏坊铜矿则将堆积在地表的含铀0·02% ~0·03%的2万多吨尾砂历经8年用细菌浸出铀浓缩物2 t 多。进入20世纪90年代后,新疆某矿山利用细菌地浸浸 出铀取得了良好的经济效益。此外,北京化工冶金研究院 在细菌浸矿方面做过许多研究工作,他们曾在相山铀矿进 行过细菌堆浸半工业试验研究,而赣州铀矿原地爆破浸出 试验及在草桃背矿石堆浸试验中也都应用了细菌技术。 2·2·4 微生物冶金技术在其它金属矿中的应用[21~24] 据报道,锑、镉、钴、钼、镍和锌等硫化物的生物浸 出试验比较成功。由此可知,氧化铁硫杆菌和喜温性微生 物可从纯硫化物或复杂的多金属硫化物中将上述重金属有 效地溶解出来。金属提取速度取决于其溶度积,因而溶度 积最高的金属硫化物具有最高的浸出速度。这些金属硫化 物可用细菌直接或间接浸出。除上述金属硫化物外,铅和 锰的硫化物、二价铜的硒化物、稀土元素以及镓和锗也可 以用微生物浸出。硅酸铝的生物降解曾被广泛研究,特别 是采用在生长过程中能释放出有机酸的异养微生物的生物 降解,这些酸对岩石和矿物有侵蚀作用。另外,它还应用 在贵金属和稀有金属的生物吸附锰、大洋多金属结核、难 选铜-锌混合矿、大型铜-镍硫化矿、含金硫化矿石、稀 有金属钼和钪的细菌浸取等众多方面。 3 结语 随着社会的发展,人类对自然资源的需求量与日俱增, 而自然矿产资源的枯竭,环境污染日益严重影响着人类的 生存与发展。为了解决这一问题,微生物冶金技术在矿产 资源中的应用愈来愈受到人们的重视。微生物冶金技术具 有工艺简单、投资少、环境污染少等许多优点,正发挥着 巨大的作用,显示出巨大的潜力和广阔的前景,将对人类 产生深远的影响。 参考文献: [1] 杨显万,沈庆峰,郭玉霞·微生物湿法冶金[M]·北京: 冶金工业出版社, 2003-09· [2] EhrlichH L·Manganese oxide reduction as a form of anaerobicrespiration [J]·Geomicrobiology Journal, 1987, 5 (4): 423~431· [3] A·R·Colmer, M·E·Hinkel·Theroleofmicroorganismin acid mine drainage·A preliminary report·Science, 1947, 106: 253~256· [4] 邱木清,张卫民·微生物技术在矿产资源利用与环保中的应 用[J]·《矿产保护与利用》, 2003 (6)· [5] J·Needham, L·Gwei—Djen·Science and civilization in China [J]·Chenistry and Chemical Technology, 1974 (5): 25, 250· [6] 徐家振,金哲男·重金属冶金中的微生物技术[J]·《有色 矿冶》, 2001 (2): 31~34· [7] 钟宏·生物药剂在矿物加工和冶金中的应用[J]·《矿产 保护与利用》, 2002 (3): 28~32· [8] 肖松文·《黄金》[J]·1995, 16 (4): 31· [9] Dutrizac, J·E·eta1·Miner·Sci·Ere·[J]·1974 (6) 2: 50· [10] Souraitro Nagpal eta1·Biohydrometallurgical Technologies, VolumeI [z]·ed·by Torma, A·E·eta1·A Pub~eafion of TMS, 1993·49· [11] J·盖维尔·生物预处理在菱镁矿尾渣浮选回收上的应用 [J]·《国外金属矿选矿》, 1999 (3)· [12] G·Rossi·Biohydrometallurgy [J], 1990: 1~7· [13] 刘大星,蒋开喜,王成彦·铜湿法冶金技术的国内外现状 及发展趋势[J]·《湿法冶金》, 1997 (6)· [14] 孙业志,吴爱祥,黎建华·微生物在铜矿溶浸开采中的应 用[J]·《金属矿山》, 2001·

负责和参加了国家自然科学基金项目、国家科委攻关项目等10多项课题的研究工作，在环境氡与环境地球物理研究方面具有开拓性，首次建立了开发现有物化探资料进行环境氡浓度水平预测的理论与方法。作为项目负责人或参与者，进行了《氡及其子体测量与异常解释方法研究》、《寻找可浸砂岩铀矿物化勘查技术发展现状与评估》、《自然条件下大地——大气氡交换理论模型研究》、《地面氡法异常反演理论与方法》等共20余项国家级项目的科研攻关，其中《尤尔多斯盆地大地电磁测深研究》获国家优秀成果奖，《326离子喷涂式大气微氡测量仪及方法研究》2003年获得新技术应用专利。 （1）土壤天然热释光等物化探方法在可地浸砂岩型铀矿找矿中应用与研究核工业总公司项目2001-2002项目负责（2）复杂地形条件下航空γ能谱资料解释方法研究国士资源部2001-2002项目负责（3）地气等新方法在铀矿找矿中应用研究核工业地质局项目2000-2001项目负责（4）深穿透物化探方法在砂岩型铀矿找矿中的应用研究国防科工委项目2000-2001项目负责（5）铀资源的井下快速勘查与测井评价技术，科技部863项目（2007AA06Z111）2002-2005，项目负责（6）氡及其子体测量方法及异常解释研究核工业总公司项目2003-2005项目负责（7）寻找可地浸砂岩铀矿物化探勘查技术发展现状与评估核工业总公司项目2002-2005项目负责（8）矿产勘查新方法新技术研究（核方法研究）中国地质调查局2005-2006项目负责（9）空气中氡的运移能力研究与数值模拟国家自然科学基金（10575022）2006.1～2008，项目负责（10）砂岩型铀矿地球物理场特征国防基础科研（A4320060145）2006.1～2008，项目负责（11）铀矿资源勘查三维电阻率采集系统与成像新技术，科技部国际合作项目，2008-2010，项目负责（12）铀资源的井下快速勘查与测井评价技术，国家863计划项目，2008～2012年，项目负责（13）铀矿冶设施退役治理环境效果评价方法研究 国家自然科学基金 2012-2015刘庆成主持 先后在《世界核地质科学》、《地球物理学报》、《地学前沿》、《辐射防护通讯》等国际、国内近20家专业杂志上发表高水平学术论文70余篇。1、刘庆成,吴信民,刘玉娟,杨亚新,张叶. 北京市城区的氡地质潜势规律研究，核技术，32⑴，2009:55-60.2、刘庆成,夏菲,花明,徐乐昌,吴冬. 铀矿冶设施退役治理工程现状与后评估思路探讨，辐射防护通讯，28⑴，2008:20-22.3、Lixia Zou,Qin Zhong,Qingcheng Liu. Preparation and Characterization of Microporous Nano-Tungsten Trioxide and Its Photocatalytic Activity after Doping Rare Earth,Journal of Rare Earths,24⑴，2006:60-66.4、吴和喜,刘庆成,杨波,刘玉娟. SNIP法在天然放射性核素γ能谱分析中的应用.核技术，33⑺，2010:513-516.5、袁新宇,刘庆成,吴和喜,刘良军,刘义保. 区域壤氡析出率快速预测方法，中国辐射卫生，19⑴，2010:124-126.6、杜艳军,刘庆成,覃国秀. 某铀矿山环境空气中氡污染现状调查，世界核地质科学，26⑴，2009:59-62.7、吴信民,刘庆成,杨亚新，郑勇明，张宝松. 广东下庄铀矿田土壤天然放射性测定及环境影响评价，核技术，28⑿，2005:918-921.8、钟念兵，刘庆成等.三维电阻率法的电极通信设计，铀矿地质，27⑴，2011：56-609、A study on the method of terrain correction for airborne gamma-ray spectrometry under complex conditionsLiu, QC（2）2004CHINESE JOURNAL OF GEOPHYSICS-CHINESE EDITIONISI:00022059000002410、Soil thermoluminescence at Xi-wang Deposit, Xiazhuang uranium ore field, ChinaLiu, QC（4）2004JOURNAL OF RADIOANALYTICAL AND NUCLEAR CHEMISTRYISI:00022559890001911、A new radon monitor with a positively charged aluminum diskLiu, QC（2）2005JOURNAL OF RADIOANALYTICAL AND NUCLEAR CHEMISTRYISI:00023501490001712、Preparation and characterization of microporous nano-tungsten trioxide and its photocatalytic activity after doping rare earthLiu, QC（3）JOURNAL OF RARE EARTHS2006ISI:00023643410001213、广东下庄铀矿田土壤天然放射性测定及环境影响评价刘庆成(2)2005核技术ISI:0603964282814、326型离子喷涂式大气氡测量仪刘庆成(2)2005核电子学与探测技术ISI:0512900829915、TiO_2纳米线阵列膜的制备及其光催化降解气相甲醛动力学刘庆成（3）2006化工学报ISI:0619986820816、我国航空γ能谱测量概述刘庆成(3)2007铀矿冶（核心）17、航空γ能谱测量三维地形改正方法初探刘庆成(2）2007铀矿冶（核心）18、钻进过程的Ra-Rn平衡位移效应刘庆成(2)2006成都理工大学学报(自然科学版)（核心）19、微孔纳米三氧化钨的制备、表征及掺稀土后光催化活性研究刘庆成(3)2005中国稀土学报（核心）20、水热-微波干燥合成高结晶纳米棒WO_3及其光催化活性刘庆成(3)2005化工进展（核心）21、综合物探方法寻找深部隐伏铀矿床的研究刘庆成（2）2004矿物学报（核心）22、氡及其子体测量方法在滑坡勘查中的应用研究刘庆成（3）2008地质与勘探（核心）23、热处理对钨酸产物结构及光催化活性的影响刘庆成（3）2005材料热处理学报（核心） 参与国防科工委“十五”计划教材《核科学概论》的主编和国家《地球科学大辞典》的编修，与人合作编著出版了《核资源与环境研究成就与展望》、《探测地球的奥秘——地球物理学》、《空间r场的弹性变化及应用》等专业书籍。⑴、刘庆成、贾宝山、万骏编著，核科学概论（国防科工委规划教材），哈尔滨工业大学出版社，2005年⑵、卢存恒、刘庆成、韩长青著，空间γ场的弹性变化及应用，原子能出版社，2006年 ⑴、刘庆成、邓居智、方根显、龚育龄、杨亚新、汤洪志，物化探方法在东胜地区砂岩型铀矿成矿环境中的应用研究，江西省科技进步三等奖，江西省人民政府，2008.3，排名第一。⑵杨亚新、李树敏、刘庆成、吴信民、夏中雷，326测氡仪器与测氡方法研究，江西省科技进步二等奖，江西省人民政府，2008.3，排名第三。⑶刘庆成，地浸砂岩铀矿物化探找矿方法应用研究，地质局铀矿地质成果二等奖，核工业地质局，2007.5⑷杨亚新、刘庆成、吴信民、邓居智，核技术方法在下庄地区铀矿找矿中应用 获江西省高等学校科技成果三等奖，江西省教育厅，2006.2⑸刘庆成、邓居智、张志勇、杨亚新、刘艳阳，氡及其子体测量与异常解释方法研究，江西省高等学校科技成果二等奖，江西省教育厅，2007.8（6）“核技术勘查”获省优质课程称号，2006，江西省教育厅（7）“氡及子体测量与异常解释方法研究”获优秀国防科技报告奖，2007.8（8）“广东翁源县岩庄地区铀资源潜力评价报告”获优秀铀矿地质报告三等奖，2003.6

论文的参考文献格式怎么写