復(fù)雜氧化銅礦石礦物組成復(fù)雜、堿性脈石含量高、結(jié)合率高、含泥量大，是典型的難處理礦石，研究開(kāi)發(fā)高效處理復(fù)雜氧化銅礦資源的技術(shù)對(duì)于擴(kuò)大銅礦資源的利用范圍、緩解我國(guó)銅資源供需矛盾具有重要意義。本文針對(duì)高堿性復(fù)雜氧化銅礦酸浸酸耗大、易發(fā)生化學(xué)堵塞、不適用酸性細(xì)菌強(qiáng)化浸出以及氨浸工藝復(fù)雜、成本高等問(wèn)題，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)取樣、室內(nèi)試驗(yàn)、機(jī)理分析等手段，圍繞復(fù)雜氧化銅礦石堿性浸礦菌種的選育及浸出規(guī)律進(jìn)行了研究，主要研究工作包括:
(1)獲得了一株異養(yǎng)型堿性產(chǎn)氨菌種。從土壤中分離出一株堿性細(xì)菌，研究了細(xì)菌菌落及菌體的形貌特征，通過(guò)16S rRNA測(cè)序確定其種屬信息并將其命名為Providencia sp.JAT-1;揭示了細(xì)菌的生長(zhǎng)代謝機(jī)制，確定了最佳生長(zhǎng)條件為:檸檬酸鈉10 g/L、尿素20 g/L、溫度30℃C、初始pH 8、接種量20%、振蕩速率180 rpm。
(2)開(kāi)展了浸礦菌種的馴化與誘變育種?？疾炝说V漿對(duì)細(xì)菌JAT-1生長(zhǎng)代謝的抑制作用，提高了細(xì)菌對(duì)礦漿的適應(yīng)性，確定了細(xì)菌浸出的適宜礦漿濃度最高為14%;開(kāi)展了紫外誘變與化學(xué)誘變兩階段復(fù)合誘變育種，誘變后細(xì)菌的生長(zhǎng)活性提升42.3%、產(chǎn)氨能力提升19%、浸銅能力提升了約39%。
(3)研究了堿性產(chǎn)氨細(xì)菌浸銅的影響因素并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。分析了浸出溫度、細(xì)菌接種量、初始pH、礦漿濃度、礦石粒徑、攪拌速度等因素對(duì)堿性細(xì)菌浸礦效果的影響，通過(guò)Plackett-Burman試驗(yàn)篩選出細(xì)菌浸銅的關(guān)鍵影響因素，利用Box-Behnken試驗(yàn)考察了各關(guān)鍵影響因素的交互作用對(duì)浸出過(guò)程的影響，對(duì)堿性產(chǎn)氨菌浸銅效果進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了銅離子的高效浸出。
(4)揭示了堿性產(chǎn)氨細(xì)菌浸銅行為機(jī)理。設(shè)計(jì)并開(kāi)展了細(xì)菌三步驟浸礦試驗(yàn)，考察了一步驟浸出、二步驟浸出及代謝產(chǎn)物浸出下礦石的浸出效果，分析了浸出前后礦石物相、表面形貌及顆粒內(nèi)部孔裂隙變化規(guī)律，基于試驗(yàn)結(jié)果分析了細(xì)菌直接吸附行為對(duì)浸出的影響規(guī)律，探明了細(xì)菌代謝產(chǎn)物對(duì)礦石的浸出作用，揭示了細(xì)菌及其代謝產(chǎn)物的浸出作用機(jī)理。
(5)闡明了堿性細(xì)菌浸銅固液作用過(guò)程及動(dòng)力學(xué)機(jī)理。探討了堿性細(xì)菌浸銅反應(yīng)過(guò)程的固液作用及礦石侵蝕機(jī)理，在考慮浸出劑濃度變化的條件下，推導(dǎo)了液膜控制、固膜控制以及化學(xué)反應(yīng)控制的固液反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程，構(gòu)建了異養(yǎng)型細(xì)菌浸礦反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，揭示了產(chǎn)氨細(xì)菌浸出過(guò)程固液反應(yīng)的控制步驟，獲取了浸出反應(yīng)的表觀活化能。
(6)提出了復(fù)雜氧化銅礦堿性細(xì)菌浸出新工藝。針對(duì)氧化銅礦石酸法堆浸工藝存在的問(wèn)題，首次提出了堿性細(xì)菌堆浸新工藝，并優(yōu)化了堆浸實(shí)施方案，解決了原工藝存在的技術(shù)問(wèn)題，提出了細(xì)菌強(qiáng)化浸出技術(shù)措施，形成了復(fù)雜氧化銅礦堿性細(xì)菌浸出工藝原型。
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