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1、課程結(jié)業(yè)論文題目生物技術(shù)在礦物加工中的應(yīng)用姓名馬丁所在學(xué)院材料學(xué)院專業(yè)班級礦物加工11-1班學(xué)號2011302937指導(dǎo)教師二〇一三年四月六日1學(xué)年論文指導(dǎo)教師評閱意見學(xué)生姓名專業(yè)班級學(xué)號（論文）題目指導(dǎo)教師教師職稱學(xué)年論文評語評定成績：指導(dǎo)教師簽名：年月日1摘要：概述了當(dāng)今社會礦產(chǎn)品所面臨的困境，礦物加工所面臨的新的任務(wù)，礦物加工技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，礦物加工和生物技術(shù)結(jié)合的新的選礦方法。其中包括生物藥劑應(yīng)用、生物聚合物在礦物選別的作用、微生物技術(shù)等生物技術(shù)中新的技術(shù)手段。關(guān)鍵詞：生物絮凝、浮選試驗、微生物浸出、微生物浮選、廢水處理隨著社會經(jīng)濟
2、的不斷發(fā)展，對礦產(chǎn)品的需求逐年增大，但由于礦產(chǎn)資源的逐年消耗，礦產(chǎn)資源分布已呈現(xiàn)出貧、細、雜的局面。傳統(tǒng)選礦方法已很難對這些礦物進行分選，已不能滿足社會經(jīng)濟發(fā)展的需求。因此，人們開始關(guān)注新的、更有效的選礦方法的研究和應(yīng)用。與此同時，隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代生物技術(shù)的應(yīng)用涉及非常廣泛的領(lǐng)域，礦物生物技術(shù)作為一門交叉學(xué)科，通過綜合應(yīng)用生物、化學(xué)和工程科學(xué)原理來改善微生物在礦物加工和金屬提取中的作用。礦物生物技術(shù)可以很有效的解決傳統(tǒng)礦物加工技術(shù)中所不能解決的難題，而且因其簡單、易操作、成本低、能耗低的特點，礦物生物技術(shù)越來越得到更廣泛的發(fā)展和
3、應(yīng)用。一、微生物浮選微生物的存在會改變礦物表面性質(zhì)，從而影響其可浮性。在浮選試驗中為了驗證生物處理對礦物疏水性的影響，將1g方解石和石英樣品懸浮到200ml含10ˉЗmol/lKNO3溶液中，然后用HNO3和NaOH將pH調(diào)到所要求的值。攪拌時間固定為5min。用哈里蒙德浮選管在氮氣流量為40ml/min時進行浮選試驗。實驗結(jié)果表明在pH為2的酸性環(huán)境中，T.f菌的存在對黃鐵礦、閃鋅礦的可浮性影響較大，但對方鉛礦的可浮性影響較小。通過在適應(yīng)環(huán)境下的細菌預(yù)處理，有望實現(xiàn)從鉛鋅混合礦中選鉛和鋅。在選煤過程中，T.f菌的存在會抑制黃鐵礦的可浮性，
4、而對煤的可浮性影響不大。故可應(yīng)用微生物技術(shù)抑制黃鐵礦，脫除煤中的硫。細菌的存在還有助于脫除灰分，從而達到潔凈煤的生產(chǎn)。研究表明，在細菌的存在條件下，黃鐵礦的天然可浮性由85%降到10%以下。另外，在非硫化礦選礦中，微生物作為浮選劑的研究表明存在于鐵礦物、鋁土礦的菌Bacilluspolymyxa會明顯改變赤鐵礦、剛玉、方解石、石英的表面性質(zhì)，細菌的作用會使石英的表面更加疏水。從而使赤鐵礦、方解石、氧化鋁的親水性加強；經(jīng)過細菌的作用，石英的可浮性明顯上升，而赤鐵礦、方解石、氧化鋁的可浮性明顯變差。二、生物絮凝生物試劑在礦物加工過程中另一個重要
5、應(yīng)用是生物絮凝。生物絮凝劑包括：直接利用微生物細胞的絮凝劑，從微生物提取的絮凝劑和微生物代謝產(chǎn)生的絮凝劑。研究表明：草分支桿菌疏水性很強，并且顯負電性，草分支桿菌的細胞外分泌物包含重要的脂肪酸和氨基酸，因此用它做生物絮凝劑有很好的選擇性。草分支桿菌可作為煤等礦物的選擇性絮凝劑。例如，在pH4-5之間時，用草分支桿菌處理含硫量2.5%、灰分12.1%的粉煤，結(jié)果煤形成絮團，而黃鐵礦和灰分分散在礦漿中，從而選得精煤。精煤灰分和全硫分別降至5.8%、1.2%，煤回收率86%以上。用酵母菌及其衍生物做絮凝劑處理細粒赤鐵礦、方解石、高嶺土的絮凝效率也
6、達到80%-90%。用多黏菌蟲屬細菌分泌出的多糖物質(zhì)、蛋白質(zhì)、酵素處理，可使石英表面更加疏水而使赤鐵礦、剛玉、方解石表面更加親水，從而使石英粒子選擇性分散，而其他聚集粒子選擇性絮凝沉降。在pH為7、細菌濃度為6×10?cell/ml時，作用4min后，方解石的分離效率大約是98.2%。三、微生物浸出生物參與地殼中化學(xué)元素的循環(huán)，自然界中，這種生物參與的無機物的化學(xué)反應(yīng)無時不刻不在發(fā)生著，礦物生物技術(shù)就是對這些化學(xué)反應(yīng)按人們的需要加以利用。礦物生物技術(shù)所涉及的微生物種類繁多，參與無機反應(yīng)的反應(yīng)機理也各不相同，其中與礦物技術(shù)密切相關(guān)的主要是下述
7、幾個過程：（1）、氧化硫化礦物、元素硫和亞鐵的過程；（2）、異養(yǎng)微生物產(chǎn)生破壞礦物、氧化或還原不同價態(tài)的有機物、過氧化物等的過程；（3）、化學(xué)微生物的積累和沉淀過程；前兩個過程，我們一般用他們來從礦石或廢棄物中溶解出金屬，稱之為生物浸出或生物水冶。其中第一個過程主要用作硫化礦浸出，第二個過程主要用作非硫化礦的浸出。第三個過程一般用作從廢水中去除或回收有毒或有價金屬，稱之為生物積累或生物吸附。3.1、硫化礦浸出在這個過程中微生物作為催化劑轉(zhuǎn)化不溶性無機物為可溶性形式，從而獲得生長代謝所必須的能量。硫化礦物的微生物浸出是通過以下兩個主要途徑進行
8、的：（1）、直接通過微生物的酶解氧化即微生物的直接氧化作用；（2）、微生物代謝產(chǎn)生的化學(xué)氧化劑的間接溶解作用。硫化礦的氧化導(dǎo)致金屬變?yōu)榭扇苄喳}而浸出，從而與其他不溶性物分離。進入
