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黄金科学技术 ›› 2017, Vol. 25 ›› Issue (4): 106-112.doi: 10.11872/j.issn.1005-2518.2017.04.106

• 冶炼技术与装备研发 • 上一篇    下一篇

含砷难处理金精矿生物预氧化过程中砷价态的变化及其对细菌的影响

张玉秀1，郭德庚1，李媛媛  2，张广积  2，3*   

  1. 1.中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，北京   100083；
    2.中国科学院过程工程研究所，中国科学院绿色过程与工程重点实验室，北京   100190；
    3.中国科学院大学化学与化工学院，北京   100149
  • 收稿日期:2017-05-08 修回日期:2017-07-11 出版日期:2017-08-30 发布日期:2017-10-30
  • 通讯作者: 张广积（1973-），男，江苏常熟人，研究员，从事生物冶金研究工作。gjzhang@ipe.ac.cn
  • 作者简介:张玉秀（1962-），女，陕西合阳人，教授，从事环境微生物研究工作。zhangyuxiu@cumtb.edu.cn
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目“臭氧微气泡氧化三价砷形成臭葱石沉淀除砷方法的研究”（编号：21576271）、“新型生物冶金测试反应器及气液固三相流测量仪器研制”（编号：21427814）、国家“973”课题“共伴生难处理两性金属资源高效清洁转化综合利用基础研究”（编号：2013CB632601）和中央高校基本科研费基金资助项目“废水处理中微生物种群结构研究”（编号：2010YH05）联合资助

Variation of Arsenic Valence and Its Effect on Bacteria During Biooxidation of Refractory Gold Concentrate Containing Arsenic

ZHANG Yuxiu 1，GUO Degeng 1，LI Yuanyuan 2，ZHANG Guangji 2，3   

  1. 1.China University of Mining and Technology ( Beijing)，Beijing    100083，China；
    2.Key Laboratory of Green Process and Engineering，Institute of Process Engineering，Chinese Academy of Sciences， Beijing    100190，China；
    3.School of Chemistry and Chemical Engineering，University of Chinese Academy of Sciences，Beijing    100149，China
  • Received:2017-05-08 Revised:2017-07-11 Online:2017-08-30 Published:2017-10-30

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1054

摘要：

作为一种环境友好的冶金技术，难处理金矿的生物预氧化工艺已经在世界各地得到了推广应用，但是生物预氧化过程中释放出的三价砷会对细菌造成伤害，导致细菌的生长受到抑制。本文采用嗜酸氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans，At.f）在不同条件下进行含砷难处理金精矿生物预氧化实验，研究生物预氧化过程中砷的价态变化及其对细菌生长情况的影响。实验结果表明：在生物预氧化过程中，微生物氧化作用产生的高氧化还原电位（大于480 mV）可以使矿物溶解释放出的三价砷较快地氧化为五价砷，使其毒性减弱。在实验中发现，较低的初始矿浆浓度和较高的细菌接种量有利于产生较高氧化还原电位，使生物预氧化操作顺利启动。

关键词: 生物预氧化, 难处理精矿, 砷, 嗜酸氧化亚铁硫杆菌

Abstract:

As an environmentally friendly technology，the biooxidation pretreatment of refractory gold ore has been applied widely all around the world.However，in the process of preliminary biooxidation，the growth of the bacteria can be inhibited by the  toxicity of the released As（III）.In this study，biooxidation experiment of arsenic containing gold concentrate was carried out with Acidi-thiobacillus ferrooxidans under different conditions.The variation of arsenic valence in the solution was monitored and its effect on bacterial growth was investigated.The experimental results showed that the released trivalent arsenic As（III） could be quickly oxidized to pentavalent arsenic As（V） at higher redox potential（Eh > 480 mV），which was less toxic.In the experiments，it was found that lower initial pulp density and high inoculation amount were good for attaining high redox potential in a short time，and therefore were helpful to start the biooxidation process.

Key words:  biooxidation, refractory gold concentrate, arsenic, Acidithiobacillus ferrooxidans

中图分类号: 

  • TF831
［1］ Yang Hongying，Gong Enpu，Zi Jianwei，et al.Experimental investigation on gold recovery from high-As concentration through bio-oxidation/cyanidation with thermophilic bacteria［J］.Journal of Northeastern University（Natural Science），2006，27（4）：426-429.［杨洪英，巩恩普，訾建威，等.嗜热菌对高砷金精矿氧化—氰化提金试验研究［J］.东北大学学报（自然科学版），2006，27（4）：426-429.］
［2］ Li Peizheng，Wu Yan.Gold Production and Processing Tec- hnology［M］.Changsha：Central South University of Technology Press，1995：3-5.［李培铮，吴延.黄金生产加工技术大全 ［M］.长沙：中南工业大学出版社，1995：3-5.］
［3］ Min Xiaobo.Study on Basic Theory and Technology of Bacterial Leaching of Refractory Gold［D］.Changsha：Central South University，2000：33-45.［闵小波.含砷难处理金矿细菌浸出基础理论及工艺研究［D］.长沙：中南大学，2000：33-45.］
［4］ Hu Chunrong，Yang Feng.Current status and developing tendency of gold extraction ［J］.Gold，2006，27（7）：4-6.［胡春融，杨凤.黄金选冶技术现状及发展趋势［J］.黄金，2006，27（7）：4-6.］
［5］ Chen Guixia.Current status and development prospect of refractory gold ore pretreatment technology in China［J］. Xinjiang Nonferrous Metals，2008，31 （S2）：96-98.［陈桂霞.我国黄金难选冶矿石预氧化技术研究现状及发展前景 ［J］.新疆有色金属，2008，31（增2）：96-98.］
［6］ Wu Tao，Zhang Guangji，Li Xiangyang，et al.Effect of reactor structure on the rate of biooxidation of arsenic-bearing refractory gold ore［J］.Gold Science and Technology，2015，23（2）：88-92.［吴涛，张广积，李向阳，等.反应器结构对生物氧化含砷难处理金矿效率的影响 ［J］.黄金科学技术，2015，23（2）：88-92.］
［7］  Liu Hanzhao.The cause of difficulty in leaching and preoxidation methods of refractory gold ore［J］.Gold，1997，18（9）：44-48.［刘汉钊. 难处理金矿石难浸的原因及预处理方法［J］.黄金，1997，18（9）：44-48.］
［8］ Liu Zheng，Yang Shaobin，Song Xiaomei，et al.Development of bio-oxidation pretreatment of refractory gold ores［J］.Hyd- rometallurgy of China，2010，29（1）：9-11.［刘政，杨绍斌 ，宋小美，等.生物氧化难浸金矿的研究现状［J］.湿法冶金，2010，29（1）：9-11.］
［9］ Sharma P K，Das A.Surface characterization of Acidathioba-
cillus ferrooxidans cells grown under different conditions  ［J］.Hydrometallurgy，2003，71（4）：285-292.
［10］ Yang H Y，Gong E P.Chemical behavior of different arsenicbearing sulphides bio-oxidized by thermophilic bacteria［J］.Transaction of Nonferrous Metals Society of China，2005，15（3）：648-652.
［11］ Lu Yiyuan，Bin Wanda.Precious Metals Metallurgy［M］.Changsha：Central South University of Technology Press，2004：74-85.［卢宜源，宾万达.贵金属冶金学 ［M］.长沙：中南工业大学出版社，2004：74-85.］
［12］ Wang Shuai，Li Chao，Li Hongxu.Research progress of pretreatment technologies of refractory gold ores［J］.Gold Science and Technology，2014，22（4）：129-134. ［王帅，李超，李宏煦.难浸金矿预处理技术及其研究进展［J］.黄金科学技术，2014，22（4）：129-134.］
［13］ Rohwerder T，Gehrke T，Kinzler K，et al.Bioleaching re- view：Part A［J］.Applied Microbiology and Biotecbnology，2003，63（3）：239-248.］
［14］ Yuan Qiuhong，Wang Yuehu，Zhang Guangji，et al.Biological leaching mechanism of different strains of orpiment［J］.Chinese Journal of Nonferrous Metals，2010，20（6）：1234- 1240.［袁秋红，王跃虎，张广积，等.不同菌种对雌黄的生物浸出机理［J］.中国有色金属学报，2010，20（6）：1234-1240.］
［15］   Smith R W，Misra M.Recent developments in the bioprocessing of minerals［J］.Mineral Processing and Extract Metallurgy Review，1993，12 （1）：37-60.
［16］ Roy P，Saha A.Metabolism and toxicity of arsenic：A human carcinogen［J］.Current Science，2002，82（1）：39-45.
［17］ Mandal B K, Suzuki K T.Arsenic round the world：A review［J］.Talanta，2002（58）：201-235.
［18］ Zhang Guangji，Fang Zhaoheng.The evolution and current situation of biooxidation of sulfide minerals ［J］.Gold Science and Technology，2000，8（6）：29-34.［张广积，方兆珩.生物氧化浸矿的发展和现状［J］.黄金科学技术，2000，8（6）：29-34.］
［19］ Luo Zhixiong，Zhang Guangji，Fang Zhaoheng.Bioleaching arsenic-containing gold concentrates with MLY and At.f［J］.The Chinese Journal of Nonferrous Metals，2007，17（8）：1342-1347.［罗志雄，张广积，方兆珩.采用中温菌和常温菌浸出含砷金精矿［J］.中国有色金属学报，2007，17（8）：1342-1347.］
［20］ Jain C K，Ali I.Arsenic：Occurrence，toxicity and speciation techniques［J］.Water Research，2000，34（17）：4304-4312.
［21］ Xiong Shan.Arsenic Precipitation in Arsenic-containing Wastewater Based on Scorodite Formation［D］.Changsha：Central South University，2012：35-50.［熊珊.含砷废液臭葱石沉砷研究 ［D］.长沙：中南大学，2012：35-50.］
［22］ Yang Jie，Gu Haihong.Riview of arsenic-contaminated wastewater treatment ［J］.Industrial water treatment，2003， 23（6）：14-17.［杨洁，顾海红.含砷废水处理技术研究进展 ［J］.工业水处理，2003，23（6）：14-17.］
［23］ Wang S，Mulligan C N.Occurrence of arsenic contamination in Canada：Sources，behavior and distribution［J］.Science of the Total Environment，2006，336（2/3）：701-721.
［24］ Liu Xiaojuan，Zhang Guangji，Zhang Jun，et al.A study of As（III） oxidation with ozone in acidic solution ［J］.Computers and Applied Chemistry，2016，33（5）：511-515.［刘小娟，张广积，张军，等.酸性溶液中臭氧氧化As（III）的研究 ［J］.计算机与应用化学，2016，33（5）：511-515.］
 
[1] 陈国民, 杨洪英, 陈彦臻, 张广积. 金矿预氧化处理过程中砷的转化[J]. 黄金科学技术, 2023, 31(5): 865-872.
[2] 宁钧陶, 黄宝亮, 董国军, 周岳强, 高卓龙, 康博. 湘东北热液型钴矿床中含钴矿物特征及其对成矿的指示意义[J]. 黄金科学技术, 2023, 31(4): 531-545.
[3] 王智琳,张凯,许德如,邹少浩,王宇非. 东昆仑驼路沟矿床中钴成矿过程的矿物学示踪[J]. 黄金科学技术, 2023, 31(2): 175-189.
[4] 杨波,王晓,解永刚,谢贤. 青海某难浸金矿的工艺矿物学研究[J]. 黄金科学技术, 2021, 29(3): 467-475.
[5] 王智琳,伍杨,许德如,邹少浩,董国军,彭尔柯,宁钧陶,康博. 湘东北长沙—平江断裂带关键金属钴的赋存状态与成矿规律[J]. 黄金科学技术, 2020, 28(6): 779-785.
[6] 沈蔡龙,张广积,杨超. 微生物法治理含砷酸性矿山废水的研究进展[J]. 黄金科学技术, 2020, 28(6): 786-791.
[7] 谢雄辉. 陇南紫金难处理金精矿工艺矿物学研究[J]. 黄金科学技术, 2019, 27(6): 950-956.
[8] 宋言, 杨洪英, 佟琳琳, 马鹏程, 金哲男. 甘肃某复杂难处理金矿细菌氧化—氰化实验研究[J]. 黄金科学技术, 2018, 26(2): 241-247.
[9] 刘子龙, 杨洪英, 张金刚, 宋言. 含砷金精矿砷富集试验研究[J]. 黄金科学技术, 2018, 26(2): 254-260.
[10] 陈亚静，杨洪英*，佟琳琳，金哲男. 含砷矿石细菌氧化液除砷实验及砷钙渣稳定性研究[J]. 黄金科学技术, 2018, 26(1): 124-129.
[11] 王永良，吕翠翠，肖力，丁剑，付国燕，叶树峰. 氰化尾渣中抑砷富集硫铁的研究[J]. 黄金科学技术, 2016, 24(4): 144-148.
[12] 季常青. 水相中砷的形态分析及相关修复技术研究[J]. 黄金科学技术, 2016, 24(3): 111-115.
[13] 马英强，黄发兰，印万忠，洪正秀. 铜陵天马山含砷硫金精矿酸性氧化预处理试验研究[J]. 黄金科学技术, 2015, 23(3): 83-88.
[14] 王瑞永. C923萃取铜电解液中砷和铋的试验研究[J]. 黄金科学技术, 2015, 23(1): 90-94.
[15] 杨玮，刘瑞强，任允超. 氯离子对含砷金精矿细菌氧化过程的影响研究[J]. 黄金科学技术, 2014, 22(4): 93-98.
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