铅锌矿尾矿工艺研究综述

外文翻译题目铅锌矿尾矿工艺研究综述第1页铅锌矿尾矿工艺研究综述摘要：本文评价了有用金属在铅锌尾矿中的潜在价值。主要描述了这个工艺技术的研究进展、浸出微生物的培育方法、四种工艺流程和应用以及工艺技术的发展。得出结论：用生物浸出法回收铅锌尾矿中的有用金属是具有巨大的潜力的。关键词:铅锌尾矿工艺应变繁殖方法工艺过程研究进展1.介绍铅锌工艺的发展虽然带来了巨大的经济效益,但也会导致严重的环境问题。铅锌资源工艺的发展产生了大量的铅锌尾矿。废弃的尾矿堆可能将有毒金属集中到了风化产品中。将这种集中的重金属从尾矿中分离很困难，这也就导致了重金属污染的管理非常的困难。铅锌尾矿中含有高浓度的重金属，比如铅、锌、铜、钙，因此，土壤不利于植物增长，导致土地荒废。大量的尾矿已经限制了矿山的可持续发展，而且已经成为危及矿山周边环境的重要因素。许多尾矿中包含大量有用元素，比如铅、银锌、铁、金。如果这些有用元素被回收，它们总的价值相当的大，而且环境和生态效益也能取得巨大的成果。特别是那些资源将枯竭的矿山，发展和利用尾矿是走出困境的一条重要通道。作为锌的主要来源，天然硫化矿资源正在消耗，从铅锌尾矿中回收锌是一个公认的新选择。近年来，从国内外矿物加工工艺来看，微生物浸出技术得到越来越多的关注。这种技术得到了广泛的应用。这个过程是相对简单，容易管理，而且废弃物的排放顺应了环境的要求。它可以处理低品位矿石和在传统工艺过程中只能被遗弃的尾矿。因此，利用微生物处理铅锌尾矿不仅可以解决尾矿的环境问题，还可以实现开发和利用第二资源。2.铅锌尾矿中金属的回收潜力目前,我国大约有11亿吨的尾矿，但是利用率仅为6%，大多数的尾矿含有多种有色金属、黑色金属、稀有金属、稀土矿物和非金属矿产和其他成分,因此资源再利用的潜力是巨大的。由于有限的生产力发展和采矿、选矿技术,许多有用的资源没有得到充分利用，一些低品位的原矿也被当成尾矿处理了。有些矿山在选了主要的金属后把黄铁矿当成尾矿集中处理了。比如，广东的厚婆坳铅锌矿业把硫磺作为尾矿，这种硫磺矿包含了0.145%的锡，0.71%的铅，1.4%的锌，银>200g/t。据调查，在中国东部地区的铅锌矿资源中，许多矿山尾矿中含有大量的很多有用的元素，比如，黑龙江的西林铅锌矿业的尾矿中包含0.27%的铅，储量9720吨；包含0.41%的锌,储备是14760吨,包含17.98%的铁,储备是647280吨;包含18g/t银；储备是64.8吨。Bajiazi铅锌尾矿库中包含0.312%铅、储量是13253.76吨,包含0.91%的锌,储量是515.19吨,包含43.1g/t银,储量是183吨。湖南宝山矿业铅银尾矿中包含0.49%的铅;0.47%的锌；0.32克/吨金；23.31克/吨银[3]。云南澜沧江铅工业有限公司的尾矿中有一个相对含量较高的的铅、锌、银、硫、含量分别是94000t、67000t、180t、2100t。在当前日益紧张的资源情况下,有效的回收这些资源是值得关注。鉴于我们有限的铅锌资源而铅和锌的需求迅速增加,我们现有的铅锌资源不能保证可持续的发展和利用。如果这些有用的金属可以从尾矿中回收,它不仅会延长矿产资源开采的时间限度，而且能够促进我们国家采矿业的发展，提高保护矿物资源的水平。3.工艺技术的研究进展FalmouthAssociates的调查研究表明每年，世界上价值超过20亿美元的金属由微生物技术提取出来。据报道,在未来的20年,世界上主要的产铜的国家——智利和美国,对于他们的矿业的最重要的改革将是使用湿法冶金的过程取代传统的有色金属行业的熔炼过程,微生物技术将在湿法冶金的技术过程扮演日益重要的角色。A.浸出微生物的应变育种方法目前,该菌株育种经常使用自然选择和诱变育种的方法。随着微生物学和生物遗传学的发展,产生了更多的定向育种方法如转换,转导、接合、原生质体融合、代谢调控和基因工程。然而,这些方法并没有成功的用于生产,驯养繁殖和诱变育种仍是最广泛使用和最经济的育种方式。1)驯养繁殖微生物的生长是由于微生物的与外部环境相互作用，在这个过程中,微生物的基因逐渐适应环境的变化,因此,基因突变的发生和微生物培养使它们成为新的优势物种。根据用途,驯化可以分为活动和阻力驯化，微生物的培养不断利用矿物或增加有毒离子。目前,大部分的细菌堆浸地区使用驯化压力，例如，张维铭[7]和其他被报道的，细菌浸出后的永平铜被驯养4次，亚铁离子的转化率的在解决方案中是显著增加的，铁的沉降速度是显著降低的。2)诱变育种诱变育种是利用物理或化学因素(如紫外线，诱变剂、微波)培育微生物群,促进改变单个细胞的遗传物质(主要是DNA)一小部分分子结构,这样内部基因发生错误的碱基配对,导致微生物遗传性状发生突变。目前,诱变育种已经多次报道过并获得一些好的结果。例如徐校军等，被报道,被紫外线辐射的诱变ferroxidans硫杆菌,使黄铜矿的浸出率增加到46%甚至超过原来的细菌,同时浸出时间减少了5-10天。雄莹等。被报道,At.f是首先被驯化，然后被诱变，氧化活性从0.07g/(lh)增加至3.18g/(lh),氧化活性增加40倍。3)基因工程育种基因工程育种利用基因工程方法将生产菌株转变，为了获得高产工程菌菌株,或通过微生物菌株之间转基因获得新的菌株。Rawling和Woods使用基因工程技术建立耐砷硫杆菌ferrooxidans并获得了砷抗性菌株。这些品系的菌株用于含有砷的生物氧化金精矿，提高金浸出率。B.工艺过程有四种工艺过程:堆浸、就地浸出、槽浸出、搅拌浸出。在实验室，四种方法的结果要更好些,但在工业过程使用结果通常是不理想的。1)堆浸微生物堆浸通常是用大块矿石(经过一段破碎或不破碎)在不透水斜坡上,形成一个桩,然后设置一个喷雾，喷洒在矿堆的表面,喷涂微生物，浸出剂要连续或间断的在矿石堆表面进行喷洒，构建一个集液池在低洼的一面收集渗滤液。此外，微生物浸出剂也可以在废矿堆煤矿附近直接使用或者是在尾矿堆上直接使用使剩余金属浸出到浸出液中。这个过程的规模大,浸出时间长，但这个过程成本低。目前，大约有十几个大型湿法浸出铜的工厂使用这个方法，他们大多集中在美国的北部和南部。2)原地浸出这种浸出过程通常是从地面带来金属矿石，然后将微生物浸出剂从地面注入到矿石中，最后，用一个泵抽回溶解了回收金属的渗滤液。在原地浸出过程中，微生物生长通常是在地上并完成浸出的角色。另外添加足够的营养到微生物浸出剂中，这也必须通过它还必须通过特殊的钻井压缩空气进入矿体提供必要的氧气和二氧化碳到微生物中。3)槽浸出槽浸出是把经过处理的矿石放置在浸出池或浸出槽，增加微生物浸出剂到浸出池或浸出槽，丰富金属渗滤液。槽浸出过程通常有两种操作模式。一种是喷洒浸出剂(连续或间歇地)而卸矿的浸出剂不间断，没有多余的溶解物保留在矿石层，另一种是只喷涂浸出剂，卸矿不执行，因此，矿石层只被浸出剂淹没一段时间，然后卸出渗滤液。4)搅拌浸出这种方法通常用于处理高品位矿石或精矿石。磨矿粒度是到-0.074毫米，比之前的90%浸出都要细。将经过处理的矿石放入几个系列搅拌槽中,然后将微生物浸出剂添加到矿石中。搅拌浸出不仅能够处理更高的品位矿石,它还可以处理低品位矿石如尾矿。世界上第一个尾矿处理公司——Chingola公司，就使用了这个方法来处理尾矿工艺技术的应用发展。4.工艺技术应用发展工艺技术在工业中的一个重要就是使用微生物堆浸铜,它的原理是Acidithiobacillusferrooxidans的氧化在硫化铜；另一个重要应用是biooxidation难浸金矿石预处理。A.国内工艺技术的应用发展在我国,这项工艺技术研究开始于19世纪70年代，而它的应用却是在19世纪90年代早期。这个技术主要用于浸出铜、铀、金、银和其他金属,但微生物浸出铜是最广泛使用的。在1979年，德兴铜矿开始运用生物技术使用含有细菌的酸性浸矿液通过堆浸从低品位的铜矿石中回收铜。19世纪90年代之后,一些单位如过程工程研究所、中国科学院、长春黄金研究院和武汉工程大学已经进行了微生物的研究。在2000年12月,烟台黄金冶炼公司首先使用生物预氧化技术处理金精矿、金回收率提高到96%。在2003年7月,辽宁天力黄金产业有限公司的生物氧化提取金的工厂投产建成。B.海外工艺技术的应用发展1958年,KennecottUtah犹他州铜业公司首先使用Acidithiobacillusferrooxidans来浸出铜硫化矿并取得成功,1966年,加拿大在细菌浸出的铀矿中取得成功,目前，微生物几乎可以淋浸出硫化矿石中所有的元素。在19世纪80年代,工艺技术已成为一个热点研究领域,并且取得了很大的进步。1980年,智利的矿物Pudahuel矿业公司建立了第一个商业规模的低品位铜的微生物堆浸厂。在智利北部的QuebradaBlance堆浸厂是铜工艺的工业应用一个很好的例子。智利的LoAgu其中矿业使用微生物浸出铜矿石,处理能力为16000t/d。加拿大的ElliotLake矿业使用含Fe2(SO4)3细菌溶液浸出低品位铀矿石来提取铀并实现好的经济效益。从1986年开始，南非开始使用充气机械搅拌生物反应器来处理难浸金矿石或金精矿。这个过程也被用于从尾矿中回收钴。美国Newmont矿业公司在金萃取过程之前预先返回杂质使用生物氧化堆浸氰化金。5.结语铅锌矿尾矿的产生大多由于有限的生产力发展和挖掘、矿物加工技术,许多有用的资源没有被充分利用。铅锌矿尾矿含有许多有用的金属而且质量巨大,因此铅锌矿尾矿的开发具有巨大的潜力。工艺技术是来全面利用矿产资源的一种有效的方法。该方法可以处理低品位矿石和在传统矿物加工中只能废弃的尾矿,使用工艺技术回收铅锌矿尾矿中的有用金属是可行的。目前,该研究在铅锌矿尾矿微生物浸出中是不常见的,但从铅锌矿的充分利用的潜力来看，微生物浸出技术有许多显著的优势,所以研究铅锌尾矿工艺生产是十分必要的。必须注意的是,尾矿中重金属如铅的溶解会影响微生物的生长、繁殖,甚至生存。因此,混合矿石或除去一些组分将提高浸出率。驯养耐重金属菌株,或者培养单独浸出的铅锌尾矿细菌都能帮助提高浸出率。鸣谢：参考文献：[1]B.Yang,W.S.Shu,Z.H.Ye,C.Y.Lan,M.H.Wong,―GrowthandmetalaccumulationinvetiverandtwoSesbaniaspeciesonlead/zincminetailings‖,J.Chemosphere,pp.1593–1600,2003.[2]A.H.NavidiKashani,F.Rashchi,―Separationofoxidizedzincmineralsfromtailings:Influenceofflotationreagents‖,J.MineralsEngineering,pp.967–972,2008.[3]S.Y.Li,―Thecomprehensivedevelopmentandutilizationoftailings‖,J.NonferrousMetalsIndustry,pp.50–53,1994.[4]Y.S.Zhao,―ConsiderationsonfullyutilizationofthetailingsandwasteresidueinLancangleadmine‖.J.YunnanMetallurgy,vol.36,pp.99–101,2007.[5]J.T.Yu,X.X.Tang,Biotechnology.M.Shanghai:EastChinaUniversityof[6]B.R.Shen,X.L.Wu,X.Q.Du,W.J.Shen,Y.J.Han,F.Fang,―Adaptationandmutagenicbreedingofcopper-resistantAcidithiobacillusferrooxidans‖,J.ProgressinModernBiomedicine,vol.7,pp.507–510,2007.[7]W.M.Zhang,X.Y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