微生物在無機化工工藝及燃煤脫硫中的應用

許 筠

（湖南輕工研究院，湖南長沙 410015）

微生物在無機化工工藝及燃煤脫硫中的應用

許 筠

（湖南輕工研究院，湖南長沙 410015）

現階段，我國礦產資源的儲備量較低，難以滿足經濟發展對于資源消耗量的需求，而且在礦產資源的開發上，對于難以處理的問題，普遍采取回避態度，這讓礦產資源已經出現供需矛盾的現狀更加嚴峻，另外礦產資源的不合理開發，也帶來了生態環境的破壞。本文論述了微生物在無極化工工藝及燃煤脫硫的意義和機理，分析了該過程中存在的問題，評論了今后的該技術應用的發展趨勢，對未來資源的利用具有十分重要的現實意義。

微生物；無機化工；燃煤脫硫問題；發展趨勢

0 引言

微生物是一個龐大的家族，雖然結構簡單，體型微小，但是其種類眾多，生命力頑強且具有多樣性，它在30億年前就已經出現，經歷了地球的多次巨變，現今仍然能夠在天空、土地、河流中生存和發展，不斷繁衍生息，并且微生物的發展對于地球上物質的轉化發展，生物的發展進化都起著十分重要的作用。在用火提取礦產資源冶金的過程中，常常會造成空氣污染，需要進行煙氣的凈化，或者由于生產規模的原因，或者由于濃度偏低的原因，難以達到制硫酸的要求，凈化成本偏高，如果不經過凈化又難以達到環保要求。

燃煤污染已經成為當今社會普遍關注的話題，也是酸雨形成的主要原因，特別是其污染物中含有揮發性強、擴散性強的含毒物質，這不僅僅威脅到環境，更直接威脅到人類和動物的生命安全，微生物的應用，對于貧礦、尾礦和難以處理的礦石進行合理開發都具有十分重要的作用，更加有助于煤的綠色脫硫，有助于綠色無機化工技術的發展，有利于經濟效益的提高、環境效益的發揮。目前經濟的發展已經不單單追求速度，更追求質量，而環境保護就是衡量經濟發展是否合理的重要指標，充分利用微生物技術為礦產資源的開發利用服務，是符合社會發展要求的。

1 微生物的生存繁衍

微生物可以很快適應變化的環境，進行無性繁衍，其速快較快，大概維持在25 min左右就可以繁衍一代，不同種類的微生物對于生存環境的需求是不同的，例如好氧微生物的生存發展需要游離氧的存在，而兼性好氧微生物的生存條件則較為輕松，可以在有氧和無氧條件下同時生存，另外，厭氧微生物要想獲得生存發展也必須要求無氧環境的存在，當然在溫度的要求上也比較嚴格，但是也有個別的可以在零下12℃繼續生存，大多數巖石和水體中的細菌只能承受35℃的高溫。

2 微生物技術浸礦脫硫的作用機理

在一定的條件下，微生物可以將物質進行分解轉化，比如在硫化物氧化酶的影響下，黃銅礦的分解速度可以相對得到提高接近1 000倍，微生物技術的作用機理可以分為直接作用和間接作用兩種，前者是通過微生物對于生命和繁殖的直接催化起作用，利用其對低價化合物進行催化，使之氧化成高價化合物，并且使其在微生物的催化下，能夠溶解硫化物，構成不斷循環的浸出；后者是通過生命、繁殖活動催化轉化為非目的的礦物，將其間接的進行溶解，避免礦物肥料的損失，在轉化有機酸等物質時，分泌出代謝物，利用這種原理來處理砂土等，溶解制成有機磷肥。

3 微生物技術在無機化工中的使用

1990年以來，微生物技術不斷發展完善，目前至少有20多個國家成功的大規模應用，在美國、南非等地區，微生物工程技術的使用給企業和國家帶來了豐富的經濟效益，微生物催化氧化法已經成分應用于石英砂。粘土、鋁礦土的處理中，用于燃煤脫硫等方面，用于復雜難選礦石的處理上。

在金礦的處理上，利用微生物催化氧化技術對含金硫化物進行處理，將其包裹的微細金粒提取出來，為今后金等化學提取提供了很好的先例，創造了良好的條件，利用微生物技術催化含氮有機物，并且對其進行分解轉化，溶解出氧化石中的金；微生物吸附回收溶液中的金，通常情況下，死的微生物吸附能力更強；用微生物處理含硫化物可以改善選礦方法，提高社會和經濟效益。對金精礦的處理更適宜采用多級攪拌槽鼓起浸出方法，對礦石進行多用堆浸法，為了提高細菌的能力，可以首先對其進行馴化，經過馴化的細菌能力會明顯提高，當然要控制好礦漿的濃度，根據礦石的實際情況，尤其考慮礦石的種類，性質以及各項公益參數，綜合各項因素進行最佳處理方法的選擇，進行不同程度的含處理。

在銅礦難選礦石的處理上，使用微生物催化氧化浸銅技術能夠有效得到解決，礦石的破碎程度有明確的規定，當然在不影響空氣流通的前提下，礦石的細度要越細越好，堆中有很多小孔的塑料管以有利于自然通氣。利用氧化鐵硫桿菌進行氧化浸出時，可以對其進行溶解，在氧化菌的催化下，溶解氧能將硫化物進行單質化，并對輝銻礦進行有價值組分的提??；對鋁土礦的處理上，微生物是被公認的有前途的方法，他們能夠將硅酸鹽演變成為可溶性物質，同時氧化鋁依舊能夠以原有的不溶性物質存在，綜合來說，該方法更加適合用于細粒鋁土礦的處理，能夠獲得很好的效果。

4 微生物技術在使用過程中存在的主要問題

1）使用微生物技術浸礦是一項十分復雜而系統的工程，在微生物生長、繁殖過程中，其中任何一個環節的出現問題都會影響到整體生產的最終結果，目前，對于微生物用于浸礦的條件要求十分嚴格，不能在高溫下進行，也容易中毒，在異養細菌中，目前還沒有找到廉價質優的有機養料，能夠解決退化的問題。

2）對于微生物催化氧化浸礦的作用原理研究的經費不足，其探索研究缺乏系統性和深入性，更缺乏創造性，各個學科之間的聯系也不緊密，導致很多作用在實際應用中并不能充分的發揮，另外，對于氧化浸礦性能的研究，對于新微生物的物種考察工作依舊薄弱，并沒有取得太大的進展，這便影響了微生物技術的發展。

3）應用微生物催化氧化浸礦的規模較小，沒有充分考慮到該項技術使用的成本，沒有充分利用該方法對礦石進行處理時的特點，以致于降低了微生物技術的使用帶來的經濟利益和環境效益。

5 微生物技術的發展趨勢和建議

微生物技術的應用將會越來越大規模，最佳工作條件的控制也會越來越科學、越來越嚴格，各項操作也會趨于自動化，浸出時間會越來越短，該技術應用的范圍也會擴大，將更多的礦石歸于該技術的應用范圍里，而且應用的礦石也會越來越復雜。

1）建立微生物催化浸出的最佳模式。該方法的本質和關鍵就是微生物的繁衍活動，在大量實踐結果的證實下，不同類型的礦石應該設置實際可行的浸控參數和制度。

2）充分利用自然地理、氣候和地質條件，因地制宜和因時制宜的進行微生物原礦浸出，節省繁重的采礦工序，進而提高經濟效益，保護生態環境，充分利用礦產資源。

3）加大投入力度，加深對微生物催化氧化技術的研究，組織各學科有關專家進行座談，充分發揮各方優勢，盡快攻克難題和難點，加大對社會實踐的指導，并且將研究得到的方法在生產實踐中進行不斷地改進和完善。

6 總結

微生物催化氧化技術的應用給礦產資源的開發和利用帶來了很大的便利，同時也有效地提高了經濟效益和生態效益，值得推廣和加大研究，加更好的技術應用于實踐。本文對微生物的生存繁衍進行簡單介紹，論述了微生物技術的應用機理，分析了實踐過程中出現的問題，并且有效的分析了今后微生物技術的發展趨勢，提出相關建議，希望為今后微生物催化氧化技術的更好應用提供參考。

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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

許筠（1988－），女，湖南長沙人，2010年畢業于中南林業科技大學，研究實習員，主要從事新產品工藝開發、科研管理工作。