低品位硫化铜矿的细菌冶金 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:190

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出版时间:2008-6

价格:22.00元

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isbn号码:9787502445171

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• 细菌冶金
• 硫化铜矿
• 低品位矿石
• 生物浸出
• 矿物加工
• 环境微生物学
• 生物技术
• 矿产资源
• 冶金工程
• 矿业工程

好的，这是一份关于《低品位硫化铜矿的细菌冶金》的图书简介，旨在详细介绍该主题，同时避免提及该特定书籍的内容，专注于描述细菌冶金作为一种技术领域。 --- 矿物资源高效利用的新篇章：微生物冶金技术概览 在可持续发展和资源循环日益受到重视的今天，如何经济、环保地从低品位矿石中提取有价金属，是全球采矿和冶金行业面临的重大挑战。传统的高温冶金方法，如火法冶金，虽然成熟可靠，但在处理硫化铜品位极低的矿石时，往往面临能耗高、环境污染严重（特别是二氧化硫排放）、对设备要求苛刻等诸多问题。正是在这样的背景下，微生物冶金技术，特别是其中最具代表性的生物浸出技术，正以前所未有的速度发展成为一股不可忽视的力量，为矿产资源的深度开发开辟了全新的路径。 本书旨在系统梳理和深入探讨微生物冶金这一前沿交叉学科的核心原理、关键技术及应用前景，聚焦于利用微生物的生物化学活性，实现对特定金属的温和、选择性提取。我们不侧重于某一特定矿石的冶金实践，而是从宏观视角出发，构建一个完整的技术认知框架，涵盖从微生物筛选到最终金属回收的全过程。 第一部分：微生物冶金的基础科学——生物浸出的驱动力 微生物冶金的核心在于生物浸出（Bioleaching），即利用特定微生物（主要是细菌和古菌）在常温常压下，通过氧化或还原作用，将矿石中不溶性的金属硫化物或氧化物转化为水溶性的金属盐溶液的过程。要理解这一过程的有效性，必须深入探究其背后的生物化学机制。 1. 关键微生物种群与生理学 生物浸出的主体是一群独特的极端微生物。它们必须具备在矿物表面恶劣环境下（如强酸性、重金属离子高浓度、低温甚至缺氧条件）生存和繁殖的能力。例如，嗜酸性铁氧化菌如酸性索氏硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans），它们是硫化矿物浸出中的主力军。它们通过氧化亚铁离子（$ ext{Fe}^{2+}$）为三价铁离子（$ ext{Fe}^{3+}$）来获取能量，而三价铁离子本身则是强氧化剂，能够直接氧化硫化物。同时，某些自养型细菌还能直接氧化硫化物。了解这些微生物的代谢途径、能量获取方式及其对环境因子的响应机制，是优化浸出效率的前提。 2. 浸出机理的解析：直接与间接浸出 微生物浸出机制主要分为两种：直接作用和间接作用。直接作用是指微生物直接附着在矿物表面，通过细胞壁上的酶或分泌的有机酸，攻击矿物晶格，溶解金属。间接作用则更为普遍，核心是利用微生物的代谢产物。最典型的就是三价铁离子的循环利用。微生物氧化生成的$ ext{Fe}^{3+}$对硫化物进行化学氧化，将金属离子释放到溶液中，随后释放的$ ext{Fe}^{2+}$被微生物再次氧化，形成一个高效的催化循环。书中将详细分析这两种机制的物质传递速率、反应动力学模型，以及影响浸出速率的关键因素，如pH值、温度、氧化还原电位（Eh）和底物浓度。 第二部分：生物浸出技术的工程实现与流程优化 从实验室到工业规模的应用，需要一套严谨的工程化设计和操作流程。本部分将聚焦于如何构建高效、稳定的生物浸出系统。 1. 浸出反应器的选择与设计 生物浸出可以在不同的反应器中进行，每种都有其适用的矿石类型和操作条件。堆浸（Heap Leaching）是处理低品位、大堆矿石的常用方法，其特点是投资低、操作简便，但浸出周期长。书中将分析堆浸场的渗流动力学、微生物群落的稳定性和营养物质的有效分布。料浆浸出（Agitated Tank Leaching）则适用于更高品位或需要更快速浸出的场景，其优势在于对反应条件的精确控制，但对矿石的预处理和搅拌能耗有更高要求。我们将探讨不同反应器中气液固三相的传质效率，以及如何通过优化曝气和搅拌设计来提高微生物的活性和氧气的溶解速率。 2. 矿石预处理与浸出优化 微生物的浸出效率高度依赖于矿石的物理化学性质。并非所有矿石都适合直接生物浸出。矿石的粒度分布、主要脉石矿物成分以及硫化物的解离度是决定浸出性能的关键参数。我们将讨论机械破碎、磨矿对矿物暴露程度的影响，以及必要的预处理技术，例如轻度氧化或预先的水洗，以降低脉石的干扰。此外，优化营养源的配比（如氮、磷源）和维持最佳的酸碱平衡，是确保微生物群落健康和高浸出率的重要手段。 第三部分：浸出液的后处理与金属回收 生物浸出获得的溶液（称为“富液”或“浸出液”）通常含有目标金属离子，但也伴随着高浓度的铁离子、硫酸根以及其他杂质离子。高效、低成本地将目标金属从复杂溶液中分离出来，是生物冶金链条中至关重要的一环。 1. 溶剂萃取（Solvent Extraction, SX） 对于铜、镍等金属，溶剂萃取是实现高纯度金属回收的主流技术。书中将详细阐述SX过程的化学原理，如何选择合适的有机萃取剂和稀释剂，以确保对目标金属的选择性和负载能力。特别是在处理含有高浓度铁离子的酸性浸出液时，如何通过控制pH值实现铁的优先水洗或分步萃取，是保障SX流程稳定性的关键。 2. 电积（Electrowinning, EW） 在获得高纯度金属盐溶液后，电积是最终获得金属成品（如高纯度铜板）的步骤。我们将深入分析电积槽的设计、电流密度对沉积速率和能耗的影响，以及如何控制溶液的化学组成（如氯离子含量），以获得高质量的金属沉积层。 3. 其他分离技术 除了SX-EW体系，离子交换树脂技术在特定金属（如铀、镍）的回收中显示出独特优势。树脂的选择性吸附和解吸附过程，尤其是在低浓度金属离子分离中的应用潜力，也将被纳入探讨范围。 第四部分：环境与经济效益评估 微生物冶金之所以受到推崇，不仅在于其技术可行性，更在于其环境友好性和经济合理性。 1. 环境影响与尾矿管理 与火法冶金相比，生物浸出是低温、低压过程，显著减少了空气污染物的排放。然而，大规模应用也带来新的环境挑战，主要是酸性废液的处理和浸出残渣（尾矿）的稳定性。书中将分析如何通过中和处理、石灰石浆液沉淀等方式对酸性废水进行无害化处理，并评估生物浸出后残渣中残余金属的淋失风险，确保环境合规性。 2. 经济可行性分析 经济性是决定任何冶金技术能否落地的最终标准。微生物冶金的经济优势主要体现在资本支出（CAPEX）和运营支出（OPEX）的平衡上。对于极低品位矿，其低能耗和简化设备投资是巨大的优势。本书将建立经济模型，对比分析生物冶金与传统冶金在不同品位矿石上的成本结构，帮助读者理解其在矿产资源开发的经济边界。 通过对上述四个维度的全面剖析，本书旨在为冶金工程师、矿物加工专家以及环境科学家提供一个关于微生物冶金技术实践的综合参考指南，强调其在拓宽可利用矿产资源范围、实现绿色冶金过程中的核心地位和广阔前景。

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这本书的厚重感，我能从书名中轻易“感知”到。低品位硫化铜矿的利用，是全球矿业发展到一定阶段的必然产物，它标志着人类对地球资源利用精细度的提升。我期待作者能够从宏观战略高度，剖析生物冶金技术在全球铜资源供应链中的战略定位。例如，它是否更适合于分散的、小型的矿床，或者作为大型矿山开采优质矿后，对尾矿进行二次开发的补充手段？此外，鉴于生物冶金过程往往需要较长的反应周期，这本书里是否提到了如何利用人工智能或大数据技术，对浸出过程进行实时监测与预测性维护，以缩短反应时间，提高资金周转率？我个人非常看重这种将传统工程学与现代信息技术相结合的创新视角。如果书中能清晰地勾勒出生物冶金从实验室走向工业化过程中的主要技术瓶颈（比如浸出率的长期稳定性、微生物污染的控制等），并提出富有洞察力的解决方案，那么这本书无疑就是矿冶领域的一座里程碑，对于推动我国乃至全球矿产资源的可持续开发具有不可估量的指导意义。

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说实话，我对于这种专业性极强的冶金技术书籍，总是带着一种敬畏感，生怕自己无法完全领会其中的精妙。不过，《低品位硫化铜矿的细菌冶金》这个标题，立刻将我的思绪拉到了一个宏大的产业升级的图景中去。它所关注的“低品位”，恰恰是传统冶金工业的阿喀琉斯之踵。当铜价波动或矿石硬度增加时，许多矿山就不得不停产。这本书，我推测它可能不仅仅是停留在描述“如何浸出”的层面，更有可能深入探讨了微生物群落构建与优化，如何筛选和改造出更高效、更耐受复杂环境的“工作菌株”。读者可能会从中了解到，细菌是如何通过氧化作用将不溶于水的硫化铜转化为可溶性的硫酸铜，这个过程中涉及到复杂的电子传递链和酶促反应。如果书中能配有高清的电子显微镜照片，展示微生物与矿物颗粒表面的相互作用形态，那视觉冲击力绝对是无与伦比的。此外，对于浸出液的处理——即如何经济高效地进行溶剂萃取或电积，将铜离子回收——这才是决定整个生物冶金链条是否成功的关键。我很好奇，作者是如何平衡细菌培养的生物学复杂性与冶金回收的化学工程严谨性的。

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每次看到“细菌冶金”这个词，我总会想起那些在极端环境中兀自忙碌的微生物世界，它们是如此微小，却能撬动如此巨大的资源。这本书，如果它真的如其名，必然是一部集大成之作。我设想，它在结构上可能会非常清晰：第一部分或许是全球低品位铜矿资源的现状与挑战，为生物冶金提供存在的必要性；第二部分则是微生物学基础，详细介绍硫化菌的生理生化特性；第三部分，也是核心，将详细解析不同类型的硫化铜矿（如黄铜矿、斑铜矿）在生物浸出过程中的反应速率差异、选择性，以及如何通过预处理（如机械活化、低温氧化）来提高后续生物浸出的效率。我特别关注“低品位”这三个字——这意味着矿石中可能含有大量的脉石或其他干扰金属离子。这本书是否提供了应对这些复杂基质的策略，比如如何控制浸出液中的铁、砷等杂质的浓度，防止它们抑制细菌活性或增加后续电积的难度？对于我们这些在矿山现场摸爬滚打的人来说，理论的优美必须转化为现场的可行性，我期待它能提供基于工业实践的、经受住时间考验的“最佳操作规范”。

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这本名为《低品位硫化铜矿的细菌冶金》的书，虽然我并没有深入阅读，但仅凭其标题和大致领域，就能感受到它扑面而来的技术深度和现实意义。我一直对矿物资源的高效利用抱有浓厚的兴趣，尤其是在当前全球对基础金属需求日益增长，而优质矿源日益枯竭的背景下。这本书显然是瞄准了解决这一核心矛盾的尖端技术——生物冶金。我猜想，它必然会详尽阐述如何利用微生物，比如那些嗜酸性细菌，来“吃掉”那些原本因为品位太低而无法通过传统选矿和火法冶炼经济地回收的硫化铜矿石。想象一下，将那些被废弃或难以处理的尾矿和低品位矿渣，通过生物手段转化为有价的铜溶液，这不仅仅是技术上的突破，更是对环境保护和可持续发展理念的深刻践行。如果书中能对不同类型铜矿石的生物浸出机制进行细致的对比分析，并结合实际工程案例，探讨微生物活性受环境因素（如pH值、温度、矿物表面结构）影响的动力学模型，那就太棒了。我期待它能为工程师和科研人员提供一套系统化的、可操作的理论框架，指导他们在实际的生物浸出厂房中优化工艺参数，提高铜的回收率，降低运营成本，真正实现“变废为宝”。

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从一个纯粹的材料科学爱好者的角度来看，这本书的价值可能远超其应用层面。它代表了一种思维模式的转变——从强力的、高能耗的物理化学过程，转向温和的、酶促的生物过程。我猜想，作者在撰写时，一定对生物化学、无机化学、热力学与反应动力学进行了跨学科的整合。如果书中能引入一些最新的研究成果，比如利用基因工程手段改良的超级细菌，或者新型的生物反应器设计，比如浸矿柱、堆浸池的流体动力学模拟，那就更具前瞻性了。我特别好奇，在环境影响评估方面，这本书是否也涉及了生物浸出过程的“绿色”属性？毕竟，相较于传统火法冶炼产生的二氧化硫气体和熔渣，生物冶金在理论上更为环保。如果书中能提供详尽的生命周期评估（LCA）数据对比，用硬数据说话，证明其在碳足迹和水资源消耗上的优势，那它就不仅仅是一本技术手册，更是一份产业转型宣言。

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