硫化銅礦的生物冶金

內(nèi)容概要

生物冶金是近年來(lái)發(fā)展的礦物資源加工與提取冶金新技術(shù)，它是微生物學(xué)和礦冶工程學(xué)相結(jié)合的一門新型交叉性學(xué)科。本書以硫化銅的生物冶金為對(duì)象，系統(tǒng)地論述了浸礦微生物及其生長(zhǎng)規(guī)律、微生物與礦物相互作用的界面行為、生物浸出體系的電化學(xué)機(jī)理、生物浸出反應(yīng)器過(guò)程動(dòng)力學(xué)與反應(yīng)器設(shè)計(jì)、生物堆浸工藝與堆浸過(guò)程動(dòng)力學(xué)，以及浸出液凈化與陰極銅制備等。 本書可供礦物加工、冶金、資源環(huán)境、生態(tài)工程等領(lǐng)域的科研人員與高校相關(guān)專業(yè)師生參考。

作者簡(jiǎn)介

李宏煦，男，1971年10月生，甘肅天水人；2001年于中南大學(xué)獲博士學(xué)位，2004年于北京有色金屬研究總院完成博士后研究，現(xiàn)為北京科技大學(xué)副教授。從事生物冶金研究多年，負(fù)責(zé)及參考完成生物冶金方面的國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究（973）專題項(xiàng)目、國(guó)家“十五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目、院所創(chuàng)新基金項(xiàng)目、國(guó)家生物冶金技術(shù)擴(kuò)散平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目等7項(xiàng)；長(zhǎng)期在礦山參與實(shí)施國(guó)家“十五”科技攻關(guān)“萬(wàn)噸級(jí)生物冶金工程化研究”項(xiàng)目的技術(shù)應(yīng)用與工程。2003年9月應(yīng)邀赴雅典在第15屆國(guó)際生物冶金學(xué)術(shù)大會(huì)上做生物冶金電化學(xué)方面的報(bào)告。發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇，其中SCI收錄6篇，EI收錄18篇，申請(qǐng)國(guó)家專利6項(xiàng)。

書籍目錄

前言 1 緒論 1.1 生物浸出提銅的發(fā)展現(xiàn)狀 1.2 生物浸出提銅的基本方法 1.3 生物浸出提銅的成本考慮 1.4 硫化銅礦生物浸出的發(fā)展趨勢(shì) 參考文獻(xiàn) 2 浸礦微生物及其生長(zhǎng)規(guī)律 2.1 浸礦微生物的種類與屬性 2.1.1 嗜溫浸礦菌 2.1.2 中等嗜熱菌 2.1.3 極端嗜熱菌 2.1.4 浸礦微生物代謝的基本屬性 2.2 浸礦微生物的生長(zhǎng)趨勢(shì) 2.2.1 浸礦微生物生長(zhǎng)的一般趨勢(shì) 2.2.2 各因素對(duì)浸礦微生物生長(zhǎng)的影響 2.3 浸礦微生物生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué) 2.3.1 浸礦微生物生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)方程 2.3.2 動(dòng)力學(xué)方程的比較與修正 參考文獻(xiàn) 3 微生物的浸礦作用 3.1 生物浸出的直接作用與間接作用 3.1.1 直接作用與間接作用 3.1.2 關(guān)于直接作用和間接作用的討論 3.1.3 間接作用過(guò)程的兩種機(jī)理 3.2 微生物對(duì)硫化銅礦浸出的影響 3.2.1 不同菌種對(duì)銅藍(lán)浸出的影響 3.2.2 極端嗜熱菌對(duì)黃銅礦浸出的影響 3.2.3 輝鉬礦精礦中黃銅礦的選擇性浸出 3.2.4 銅鉛鋅復(fù)合硫化精礦的浸出 3.2.5 Ag對(duì)黃銅礦生物浸出的催化作用 參考文獻(xiàn) 4 微生物/礦物的界面行為 4.1 微生物在礦物表面的黏附 4.1.1 微生物在礦物表面的黏附過(guò)程 4.1.2 微生物在礦物表面的黏附形態(tài)及作用 4.1.3 微生物的礦化與腐蝕作用 4.1.4 微生物對(duì)礦物晶面的選擇性吸附與腐蝕 4.2 生物浸出礦物界面物質(zhì)傳遞宏觀動(dòng)力學(xué) 4.2.1 界面的物質(zhì)傳遞動(dòng)力學(xué)方程 4.2.2 固體-溶液界面物質(zhì)傳遞與浸出反應(yīng) 4.2.3 表面物質(zhì)傳遞速率與礦物總氧化反應(yīng)速率的關(guān)系 4.3 細(xì)菌表面流體動(dòng)力學(xué) 4.3.1 細(xì)菌表面流體動(dòng)力學(xué)模型與假設(shè) 4.3.2 細(xì)菌周圍及細(xì)菌.礦物間的流體和Fe3+分布 4.3.3 多個(gè)固定細(xì)菌周圍流體流速與Fe3+濃度的分布 4.4 生物浸出時(shí)硫化礦/溶液界面電子、空穴轉(zhuǎn)移理論淺析 4.4.1 硫化礦的半導(dǎo)體性質(zhì)與固體的能帶模型 4.4.2 半導(dǎo)體/溶液界面理論 4.4.3 生物浸出過(guò)程硫化礦/溶液界面理論 參考文獻(xiàn) 5 生物浸出體系的電化學(xué) 5.1 生物浸出體系溶液電位與浸出的關(guān)系 5.1.1 Fe3+浸出時(shí)溶液電位與浸出的關(guān)系 5.1.2 細(xì)菌存在時(shí)電位與浸出的關(guān)系 5.2 生物浸出體系硫化礦的陽(yáng)極氧化機(jī)理 5.2.1 黃鐵礦陽(yáng)極氧化過(guò)程機(jī)理 5.2.2 輝銅礦陽(yáng)極氧化過(guò)程機(jī)理 5.2.3 斑銅礦陽(yáng)極氧化過(guò)程機(jī)理 5.2.4 黃銅礦陽(yáng)極氧化過(guò)程機(jī)理 5.2.5 硫砷銅礦陽(yáng)極氧化過(guò)程機(jī)理 5.3 硫化礦生物浸出體系的原電池效應(yīng) 5.3.1 硫化礦的靜電位與原電池效應(yīng) 5.3.2 原電池效應(yīng)下不同硫化礦的氧化規(guī)律 5.3.3 原電池效應(yīng)對(duì)不同硫化礦浸出的影響 5.4 控制電位下硫化銅礦的生物浸出 5.4.1 外控制電位對(duì)浸出的強(qiáng)化作用 5.4.2 控制電位下多金屬硫化礦的選擇性浸出 參考文獻(xiàn) 6 硫化銅精礦的生物反應(yīng)器浸出及反應(yīng)器設(shè)計(jì) 6.1 反應(yīng)器中微生物生長(zhǎng)與礦物浸出動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 6.1.1 反應(yīng)器中微生物的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué) 6.1.2 與微生物生長(zhǎng)關(guān)聯(lián)的浸礦動(dòng)力學(xué) 6.2 反應(yīng)器中各因素對(duì)微生物生存的影響 6.2.l 機(jī)械攪拌器的作用 6.2.2 攪拌器速度/形狀的影響 6.2.3 固體顆粒尺寸/形狀的影響 6.2.4 反應(yīng)器內(nèi)氣體物質(zhì)傳遞的影響 6.3 反應(yīng)器中各因素對(duì)硫化銅精礦生物浸出的影響 6.3.1 礦漿中礦物粒度和質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響 6.3.2 溫度和pH值的影響 6.4 生物浸出反應(yīng)器的設(shè)計(jì) 6.4.1 反應(yīng)器設(shè)計(jì)的一般原則 6.4.2 葉輪攪拌生物浸出反應(yīng)器(BIO-STR) 6.4.3 Pachuca槽生物浸出反應(yīng)器 6.4.4 通風(fēng)槽生物浸出反應(yīng)器 6.4.5 低能耗生物浸出反應(yīng)器 6.4.6 Delft斜板生物浸出反應(yīng)器 6.4.7 轉(zhuǎn)鼓生物浸出反應(yīng)器 參考文獻(xiàn) 7 硫化銅礦的生物堆浸及其過(guò)程動(dòng)力學(xué) 7.1 硫化銅礦生物堆浸工藝與實(shí)踐 7.1.1 生物堆浸各工藝因素 7.1.2 充化銅礦堆浸筑堆襯墊的選擇 7.1.3 陂端環(huán)境下的堆浸工藝 7.1.4 某次生硫化銅礦的生物堆浸實(shí)踐 7.2 生物因素影響下的堆浸過(guò)程動(dòng)力學(xué) 7.2.1 生物堆浸中存在的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題簡(jiǎn)析 7.2.2 堆中微生物生長(zhǎng)影響下的堆浸過(guò)程動(dòng)力學(xué) 7.3 溶液電位與堆結(jié)構(gòu)影響下的堆浸過(guò)程動(dòng)力學(xué) 7.3.1 基于溶液電位影響的堆浸過(guò)程動(dòng)力學(xué)方程 7.3.2 溶液電位與堆結(jié)構(gòu)影響堆浸過(guò)程的動(dòng)力學(xué)規(guī)律 7.4 氣體流動(dòng)影響下的堆浸過(guò)程動(dòng)力學(xué) 7.4.1 自然空氣供給下的堆浸過(guò)程動(dòng)力學(xué) 7.4.2 充氣時(shí)堆浸過(guò)程動(dòng)力學(xué) 7.5 生物堆浸過(guò)程溫度場(chǎng)分布與相關(guān)動(dòng)力學(xué) 7.5.1 溫度場(chǎng)分布對(duì)生物堆浸的重要性 7.5.2 堆浸過(guò)程熱平衡模型 7.5.3 不同液氣體流速對(duì)堆中溫度變化與分布的影響 7.5.4 不同堆高時(shí)堆中溫度的變化與分布 7.5.5 排液層對(duì)堆中溫度變化與分布的影響 7.5.6 頂蓋對(duì)堆中溫度變化與分布的影響 參考文獻(xiàn) 8 生物浸出液的提純與電積制備陰極銅 8.1 生物浸出液的提純 8.1.1 浸出液銅萃取化學(xué)原理 8.1.2 生物浸出液萃取過(guò)程的優(yōu)化控制 8.1.3 反萃過(guò)程的優(yōu)化控制 8.1.4 萃取系統(tǒng)物質(zhì)平衡 8.1.5 賒雜與第三相防治 8.2 電積制備陰極銅 8.2.1 銅電積的基本原理 8.2.2 陰極、陽(yáng)極材料的影響 8.2.3 電解液質(zhì)量控制 8.2.4 Fe3+、Cu2+、酸度對(duì)電積過(guò)程的影響 8.2.5 電解液流速、電流密度與電積的關(guān)系 8.2.6 添加物影響電積過(guò)程機(jī)理 參考文獻(xiàn) 符號(hào)表 術(shù)語(yǔ)索引

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　　生物冶金是近年來(lái)發(fā)展的礦物資源加工與提取冶金新技術(shù)，它是微生物學(xué)和礦冶工程學(xué)相結(jié)合的一門新型交叉性學(xué)科。本書以硫化銅的生物冶金為對(duì)象，系統(tǒng)地論述了浸礦微生物及其生長(zhǎng)規(guī)律、微生物與礦物相互作用的界面行為、生物浸出體系的電化學(xué)機(jī)理、生物浸出反應(yīng)器過(guò)程動(dòng)力學(xué)與反應(yīng)器設(shè)計(jì)、生物堆浸工藝與堆浸過(guò)程動(dòng)力學(xué)，以及浸出液凈化與陰極銅制備等。    ．      本書可供礦物加工、冶金、資源環(huán)境、生態(tài)工程等領(lǐng)域的科研人員與高校相關(guān)專業(yè)師生參考。

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