活性炭对含钴矿物生物浸出的催化作用

刘 伟，杨洪英，佟琳琳，刘媛媛

(东北大学 材料与冶金学院，沈阳 110819)

钴是继铜、铀、金之后第四个采用生物浸出技术处理的金属，自从20世纪50年代首次提出利用微生物浸出含钴矿物的概念以来，国内外众多学者利用氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)、氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans)和氧化亚铁微螺菌(Leptospirillum ferrooxidans)等浸矿细菌对各种类型含钴矿物[1−5]进行浸出研究，并取得了可喜成果。但是，浸出周期长、浸出速率慢的缺点仍没有得到很好地解决。

为了加快浸出速率，提高金属回收率，研究者们从生物学、电化学、冶金学等角度出发探索各种强化生物浸矿的方法，其中利用原电池效应强化生物浸矿的方法倍受关注。其原理是在浸出过程中加入静电位较高的矿物作阴极，如磁黄铁矿、黄铁矿、辉锑矿等，通过原电池效应，可加速静电位较低的阳极硫化矿物的溶解，提高金属浸出率[6−8]。由于活性炭是良导体，静电位高，比表面积大，且极其稳定，不溶于任何溶剂，因此是一种作为阴极的理想材料[9]。NAKAZAWA等[10]研究了活性炭对黄铜矿精矿生物浸出的影响。研究结果表明，活性炭的添加促进了黄铜矿的氧化溶解，随着活性炭添加量的增加铜回收率增加，同时Acidithiobacillus ferrooxidans的存在能够促进原电池作用。LIANG等[11]在研究活性炭对极端嗜热菌Acidianus manzaensis浸出黄铜矿的影响时，发现活性炭的添加能够降低[Fe3+]/[Fe2+]的比值，使浸出体系的氧化还原电位维持在较低值。在低电位条件下亚铁离子可还原黄铜矿，生成次生铜矿辉铜矿，促进黄铜矿的溶解。……