许 筠

（湖南轻工研究院，湖南长沙 410015）

微生物在无机化工工艺及燃煤脱硫中的应用

许 筠

（湖南轻工研究院，湖南长沙 410015）

现阶段，我国矿产资源的储备量较低，难以满足经济发展对于资源消耗量的需求，而且在矿产资源的开发上，对于难以处理的问题，普遍采取回避态度，这让矿产资源已经出现供需矛盾的现状更加严峻，另外矿产资源的不合理开发，也带来了生态环境的破坏。本文论述了微生物在无极化工工艺及燃煤脱硫的意义和机理，分析了该过程中存在的问题，评论了今后的该技术应用的发展趋势，对未来资源的利用具有十分重要的现实意义。

微生物；无机化工；燃煤脱硫问题；发展趋势

0 引言

微生物是一个庞大的家族，虽然结构简单，体型微小，但是其种类众多，生命力顽强且具有多样性，它在30亿年前就已经出现，经历了地球的多次巨变，现今仍然能够在天空、土地、河流中生存和发展，不断繁衍生息，并且微生物的发展对于地球上物质的转化发展，生物的发展进化都起着十分重要的作用。在用火提取矿产资源冶金的过程中，常常会造成空气污染，需要进行烟气的净化，或者由于生产规模的原因，或者由于浓度偏低的原因，难以达到制硫酸的要求，净化成本偏高，如果不经过净化又难以达到环保要求。

燃煤污染已经成为当今社会普遍关注的话题，也是酸雨形成的主要原因，特别是其污染物中含有挥发性强、扩散性强的含毒物质，这不仅仅威胁到环境，更直接威胁到人类和动物的生命安全，微生物的应用，对于贫矿、尾矿和难以处理的矿石进行合理开发都具有十分重要的作用，更加有助于煤的绿色脱硫，有助于绿色无机化工技术的发展，有利于经济效益的提高、环境效益的发挥。目前经济的发展已经不单单追求速度，更追求质量，而环境保护就是衡量经济发展是否合理的重要指标，充分利用微生物技术为矿产资源的开发利用服务，是符合社会发展要求的。

1 微生物的生存繁衍

微生物可以很快适应变化的环境，进行无性繁衍，其速快较快，大概维持在25 min左右就可以繁衍一代，不同种类的微生物对于生存环境的需求是不同的，例如好氧微生物的生存发展需要游离氧的存在，而兼性好氧微生物的生存条件则较为轻松，可以在有氧和无氧条件下同时生存，另外，厌氧微生物要想获得生存发展也必须要求无氧环境的存在，当然在温度的要求上也比较严格，但是也有个别的可以在零下12℃继续生存，大多数岩石和水体中的细菌只能承受35℃的高温。

2 微生物技术浸矿脱硫的作用机理

在一定的条件下，微生物可以将物质进行分解转化，比如在硫化物氧化酶的影响下，黄铜矿的分解速度可以相对得到提高接近1 000倍，微生物技术的作用机理可以分为直接作用和间接作用两种，前者是通过微生物对于生命和繁殖的直接催化起作用，利用其对低价化合物进行催化，使之氧化成高价化合物，并且使其在微生物的催化下，能够溶解硫化物，构成不断循环的浸出；后者是通过生命、繁殖活动催化转化为非目的的矿物，将其间接的进行溶解，避免矿物肥料的损失，在转化有机酸等物质时，分泌出代谢物，利用这种原理来处理砂土等，溶解制成有机磷肥。

3 微生物技术在无机化工中的使用

1990年以来，微生物技术不断发展完善，目前至少有20多个国家成功的大规模应用，在美国、南非等地区，微生物工程技术的使用给企业和国家带来了丰富的经济效益，微生物催化氧化法已经成分应用于石英砂。粘土、铝矿土的处理中，用于燃煤脱硫等方面，用于复杂难选矿石的处理上。

在金矿的处理上，利用微生物催化氧化技术对含金硫化物进行处理，将其包裹的微细金粒提取出来，为今后金等化学提取提供了很好的先例，创造了良好的条件，利用微生物技术催化含氮有机物，并且对其进行分解转化，溶解出氧化石中的金；微生物吸附回收溶液中的金，通常情况下，死的微生物吸附能力更强；用微生物处理含硫化物可以改善选矿方法，提高社会和经济效益。对金精矿的处理更适宜采用多级搅拌槽鼓起浸出方法，对矿石进行多用堆浸法，为了提高细菌的能力，可以首先对其进行驯化，经过驯化的细菌能力会明显提高，当然要控制好矿浆的浓度，根据矿石的实际情况，尤其考虑矿石的种类，性质以及各项公益参数，综合各项因素进行最佳处理方法的选择，进行不同程度的含处理。

在铜矿难选矿石的处理上，使用微生物催化氧化浸铜技术能够有效得到解决，矿石的破碎程度有明确的规定，当然在不影响空气流通的前提下，矿石的细度要越细越好，堆中有很多小孔的塑料管以有利于自然通气。利用氧化铁硫杆菌进行氧化浸出时，可以对其进行溶解，在氧化菌的催化下，溶解氧能将硫化物进行单质化，并对辉锑矿进行有价值组分的提取；对铝土矿的处理上，微生物是被公认的有前途的方法，他们能够将硅酸盐演变成为可溶性物质，同时氧化铝依旧能够以原有的不溶性物质存在，综合来说，该方法更加适合用于细粒铝土矿的处理，能够获得很好的效果。

4 微生物技术在使用过程中存在的主要问题

1）使用微生物技术浸矿是一项十分复杂而系统的工程，在微生物生长、繁殖过程中，其中任何一个环节的出现问题都会影响到整体生产的最终结果，目前，对于微生物用于浸矿的条件要求十分严格，不能在高温下进行，也容易中毒，在异养细菌中，目前还没有找到廉价质优的有机养料，能够解决退化的问题。

2）对于微生物催化氧化浸矿的作用原理研究的经费不足，其探索研究缺乏系统性和深入性，更缺乏创造性，各个学科之间的联系也不紧密，导致很多作用在实际应用中并不能充分的发挥，另外，对于氧化浸矿性能的研究，对于新微生物的物种考察工作依旧薄弱，并没有取得太大的进展，这便影响了微生物技术的发展。

3）应用微生物催化氧化浸矿的规模较小，没有充分考虑到该项技术使用的成本，没有充分利用该方法对矿石进行处理时的特点，以致于降低了微生物技术的使用带来的经济利益和环境效益。

5 微生物技术的发展趋势和建议

微生物技术的应用将会越来越大规模，最佳工作条件的控制也会越来越科学、越来越严格，各项操作也会趋于自动化，浸出时间会越来越短，该技术应用的范围也会扩大，将更多的矿石归于该技术的应用范围里，而且应用的矿石也会越来越复杂。

1）建立微生物催化浸出的最佳模式。该方法的本质和关键就是微生物的繁衍活动，在大量实践结果的证实下，不同类型的矿石应该设置实际可行的浸控参数和制度。

2）充分利用自然地理、气候和地质条件，因地制宜和因时制宜的进行微生物原矿浸出，节省繁重的采矿工序，进而提高经济效益，保护生态环境，充分利用矿产资源。

3）加大投入力度，加深对微生物催化氧化技术的研究，组织各学科有关专家进行座谈，充分发挥各方优势，尽快攻克难题和难点，加大对社会实践的指导，并且将研究得到的方法在生产实践中进行不断地改进和完善。

6 总结

微生物催化氧化技术的应用给矿产资源的开发和利用带来了很大的便利，同时也有效地提高了经济效益和生态效益，值得推广和加大研究，加更好的技术应用于实践。本文对微生物的生存繁衍进行简单介绍，论述了微生物技术的应用机理，分析了实践过程中出现的问题，并且有效的分析了今后微生物技术的发展趋势，提出相关建议，希望为今后微生物催化氧化技术的更好应用提供参考。

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Application of microorganism in inorganic chemical process and coal desulfurization

Xu Yun
（Hunan Light Industry Research Institute，Changsha Hunan 410015，China）

At this stage，reserves of mineral resources in China is low，can not meet the economic development demand for resource consumption and in the development of mineral resources，for it is difficult to deal with the problems generally take evasive attitude，which makes mineral resources has been the emergence of the contradictions in the supply and demand situation more severe，also the irrational exploitation of mineral resources，it also brings the destruction of the ecological environment.Discusses the microorganisms in the absence of the significance and mechanism of polar chemical process and coal desulfurization，analyzes the problems existing in the process，comment on the development trend of the future of the application of the technology，the use of resources for the future，has a very important practical significance.

Microorganism；Inorganic chemicals；Coal desulfurization；Developing trend

Q94

B

1003-6490（2015）03-062-03

2015－05－16

许筠（1988－），女，湖南长沙人，2010年毕业于中南林业科技大学，研究实习员，主要从事新产品工艺开发、科研管理工作。