一、概述       镍铬合金废料，主要是镍铬合金生产及其加工过程的废料，如镍铬合金浇铸的废件、加工切削物、刨花、钻屑、边角余料及有关部件、元件的废次品等。由于镍铬合金废料来源不一，其成分较为复杂。一般含镍35％～65％、铬15％～25％，其化学成分实例见表1。   表1  镍铬合金废料化学成分实例，％料名NiCrFeMnMoCuCo废料3519370.500.450.120.10废料3725424.503.00.120.10刨花38.514.5372.730.25  刨花66.114.60.501.02.80  废件61.717.80.500.802.20  废件68.716.60.500.250.10         含镍55％以上的镍铬废钢可直接在电弧炉中熔炼成阳极板。含镍低于55％时则须采用空气吹炼方法，富集到含镍60％左右，即可浇铸成粗镍阳极板。       镍铬合金废料生产电解镍工艺分为电炉熔炼制取粗镍阳极板和电解精炼两段。由于电解精炼工艺与镍磷铁生产电解镍相似，故在此仅介绍电炉熔炼部分。       二、原料       （一）含镍55％以上的原料大部分是刨屑、钻屑，原料成分实例如下（％）：  NiCoCuFeCrPbZn55～700.01～0.90.1～2.33～85～200.002＜0.01      （二）含镍55％以下的原料成分实例如下（％）：  NiCoCuFeCr35～500.100.1237～4214.50～25       三、电炉熔炼技术操作条件       镍铬合金废料电炉熔炼，包括加料、熔化、除铬、蒸锌、脱氧、浇铸等作业过程。       （一）加料        1.5t/台的电炉每炉处理镍铬合金废料1.5～2.5t，块状料一次加入，碎屑料分两次加入，先加入一半，待通电熔化后，再加入剩余的一半料。       （二）熔化       物料加毕，继续通电1h，使物料全部熔化。       （三）除铬       物料熔化后，吹风氧化，使铁、铬等杂质氧化造渣除去，同时有部分镍被氧化，但生成的氧化严镍在镍熔体中被金属铁与铬还原，生成相应的铁、铬氧化物。此时，陆续加入石灰石80～100kg，萤石70～100kg,进行造渣。随着铬被氧化造渣，炉渣发粘，即加入石英砂30～50kg，吹风氧化10min左右，以改善渣的流动性。每次氧化时间30～45min。停止吹风后再通电升温约20min，接着放渣，按上述操作风复进行2～3次后，合金含镍品位可达60％以上。       吹风过程中温度逐渐上升。开始吹风时温度约1600℃，吹风结束时温度在1700℃以上。石英砂能稀释炉渣，但炉渣的流动性不能根本改善。所以放渣时炉渣不能全部自动流出，部分渣须用木耙或铁耙扒出。       （四）蒸锌       镍铬合金废料含锌很低，但在刨花、钻屑等废料中常夹带某些含锌杂物，故在氧化除铬后，须进行插木蒸锌。蒸锌前，加入石油焦或电极粉30～50kg，进行渗碳，控制镍熔体含碳0.2％～0.3％。插木蒸锌的温度控制在1650～1700℃，每次插木时间约10min。第一次插完后通电升温，然后再插第二次。经2～3次插木后，直至炉内合金含锌下降至0.004%为止。       （五）脱氧       由于脱铬及蒸锌过程中大量气体（特别是氧）溶解于镍熔体中，因此，出炉前10min要用石油焦脱氧。加石油焦不能过量，一般加10kg左右。       （六）浇铸       当合金含镍65％以上时即可出炉浇铸粗镍阳极。出炉温度控制在1650℃左右。阳极板模子用生铁做成，模内涂一层骨粉。浇铸时熔体经流槽流进中间控制包，然后注入立式阳极模中，从而获得电解精炼用的镍铁阳极板。       每炉处理镍铬合金废料1.5～2.5t，冶炼时间按熔化试样含镍量控制。熔化样含镍50％左右，冶炼时间10～12h。熔化样含镍30％左右，冶炼时间12～15h。       镍的直收率与出炉品位的关系见表2。   表2  出炉合金品位与镍入合金率的关系，％原料含镍出炉合金含镍镍入合金率45.1777.5573.9435.3773.3472.2443.3465.2986.6147.6168.4279.7848.5162.6879.1245.0665.8979.25       镍的直收率较低，其主要原因是渣中含铬的氧化物较高，因而渣的熔点较高。因此，合理选择渣型，改善炉渣的流动性，降低渣含镍是提高镍的直收率的关键。表3为渣含铬与渣含镍的关系。   表3  渣含铬与渣含镍的关系，％渣含铬渣含镍23.932.5622.132.9810.091.045.310.56       表4为镍铬在吹炼产物中的分配。经吹炼后合金保90％以上的铬被脱除掉。   表4  镍和铬在吹炼产物中的分配，％元素投入料产出合金产出炉渣损失率含量分配率含量分配率含量分配率Ni45.0610065.8979.751.863.0517.20Cr18.501001.604.7522.5289.905.37       据表11～16数据，合金含镍富集到60％～65％为宜。       四、产物       吹炼产物有粗镍阳极板及炉渣。       粗镍阳极板成分实例如下（％）  NiCoFeCu65～700.01～0.1010～150.02～0.30  PbCrMoCZn＜0.0022～101～61～20.001～0.004       炉渣成分实例如下（％）：  NiCrCaOSiO2FeO1.54～2.9817.09～24.475～102～87～10       五、技术经济指标       电炉熔炼镍直收率   80％～90％       炉时               10～15h       电耗               约1800kW·h/t料       电极消耗           30～40kg/t料       石灰石             约70kg/t料       萤石             约80kg/t料       石英砂           约40kg/t料       造渣率           0.7～1.1kg/t料

5月23日音讯：貔貅，传说是中国古代神话中龙王的九，主食金银珠宝，能吞万物而不泄，被人们视为招财进宝的祥兽，神通特异。　　现在，西堤头镇引入的天津恒景再生合金材料有限公司选用具有自主知识产权的原创技能，将含有镍铬成分的抛弃物100％再生为镍铬合金等产品，真实完成物料的循环使用，为社会发生出巨大的社会效益、环境效益、经济效益。 　　天津恒景再生合金材料有限公司科研人员在董事长张忠带领下，紧紧抓住国家活跃鼓舞开展环保绿色厂商大好时机，针对现在厂商无法处理镍铬废渣展开了多年的科研，活跃立异，打破了现行的合金出产工艺形式，创造性地规划出了独有镍铬合金出产线，使质料100％得到使用。 　　整个项目总投资9.6亿元，总建筑面积15万平方米，分两期进行。一期为镍、铬废渣综合使用再生合金材料项目，是以有色、化工等职业发生的含有镍铬成分的抛弃物为质料，经特殊复原提炼工艺出产出新式镍铬合金材料，该工艺处理了上游厂商对环境的二次污染问题。二期为矿、冶、化、建循环经济工业演示基地项目，包含20万吨铬盐、年产30万吨新式高档镍铬合金材料和恒景国家级研制中心项目。其间，20万吨铬盐项目是使用国际上现存很多的尾铬矿、铬铁粉等抛弃资源，运用自主研制的工艺技能，清洁出产新工艺出产铬盐，出产过程彻底处理了原有传统工艺高耗费、重污染、难管理的问题，所产废料可为恒景二期年产新式高档镍铬合金材料30万吨项目的质料，无任何废物排放，完成循环经济工业链的延伸；年产新式高档镍铬合金材料30万吨项目，质料是20万吨铬盐项目发生的混合物，发生矿渣直销天津锦程建筑材料有限公司出产建材产品，真实完成物料的悉数循环使用。 　　现在，项目一期主体工程已根本竣工并进行试运营，不久将正式投产运营，本年即可上交利税5000万元。项目悉数投产后，预计年创产值113亿元，完成利税17亿，新增工作岗位1000余个，一起处理了上游厂商因堆积镍铬废渣而对环境发生的污染问题，成为实际中的“貔貅”。(Ivy)

菲律宾红土镍矿为基性超基性岩经过蛇纹石化蚀变、长期风化淋积而成的硅酸镍矿床。矿物成分复杂、粒度细微、结晶差、混杂现象严重，并且易碎，物质组成研究难度大。中国地质科学院矿产综合利用研究所对菲律宾红土镍矿物质组成及镍铬铁工艺的研究项目确立了该红土镍矿的物质组成，原矿样组成粒度偏细，粒度分布以0.075mm以下或0.04mm以下为主。镍的矿物以硅酸盐矿物、氧化物矿物为主。工艺矿物学查明了镍矿物有镍蛇纹石(又称硅镁镍矿)、镍钴土矿、(含钴的)镍锰矿、镍黄铁矿;含镍矿物有蛇纹石、绿泥石、褐铁矿、伊丁石等。 铁在红土中以褐铁矿形式出现，为风化超基性岩。在红土风化作用下，橄榄石、辉石等富含低价铁的矿物在氧化带中氧化分解，低价铁转变为高价铁，高价铁矿物的溶解度很小，在氧化带中较稳定，因而残留在地表，使得上层矿石含铁50%以上。同时，矿体内因残留有原母岩超基性岩的副产物——铬铁矿、铬尖晶石、钛铁矿等以及风化作用形成的硅酸镍矿、含钴的硬锰矿等，使得矿石成为富含铁、锰、镍、钴等的“天然合金铁矿石”，可直接用于冶炼优质合金钢。 中国地质科学院矿产综合利用研究所通过对矿石工艺性能的研究，采用重、磁联合法，对铬铁矿的富集分离效果较好，可获得含三氧化二铬为33.18%的铬精矿产品和含镍为1.96%、三氧化二铬降到0.65%的镍矿石产品。在常压100℃、50%浓度的硫酸中浸出时间为1个~2个小时，对镍、钴的浸出率较高，酸浸法(湿法)回收镍、钴外，低镍铁法(火法)回收镍、钴、铁，回收率高、工艺简单、成本较低。经还原焙烧后破碎、磨矿、磁选，可得到低镍铁合金精矿，有价金属回收率为镍99%、铁92%、钴97%。 本项技术研究成果通过工艺矿物学研究方法，对镍、铬、铁的状态和矿石利用的工艺性能进行了详细的测试和试验，对指导生产和选矿科研工作起到了积极的参考作用。

回火的品种及使用　　依据工件功能要求的不同，按其回火温度的不同，可将回火分为以下几种：（一）低温回火（150－250度）低温回火所得安排为回火马氏体。其意图是在坚持淬火钢的高硬度和高耐磨性的前提下，下降其淬火内应力和脆性，避免使用时崩裂或过早损坏。它首要用于各种高碳的切削刃具，量具，冷冲模具，滚动轴承以及渗碳件等，回火后硬度一般为HRC58－64。（二）中温回火（350－500度）中温回火所得安排为回火屈氏体。其意图是取得高的屈从强度，弹性极限和较高的耐性。因而，它首要用于各种绷簧和热作模具的处理，回火后硬度一般为HRC35－50。（三）高温回火（500－650度）高温回火所得安排为回火索氏体。习气大将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理，其意图是取得强度，硬度和塑性，耐性都较好的归纳机械功能。因而，广泛用于轿车，拖拉机，机床等的重要结构零件，如连杆，螺栓，齿轮及轴类。回火后硬度一般为HB200－330。气氛与金属的化学反响　　一． 气氛与钢铁的化学反响1. 氧化2Fe＋O2→2FeOFe＋H2O→FeO＋H2FeC＋CO2→Fe＋2CO2. 复原FeO＋H2→Fe＋H2O FeO＋CO→Fe＋O23. 渗碳2CO→［C］＋CO2Fe＋［C］→FeCCH4→［C］＋2H24.渗氮2NH3→2［N］＋3H2Fe＋［N］→FeN二． 各种气氛对金属的效果氮气：在≥1000度时会与Cr,CO,Al.Ti反响：可使铜，镍，铁，钨复原。当中的水含量到达百分之0.2—0.3时，会使钢脱碳水：≥800度时，使铁、钢氧化脱碳，与铜不反响：其复原性与类似，可使钢渗碳三． 各类气氛对电阻组件的影响镍铬丝，铁铬铝：含硫气氛对电阻丝有害

在铁族元素（包含Fe、Co和Ni）的三价氢氧化物中，其间以Ni(OH)3的氧化性最强，Co(OH)3次之，Fe(OH)3的氧化性最弱。用Ni(OH)3可使Co2+氧化成Co3+。      在工业生产上，黑镍（FeOOH）是Ni(OH)3的安稳形状。因为氢氧化亚镍[Ni(OH)2]的顔色为暗绿色，而氢氧化镍[Ni(OH)3和NiOOH]为黑色，故得名“黑镍”。黑镍像Cl2相同，它可作氧化剂用于中和水免除钴。其反响如下： NiOOH+Co2++H2O=Ni2++Co(OH)3      作为电解液净化沉钴所需的黑镍是用电解法制取的。电解阳极氧化Ni(OH)2法的根本进程是,从电解液净化系统抽出部分净化后液，参加沉积出Ni(OH)2,将Ni(OH)2矿浆放入电解槽内通入直流电，Ni(OH)2在阳极上发作氧化反响： Ni(OH)2-e=NiOOH+H+      Ni(OH)2电解氧化成NiOOH的机理现在还不彻底清楚。但一般以为氧化进程发作在固相即Ni2+无需进入溶液能够发作氧化,也就是说在Ni(OH)2颗粒触摸到阳极时才干氧化。电解氧化槽必须加强拌和,促进Ni(OH)2颗粒与阳极磕碰。电解氧化槽的阳极材料为外长始极片,阴极材料可用镍铬丝或不锈钢网,用鼓入空气的办法拌和电解氧化槽中的矿浆。下表为电解氧化槽技能操作条件。 下表“黑镍”电解氧化槽技能操作条件项目单位 电解液成分 NaOH0.1～0.15mol/L Ni30g/L电解液温度℃50槽电压V2.3阳极电流密度A/m220电流效率%～50     芬兰哈贾伐尔塔精粹厂选用“黑镍”氧化水免除钴是在两个容积为120m3的空气拌和槽中以两段逆流方法进行的。在榜首段净化除钴的进程中，溶液与现已部分起反响的NiOOH触摸,溶液中50%左右的钴发作沉积。矿浆送主动压滤机过滤，滤渣经酸洗后送另外厂收回钴，滤液送第二段净化除钴。在第二段反响槽内参加新的NiOOH。      用NiOH除钴，因为它的反就产品是镍离子，与电解液主成分共同,不会污染所处理的溶液。此外，用NiOOH除钴,因为它的氧化能力强，因而能一起除净溶液中残留的微量杂制质，如铜、铁、锰、砷等，起到深度净化的意图。

一、前言 生物浸出低品位复杂矿中的有价金属元素是目前矿冶领域的重要研究方向。生物浸出低品位镍铜硫化矿的工艺研究文献报道较少。Miller等曾对南非低品位镍矿进行了细菌堆浸模拟实验，在浸出70d后镍的浸出率在30%～50%。Southwood等研究了影响低品位镍矿生物堆浸的一些重要参数，表明矿石的理化性质、浸堆的渗透度和孔隙度是影响浸出速度和浸出率的主要因素，大量脉石的存在阻碍了镍的浸出。前人的工作表明，采用生物堆浸方式处理低品位镍铜矿，浸出速度慢，浸出率低。为了进一步提高浸出效率，有必要实验其它浸出方式处理低品位复杂镍铜矿的效果。 本文论述了3种不同方式生物浸出低品位镍铜硫化矿的实验结果。不同生物浸出方式的实验研究，以已完成的浸出条件研究结果为基础，包括：采用氧化亚铁硫杆菌（TF5）浸出硫化矿，pH值应严格控制在1.2～2.0；细菌的初始接种量应保持在108～109个∕g（细胞∕原矿）；合适的矿浆浓度由矿物的硫化物含量确定；加入适量氧化硫硫杆菌（TT）有利于浸矿的进行，以TF5∶TT＝2∶1的比例进行接种为最佳；在温度为35℃的情况下镍和铜的浸出率最高。实验的浸出方式包括通气搅拌浸出、通气气搅浸出及柱式渗滤浸出。 二、实验 实验采用的矿样取自金川二矿区底部贫矿，主要矿物成份为镍磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿。矿石含镍0.68%、铜0.34%、钴0.022%。实验矿样分为两种粒度：－300目占97%和－300目占54%。细菌来自中科院微生物所提供的氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌，经进一步驯化培育后使用。 氧化亚铁硫杆菌采用Leathen培养基，氧化硫硫杆菌用Starky培养基，温度35℃，摇床转速140r∕min下培养。并用原矿培养混合菌，混合菌由氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌组成，其比例为2∶1。 用原子吸收分析法分析溶液中的镍、铜和钴，并计算浸出率。 三、结果与讨论 （一）通气气搅浸出 以矿浆浓度为5%，15%，25%进行浸出，浸出温度为室温（30℃左右）。实验过程为：当矿浆浓度为5%时，在简单气升式反应器（外管直径3.5cm，中心管直径2.5cm，其中心直管单气泡通入空气）中加入270mlLeathen培养基，15g原矿（粒度为－300目占97%）然后加酸进行预浸。待pH稳定在2。0左右，进行接种，接种量为30ml适应混合菌，最后通入空气进行浸出，通气速率约为60L∕h，每隔2d取样分析结果。当矿浆浓度为15%和25%时，实验步骤相同，只是由于固体浓度不同，接种量有所不同，固体与细菌接种量之比为每5g矿接种10ml菌液。3种不同矿浆浓度的镍铜浸出结果如图1所示，渣相分析见表1。实验结果表明，当矿浆浓度为15%时，浸出情况最好，镍浸出率达95%以上，钴浸出率达82%以上。浸出过程中，细菌生长的停滞期与矿浆浓度密切相关，矿浆浓度为5%时最短。图1  通气气搅生物浸出镍和铜 表1  气搅浸出结果通气气搅浸出时，矿石颗粒借助气流的提升悬浮于浸出液中，因而在浸出液中不均匀分布。细菌在矿浆中的分布与细菌周围的营养物、氧气和二氧化碳的分布有关。矿浆浓度高的部分，必须补充高浓度的营养物、氧气和二氧化碳，细菌才能充分生长。所以通气气搅实验明显存在弊端，矿石分布的不均匀，导致浸出液中各部分生长环境不同，使细菌生长环境受到制约，进而直接影响到金属元素的浸出速度和浸出率。且浸出低品位镍矿时，由于硫化物含量较低，矿浆浓度必须比较高才更有利于细菌的生长，但通气气搅方式不适合高矿浆浓度的浸出，因而采用该方式浸出低品位镍矿时，需要在高效反应器中进行，这部分工作正在研究中。 （二）通气搅拌浸出 通气搅拌浸出的特点是，在电磁搅拌下通入空气浸出。搅拌浸出反应器置于恒温水浴中，温度控制在35℃，搅拌速度为300r∕min，空气通入速率约40L∕h。 1、不同矿浆浓度的通气搅拌浸出 实验在矿浆浓度为15%，25%，30%条件下进行。15%矿浆浓度下浸出实验过程为：在恒温水浴浸出槽中加入140mlLeathen培养基，然后放入30g原矿（－300目占97%），加酸进行预浸，pH稳定在2.0之后，接种60ml适应混合菌，然后进行通气搅拌浸出。25%和30%矿浆浓度下的浸出实验过程相同，接种的细菌固体比为每5g矿接种10ml菌液。每隔两天进行取样，分析结果如图2所示。浸渣分析结果见表2。图2  通气搅拌浸出不同矿浆浓度下的镍和铜 表2  不同矿浆浓度下通气搅拌浸出结果实验表明，25%矿浆浓度时浸出结果最佳。原因在于15%矿浆浓度时，单位体积中硫化物量较少，不能为细菌生长提供足够的能量。在显微镜下观察，25%矿浆浓度时细菌数量明显多于15%矿浆浓度时。而30%的矿浆浓度过高，产生的较强剪切力有碍细菌生长，使浸出率下降。 2、不同粒度的通气搅拌浸出 实验在25%的矿浆浓度下进行，原矿分为两种粒度，分别为－300目占54%及－300目占97%。实验过程为：在恒温水浴浸出槽中加入100mlLeathen培养基及50g原矿，进行酸预浸。pH值稳定在2.0之后，接入100ml菌液。两个实验操作步骤相同，并不断补充培养基使溶液体积固定在200ml。每隔两天取样进行分析，实验结果示于图3，表3为浸出结果。图3通气搅拌浸出不同粒度的镍和铜 表3  不同粒度下通气搅拌浸出结果实验结果表明，矿物的粒度越小越有利于浸出。在浸出过程中，粒度较细时，耗酸量明显增加。 通气搅拌浸出与通气气搅浸出相比有明显的优点。采用机械搅拌，使矿石在浸出液中的分布较均匀，可采用较高矿浆浓度，对细菌的生长较有利。另一方面，在矿浆浓度较高情况下，通气加上机械搅拌，产生较强剪切力，不利于细菌浸出。因而采用这种方式浸出时，浸出率不及气搅浸出。然而，搅拌速度和矿浆浓度的合适配合，可能提高通气搅拌浸出的浸出率，比较适合浸出低品位镍铜矿。但该方式生产成本较高，由于低品位镍铜矿的脉石含量高，有价金属含量低，只有缩短生产周期，才有比较好的经济效益。为此，需要解决高效菌种，缩短生长停滞期，研制分布均匀、又不产生过高剪切力的高效反应器。 （三）柱式渗滤浸出 低品位镍铜矿采用搅拌浸出将明显增加处理成本，为提高经济效益，考虑成本相对低廉的生物堆浸。实验室中常采用柱式渗滤浸出模拟堆浸。本实验，采用柱式玻璃反应器（直径2。5cm），矿粒度控制在－20目～＋40目，矿量总重为100g，浸出液（pH＝2）柱高约20cm，总体积为4000ml，浸出液流速约25cm∕h，渗滤柱矿样表面无溶液，温度约25℃进行循环浸出。首先进行酸预浸，待pH稳定在2.0之后，接入400ml菌液。浸出过程中，液体蒸发部分用Leathen培养基补充。每隔7d进行取样分析，实验结果如图4所示，表4为浸出结果。图4  柱式渗滤浸出镍和铜 表4  柱式渗滤浸出结果在浸出28d后，加入银离子作为催化剂以提高铜的浸出率，加入量为1.2mg∕g（催化剂∕原矿）。由实验结果可以看到，柱浸渗滤浸出实验的浸出速度很慢。在浸出过程中，溶液的Eh值一直处于较低水平，在0.62mV（SCE）左右。由于浸出过程缓慢，pH值常上升，要经常加酸补充，调节pH值，浸出期间的总耗酸量为0.002mol∕g。 渗滤浸出是生产成本最低的浸出方式，但由于矿石粒度较细，且一直处于静止状态，浸出周期很长，浸出率也低于前二种方式。然而，从经济效益考虑，渗滤浸出最具应用于工业生产的前景。 四、结论 采用3种不同方式进行了金川低品位镍铜硫化矿的生物浸出实验，得到如下结论： （一）通气气搅浸出结果最好，在15%矿浆浓度下浸出20d后，镍浸出率达953.4%，铜为48.6%，钴为82.6%。 （二）通气搅拌浸出可在高矿浆浓度下进行，且浸出周期最短，在25%矿浆浓度下浸出14d后，镍浸出率为80.2%，铜为45.2%，钴为78.4%。 （三）柱式渗滤浸出周期长，浸出率低，浸出49d后，镍浸出率为48.5%，铜为37.5%，钴为33.6%。

一、前语 跟着金矿资源的不断挖掘，易处理矿石日益削减；现在难处理金矿的金占国际黄金储量的60%。所谓“难处理”是指用传统化浸出不能有用提取矿石中的金。形成金矿难浸的要素有矿藏学、化学和电化学三方面的原因。 咱们研讨的目标为青海锡铁山含金硫精矿，该样品的首要矿藏成分为黄铁矿（约95%）和少数硅酸盐物质，其间黄铁矿（FeS2）是载金矿藏，这种含金的包裹体非常细微，常称为微细包裹体或亚微细包裹体。直接化浸出时浸出剂的水溶物无法直接与金粒触摸。因而需要对该类含金硫精矿进行生物预氧化处理。 生物预氧化难处理金矿技能在20世纪90年代得到了飞速展开，细菌氧化工艺日益老练，其工业使用也得到了敏捷遍及。生物预氧化难处理金矿的菌群数量以及细菌对硫化矿的氧化才干都受环境影响。影响菌群数量的环境要素有温度、营养物质、酸度、培养基（动力）以及溶解金属离子。根据温度规划，对生物预氧化进程起效果的微生物首要能够分为以下3类：（1）嗜中温细菌。最佳成长温度为30～45℃，包含氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌、氧化铁微螺菌。（2）中等嗜热细菌。最佳成长温度为45～55℃，如硫化芽孢磺杆菌。（3）高温嗜热菌。最佳成长温度为60～85℃，包含叶硫球菌、叶硫球古细菌。现在生物氧化工艺首要有：难处理金精矿拌和浸出，难处理原矿拌和浸出、原矿堆浸三种办法。金精矿拌和浸金收回率最高，浸出周期短，少于4～6天，耐酸罐和混合体系出资花费较少，首要操作费用用于精矿生成、拌和和充气。典型工艺有BIOX工艺和Bac Tech工艺。但跟着资源的日益贫化，矿石档次下降，在用其他办法从经济上不能有用地提取时，原矿堆浸越来越引起人们留意，典型工艺流程是：原矿破碎、筑堆、成团或不成团、接种细菌。典形工艺有MINBAC工艺和Geobi－Otics工艺。2008年长春黄金研讨院在难浸金精矿生物氧化提金研讨方面获得了新的打破，使金的收回率到达了95%左右，细菌的最高耐砷才干到达22g/L。生物预氧化技能的几个特色：（1）工业规划越来大。从1986年的10t小厂，现已展开到日处理浮选精矿750t的规划，根据现在把握的资料，往后国际各地还将连续建成更大规划的细菌氧化厂。（2）细菌工作温度越来越高。从曾经的35～40℃现已进步到45～50℃，而且正在试验工作温度达60℃的细菌，从中高温菌向极点高温菌展开。（3）氧化时刻越来越短。从曾经的6～10天现已缩短到5天，下降了出产本钱，进步了矿山的经济效益。（4）习惯矿种越来越杂乱。现已从简略的硫化物，展开到含砷、含硫、含碳等低档次杂乱难处理金矿石。（5）工程技能、工程设备及工程材料日益先进。比方拌和体系、供气体系、冷却体系、操控体系、酸平衡体系等都有较大的进步。（6）跟着高温菌种的选用，越来越多的金属可用生物冶金办法提取，如铜、金、银、铀、镍、钴、锌等等，而且将获得很大的经济效益 二、试验办法 把不同性质的含金硫精矿样品分红有代表性的两部分，一部分保存，另一部分用湿筛法分红不同粒级，分析贵金属和有价金属元素含量。 生物预氧化试验是在2.5L拌和罐中进行的，拌和速度为170r/min，温度为33℃。开端的细菌培养液每毫升含菌种106单位。定时测定浸出液的pH值、氧化复原电位及Fe2＋和总铁的量。细菌氧化渣在低温下枯燥后，称重，分析其贵金属的含量。氧化的固体用碱性液中和到pH值为10左右，并稀释化液，以便提取金，根据化验核核算得到金的提取率。 三、成果与评论 （一）pH值与矿石氧化率的联系 细菌预氧化初始pH值对氧化率有必定的影响，屡次试验发现，当初始pH值调到1.8左右时，对后续的氧化最有利。 （二）细菌接种量与矿石氧化率的联系（见图1）添加细菌接种量在必定程度上可使细菌提早进入对数成长期，缩短矿石氧化时刻。因而，考察接种量对矿石氧化率的影响，以断定恰当的细菌接种量。 从试验成果能够看出，当接种量小于20%时，添加接种量可有用缩短细菌成长阻滞期时刻，进步终究矿石氧化速率；当接种量大于20%时，添加接种量对缩短细菌成长时刻的效果显着下降。因而，在试验或出产进程应经过核算确保细菌接种量大于20%。 （三）矿浆浓度与矿石氧化率的联系（图2） 众所周知，矿浆浓度能烈影响矿浆中的气体传输速率，添加矿浆浓度将添加溶液黏度，减小气体传输速率，一起拌和进程中剪切力也添加；以上种种都对细菌的成长和繁衍极为晦气；但下降矿浆浓度将减小出产才干，添加能耗等。因而，有必要断定恰当的矿浆浓度。 从试验成果能够看出，较低的矿浆浓度有利于细菌成长和矿石氧化，但跟着矿浆浓度的添加，矿石氧化速率逐渐下降，当矿浆浓度高于15%时，影响极为显着。试验进程中也发现，20%矿浆浓度的浸出前期，溶液中细菌数量显着小于低矿浆浓度的细菌数量。供鉴国内外难处理金矿预氧化经历，主张在出产进程中操控矿浆浓度在10%～15%之间。（四）矿石粒度与矿石氧化率的联系（见图3）减小矿石粒度能添加矿石表面积，有利于细菌在矿藏表面的吸附与繁衍，加速矿石的氧化速率。故此展开矿石粒度对细菌氧化速度的影响性试验，以断定磨矿时刻和磨矿粒度。 从试验成果看，矿石粒度对细菌氧化功率影响显着，但磨矿过细测导致磨矿能耗大、本钱高。针对本试验所用样品性质而言，主张磨矿5min左右，即操控矿石粒度－0.047mm（－300目）不低于80%。 （五）氧化时刻与矿石氧化率的联系 氧化时刻与矿石氧化率有亲近的联系，矿石从开端氧化到逐渐氧化彻底，其间时刻是关建要素。考察氧化时刻与矿石氧化率的联系，其意图在于为出产实贵供给一个简略的断定根据，断定何时能到达预订氧化率标准。不同氧化时刻矿石的氧化率见表1。从试验成果看，氧化时刻与矿石氧化率有着极为亲近的联系。在矿藏氧化前期，矿藏表面积大、可供细菌吸附的区域多、细菌敏捷繁衍、矿石氧化速度逐渐加速；跟着矿石的逐渐氧化，矿藏颗粒不断缩小、表面积削减，矿石氧化速度逐渐下降。 （六）矿石氧化率与金浸出率的联系（见图4）因为本试验矿样为黄铁矿包裹型难处理金矿；因而，黄铁矿的氧化率对金的浸出率有显着的影响。黄铁矿氧化后，其包裹的金才干彻底褐露出来，天然金才干与溶液中的离子络合进入溶液。为削减氧化时刻、节省出产本钱，一起确保矿石中的金能较好的收回，考察矿石氧化率与金浸出率的联系就非常必要。这儿只列出试验条件，详细试验过程拜见相关文献。 试验成果表明矿石氧化率和金浸出率线性相关，化时刻对金浸出率影响小；进一步证明该矿石为黄铁矿包裹型难处理金矿。此类矿石在外层包裹的黄铁矿被氧化、褐露天然金后，化浸出是非常简单的。因为氧化后的矿石粒度细，离子分散简单；化时刻对浸出率的影响较小。在确保足够的离子和溶解氧的情况下，金浸出率只与矿石氧化率相关。 四、定论 试验成果表明，生物预氧化处理该难浸金精矿的适合条件为：pH＝2.0、接种量10%（体积分数）、磨矿细度－0.047mm（－300目）的占80%、通气量0.1L/（L·min），在此条件下，细菌效果21天后，Fe的氧化率可到达90%以上。 五、展望 生物预氧化提金法是一种有潜力的工业技能。关键是开发耐热功能杰出的菌种，在难处理金精矿方面获得较高的经济效益，并下降工程实践的难度。我国含砷难处理金精矿资源丰富，但因为高效的提金技能产业化刚处于起步阶段，故许多已开始探明储量的难处理金矿不能彻底开发。为此，在争夺引入国外先进技能的一起，应尽快将我国选冶技能方面已获得打破性发展的科研成果大力面向产业化。

细菌辅助的堆浸    澳洲基里朗崩（Girilambone）矿[1]上部为孔雀石和蓝铜矿，于1993年开工进行氧化矿的堆浸，年产铜14000t。矿床下部硫化矿逐渐增多，占含铜矿石的65%，主要为辉铜矿，向底部延伸主要为黄铜矿。在l00mm直径小型柱中细菌浸出的结果表明，浸取25天，辉铜矿浸取率达97%，而黄铜矿仅浸出27%,至710天才达42%。铁的浸出比铜快，25天为42%。柱浸试验还表明，即使不接种菌种，浸出液中也逐渐出现铁硫杆菌，但费时甚长，因此还是需要接种。    进而在6m高的大柱中进行试验,开始的浸取速度取决起始酸度,以含8g/L硫酸的萃余液进行浸取，155~158天时酸增加至15g/L。起始铜浸出速度较慢，微生物的作用在99天时开始明显。此时pH值为2.9，Fe（II）氧化为Fe（III）而沉淀。起始酸度为54g/L时，一开始浸取速度就很快，22天铜浸取达23%，酸度下降，此时进行接种。第74天时微生物开始起作用。但是，在后期铁依然从溶液中沉淀析出。    在设计堆浸时，考虑到黄铜矿比例的不断增加，平均浸取率定为78%。采用两段浸取，即老堆流出的低铜溶液用于新堆浸取。矿石平均含铜2.5%，远比其他矿山要高得多。矿石粉碎至-12mm，堆高5~6m。开始阶段的新堆筑在新堆场，以后要筑在旧的氧化矿堆上。喷淋速度13L/h·m2，堆中通空气，设计的堆温为30℃。新堆开始浸取时采用的酸度为50g/L,35天后降至8g/L，平均耗酸14kg/t矿石。不过，根据柱浸的结果，铁矿也部分浸出，产生硫酸。因此，酸可能会过剩，要引出一部分进行中和，所以设计了中和槽。    虽然设计期望的堆温为30℃，但在冬季实际测量的结果是12℃，浸取液才8℃。浸取速度明显下降，堆的周期比预期的要长。采用滴液要比喷淋有利于减少热量损失，但是，由于滴管口有盐析出造成堵塞，未能被采用。    分析基里朗崩矿运行中典型的铜浸取率和浸取时间的关系曲线，可以分为两个区域。第一区域上升比较陡峭，主要是酸的化学浸出在起作用，后来的浸出速度变缓慢，是细菌在浸取硫化矿。此后堆内条件的变化，如矿石粉化，塌陷导致堆的阻力增大，使浸取速度进一步降低。    一年的运转结果表明，这个矿用细菌堆浸处理高品位混合铜矿是成功的，氧化矿的浸取率达84%，硫化矿78％，年处理矿石750万t。浸取液含铜4. 8g/L，萃余液0.3g/L。    极端嗜热菌浸取黄铜矿    中温菌浸取黄铜矿也导致钝化，即产生的单质硫阻止进一步的浸取反应。但是近年报道的结果说明，中温菌和极端嗜热菌浸取黄铜矿则钝化现象很不明显。    工厂化的细菌浸取设备要求很高，因此需要较高的投资。最近有一家公司开发了一种方法，用于黄铜矿的浸取，投资和生产成本很低[2]。这种方法的核心是将黄铜矿精矿的矿浆喷在普通岩石块上，再堆浸，并在堆中接种菌种。他们没有特别说明所使用的岩石的名称，但是肯定应该是可以耐酸的岩石，要求破碎到6~25mm。包的石块外面的矿浆层厚度约为lmm，使岩石和精矿的质量比在5/1~10/1之间。    当石块从皮带输送机末端流下时，矿浆通过两个喷嘴从不同方向喷向石块，黏附在石块上。包覆了矿浆的石块直接筑成堆浸，不再搬动。据称，由于黄铜矿憎水，因此黏附在石块上的精矿在喷淋浸取液以及下雨时，并不会从石块表面被冲刷脱落。[next]    在一个柱浸试验中使用的样品含铜26.1％、铁29.7%、硫29.0%和碳酸钙0.5%，矿物分析结果是黄铜矿75.4%、黄铁矿14.5%（其中63%为磁黄铁矿）。其中酸溶铜1.5%、酸溶铁2.1%。柱高6m、直径0.144m，下面通入空气，试验中，并掺入氧气或二氧化碳。他们先在常温下接种中温菌，浸取25d，反应速度明显下降。升温至50℃接种嗜热菌，浸取至50d，铜的浸取率达到50%，反应速度再次下降。再升温至70℃，接种极端嗜热菌，浸取率不断上升，至150d，达到80%以上，还将继续升高。这个试验说明，不同菌种浸取能力存在很大差别，如下图所示。在另一项试验中，从开始即升温到70℃，并直接接种极端嗜热菌，140d时浸取率就达到97.5%。起始两个星期，细菌处于繁殖阶段，浸取速度很慢。而后达到每天铜的浸取率1.14%，80d后，随着矿石品位降低，逐渐下降，150d的日平均浸取率为0.70%。    通过多次试验结果的比较表明，铜的浸取率和矿石中硫的氧化呈线性关系。硫化矿除在起始阶段氧化为单质硫之外，以后单质硫逐渐降低。这有助于理解极端嗜热菌浸取黄铜矿时没有明显钝化作用的原因，如下图所示。[next]    最近日本学者[3]研究在65℃下,极端嗜热菌耐酸布雷尔莱菌(Acidianus Brierlay )[4］浸取黄铜矿，再次证明其浸取速度远高于其他菌种。浸取机理以吸附于矿石表面的细菌对矿石的直接氧化为主，高铁离子的氧化仅占很小的比例。这个发现可以从另一方面解释这种细菌克服单质硫阻滞浸取反应的机理。他们还根据小试验的结果建立了模型，推测了在搅拌反应器中,连续浸取的最佳条件是细菌浓度1014个/m3,固液比5~10kg/m3。    参考文献:    1.Nicholson H M,Smih G R,et al.,conf.Proc. BIOMINE'94,Sep.19-20,1994,Perth,western Australia,Paper II    2.Harvey P et al,Conf.Proc.BIOMINE'99,88-97    3.Konishi Y,et al.,Hydrometallurgy,2001,59:271-282    4.Brierlary，C.L.，Brans R.，Conf. Proc. BIOMINE'94，Sep.19-20,1994，Perth，Western Australia,Paper V

生物冶金技能工业化始于20世纪60年代的铜矿、铀矿,到了20世纪80年代生物冶金技能发展愈加敏捷,并在铜、铀、金等生物冶金方面大规模工业运用,生物冶金的研讨与运用范畴已由铜、铀、金等的提取向镍、钴、锌、钼、磷、煤脱硫等范畴拓宽,到1999年镍钴矿的生物提取也相继完成了工业运用,标志着镍钴矿的生物冶金已从实验室走向工业化运用。实践证明,选用生物法提镍钴生产成本远低于传统工艺的生产成本。 从80年代起,国内一些从事根底研讨的单位如北京有色金属研讨总院、中国科学院进程工程研讨所、中南大学等开端硫化镍矿细菌浸出机制的研讨,对细菌浸镍的电化学机制进行研讨后以为,镍黄铁矿的细菌浸出受复合作用机制操控。北京有色金属研讨总院已从金川镍矿选育出优秀浸镍菌株,贫矿和尾矿镍浸出率别离达88%和87%以上,通过激光诱变技能选育耐受高pH值的浸镍硫杆菌,初步解决金川镍矿耗酸脉石多而导致的pH值不稳,然后影响细菌活性的难题,展现了生物冶金技能在我国镍矿资源的开发利用方面具有杰出的运用远景。 本研讨挑选高砷硫低镍钴硫化矿为研讨目标,其含镍首要矿藏是辉砷镍矿,在浸出镍的一起,砷也一起浸出。而砷含量高,对细菌的正常成长与繁衍活动影响大。与现在文献报导的含镍黄铁矿或含镍磁黄铁矿的细菌浸出比较,需进行抗砷细菌的挑选与改进研讨,进步细菌浸矿功率。本研讨通过选用化学分析和偏光矿相显微镜矿藏判定等现代工艺矿藏学研讨办法、现代微生物驯化育种技能和浸矿活性检测技能以及矿石摇瓶细菌浸出办法等,具体研讨了生物浸出工艺矿藏学、抗毒性强的高效浸矿菌种的选育和细菌浸出要害工艺参数,取得了高砷硫低镍钴硫化矿生物浸出的高效浸矿菌种和生物浸出最优工艺参数,为进一步展开低档次硫化镍钴矿的生物提取研讨供给了技能根底。 一、研讨办法、材料和浸矿菌种 （一）研讨办法 矿石工艺矿藏学研讨办法:挑选具有代表性的矿石标本,通过切开、粗磨、细磨和抛光等工序制成光片,然后在矿相显微镜下进行矿藏品种的判定和矿藏数量的计算,并通过矿石样品中ICP2MS化学分析,定量查定矿藏的化学组成。 浸矿菌的选育与驯化办法:依据矿石的理化性质和矿石组成,挑选合适的原始浸矿菌株,在9K培育基中参加必定浓度的Ni2+,Co2+金属离子和,然后逐渐进步Ni2+,Co2+金属离子和浓度,并每次转接于高砷硫低镍钴硫化矿粉浸出系统中进行进步浸矿功能和抗毒性驯化。一起,选用亚铁离子氧化速率法、生物显微镜直接计数法及氧化复原电位法测定驯化菌的浸矿活性。 矿石细菌摇瓶浸出实验办法:称取必定量的矿粉,加到300ml的三角瓶中,放入压力锅中蒸汽消毒20min,冷却后接入已消毒的细菌根底培育基,调酸度至所需的pH值,使之安稳,然后接入细菌,置于空气恒温摇床振动浸出。在浸出进程中,每天测定矿浆pH值、电位一次,用20%的稀H2SO4或10%NaOH溶液调矿浆pH值。浸出完毕后,浸出渣过滤、洗刷、烘干,浸出渣和浸出液别离分析化验。 （二）实验和检测仪器 偏光矿相显微镜:矿藏的判定;控温无级调速摇床:菌种的培育;高压灭菌锅:器皿和培育基的灭菌;Thermo orion model 868电位pH计:检测细菌培育和浸出进程pH值;电位差计:检测菌液与矿浆的电位(vs.SCE),选用的电极为标准甘电极和铂电极;生物显微镜(含CCD数码摄像和传输)系统:检测溶液中的细菌活性;原子吸收光谱分析仪:分析浸出液和浸渣的金属元素的含量;分光光度计:检测细菌浓度及分析浸出液和浸渣的金属 （三）材料 运用的化学试剂(分析纯)首要有:硫酸亚铁、硫酸铵、硫酸镁、、磷酸氢二钾、、、硫酸、、、磷酸、等。 （四）浸矿菌种 实验用的原始浸矿菌种为Retech Ⅰ,Retech Ⅲ,Retech Ⅴ。 二、工艺矿藏学研讨成果 矿石的化学组成见表1。矿石中首要有利成分是镍和钴,其他有用组分 表1  矿石的化学组成Mn,Pb,Cu,Zn含量较低,有害组分为砷。构成矿石的金属矿藏的组分首要是铁、硫,构成脉石矿藏的组分首要是二氧化硅和三氧化二铝,氧化钙和氧化镁等均较低。 构成矿石的各种矿藏的相对含量见表2。矿石中金属矿藏首要是黄铁矿,其次是白铁矿、胶黄铁矿和褐铁矿、赤铁矿;含镍矿藏为辉砷镍矿、碧矾、针镍矿、斜方砷镍矿、镍华等。脉石矿藏首要是石英、水云母,还有少数绿泥石;碳酸盐类矿藏很少,还有少数菱铁矿、菱镁矿。 表2  矿石的矿藏组成及相对含量 黄铁矿是有利组分镍、钴的首要载体矿藏;黄铁矿遍及结晶程度差,结构松懈,易被细菌浸蚀,镍、钴也简单被浸取。 矿石中存在一部分颗粒微细的含镍矿藏,并且涣散在结构细密的脉石中,不易单体解离或暴露,在生物浸出中含菌高铁液难于与之触摸,这将是影响镍浸出率的首要原因。 上述矿石的物质组成研讨成果标明,生物浸出进程中矿石耗酸量小;因为矿石中金属硫化矿的硫和铁含量较高,并且以黄铁矿中的硫和铁为主,因而细菌浸出镍、钴时,也氧化黄铁矿而产出较多的酸和浸出较多的铁,这关于生物浸出液中的镍和钴的提取发生晦气影响。 三、浸矿微生物的挑选、驯化与活性测定 （一）浸矿微生物的挑选 依据矿石的理化性质和矿石组成,从生物冶金国家工程实验室浸矿菌种库中挑选合适的实验用菌株,别离编号为Retech Ⅰ,Retech Ⅲ,Retech Ⅴ,用无铁9K培育基进行高砷硫低镍钴硫化矿挑选性驯化研讨,其成果如表3所示。 表3　浸矿菌株的挑选实验成果由表3可见,Retech Ⅲ的菌种较习惯于该高砷硫低镍钴硫化矿石浸出,镍钴浸出作用较好。因而,菌种的驯化作业以RetechⅢ菌种进行。 （二）浸矿微生物的驯化 对菌株Retech Ⅲ的驯化首要是为了进步其对该矿石性质的习惯性和对金属离子Ni2+,Co2+和砷的耐受才能。驯化进程是直接在9K培育基中参加必定浓度的Ni2+,Co2+金属离子和,然后逐渐进步Ni2+,Co2+金属离子和浓度,并每次转接于矿石浸出系统中进行驯化。第一代驯化条件:Ni2+1g·L-1,Co2+0.5g·L-1,As0.5g·L-1;第二代驯化条件:Ni2+2.5g·L-1,Co2+1.5g·L-1,As1.0g·L-1;第三代驯化条件:Ni2+5.0g·L-1,Co2+3.0g·L-1,As2.5g·L-1。实验成果见表4。 表4　RetechⅢ习惯性驯化浸出实验成果实验成果标明,通过实践矿石和金属离子Ni2+,Co2+,驯化后的菌株,其抗毒性和浸镍、钴才能得到进步,标明该菌株的习惯性和浸出活性经驯化后在实践矿石中的安稳性增强。 （三）浸矿微生物的活性测定 浸矿微生物的活性是细菌浸矿的重要参数。为了调查Retech Ⅲ三代驯化菌的浸矿活性,选用了亚铁离子氧化速率法、生物显微镜直接计数法及氧化复原电位法测定了Retech Ⅲ三代驯化菌的浸矿活性,测定条件为:9K培育基,Ni2+5.0g·L-1,Co2+3.0g·L-1,As2.5g·L-1,初始菌浓度3.78×105cells·ml-1,摇床温度30℃、转速145r·min-1,成果见图1～3。图1  Retech Ⅲ三代驯化菌氧化Fe2+为Fe3+速率的改变曲线图2  细菌培育时菌液氧化复原电位的改变曲线图3  细菌培育时刻与菌液中活细菌浓度对数的改变曲线 对Retech Ⅲ三代驯化菌的浸矿活性测定成果标明:该菌株具有较高的活性,将Fe2+氧化为Fe3+速率到达1.4g·(L·h)-1;细菌繁衍速度快,细菌浓度由初始时的3.78×105cells·ml-1培育60h到达1.67×108cells·ml-1,安稳时较长;溶液的电位挨近600(mV,vs.SCE),氧化才能强。 四、镍和钴生物浸出实验成果与分析 （一）有菌与无菌比照实验 实验条件:矿浆浓度5%,矿浆pH值为2.0,浸出时刻为16d,浸出温度30.3℃,摇床转速为145r·min-1,其他实验条件及成果见表5。 表5　有菌与无窥比照实验成果（二）浸出介质初始pH值对生物浸出镍和钴的影响 实验条件:矿浆浓度5%,细菌接种量为20%,浸出时刻为20d,浸出温度30.3℃,摇床转速为145r·min-1,其他实验条件及成果见表6。 表6　浸出介质初始pH值实验成果实验成果标明:浸出介质的初始pH值对该高砷镍钴矿中镍和钴的浸出影响较显着,过高和过低的初始pH值都晦气于镍和钴的浸出。因而,挑选适宜的浸出介质pH值(1.50～2.0),并可以安稳操控该pH值,对进步镍和钴的浸出率是非常有利的。一起,也标明晰浸出实验所运用的细菌,其最佳成长的pH值是在1.50～2.0之间。 （三）细菌接种量与生物浸出镍和钴之间的联系 　细菌接种量及实验成果见表7,其他实验条件为:矿浆浓度为5%,浸出介质初始pH值为1.90,浸出时刻为20d,浸出温度30.3℃,摇床转速为145r·min-1。 表7　细菌接种量实验成果 实验成果标明:镍、钴浸出率受细菌接种量的巨细影响,在无菌浸出时镍、钴浸出率别离只要23.92%和26.25%,接种量达30%后,镍、钴浸出率别离到达71.23%和97.52%,标明增大细菌接种量有利于加速镍、钴的浸出速率。其首要原因是增大细菌接种浓度,缩短了细菌在新的浸出环境中的习惯期,即缩短了细菌的阻滞期而快速进入细菌成长繁衍期和安稳时。 （四）矿浆浓度对生物浸出镍和钴的影响 矿浆浓度及实验成果见表8,其他实验条件为:细菌接种量为20%,浸出介质初始pH值为1190,浸出温度30.3℃,摇床转速为145r·min-1。 表8　矿浆浓度实验成果实验成果标明:在浸出时刻满足长的情况下,矿浆浓度对镍钴的细菌浸出影响不大;只要在短时刻的细菌浸出进程中,矿浆浓度对镍、钴的浸出速率存在较大影响。细菌浸出10d,矿浆浓度在10%以内,镍的浸出率均挨近60%,钴的浸出率均挨近80%,而矿浆浓度在15%以上,镍和钴的浸出速率急剧下降,镍和钴的浸出率别离下降到45%和60%左右;细菌浸出20d,矿浆浓度5%～30%,镍和钴的浸出率别离到达70%和97%。 （五）浸出周期对生物浸出镍和钴的影响 浸出周期及实验成果见表9,其他实验条件为:矿浆浓度为10%,细菌接种量为20%,浸出介质初始pH值为1.90,浸出温度30.3℃,摇床转速为145r·min-1。 表9　浸出周期实验成果实验成果标明:浸出周期对镍、钴浸出率有较大影响。跟着浸出周期的延伸,镍、钴浸出率进步,但当浸出周期延伸到20d后,持续延伸浸出周期,镍、钴浸出率进步的起伏逐渐削减,浸出周期延伸到100d,镍、钴浸出率别离到达85.46%和99.23%,矿石中的钴根本被彻底浸出。 （六）生物浸出工艺参数优化实验成果 高砷低档次硫化镍钴矿生物浸出工艺参数优化实验是依据矿石的生物浸出工艺矿藏学研讨成果和镍钴硫化矿的生物浸出特征,调查了生物浸镍钴的首要影响要素。通过对浸出介质、浸矿微生物、浸出周期、矿浆浓度、温度等首要影响要素的实验研讨,取得的最优工艺参数如下:浸矿菌株为Retech Ⅲ三代驯化浸矿菌株、矿浆浓度为10%、细菌接种量为20%、浸出矿浆pH值为1.5～2.0、浸出矿浆温度为30℃、浸出时刻为20d、摇床转速为145r·min-1。依照上述最优工艺参数进行实验,镍和钴的浸出率别离到达72.33%和98.58%。 五、定论 （一）某高砷硫低镍钴硫化矿矿石中存在一部分颗粒微细并涣散在结构细密的脉石中的含镍矿藏,是影响镍细菌浸出率的首要原因;因为矿石中酸可溶脉石量少以及黄铁矿中的硫和铁含量高,因而生物浸出进程中,矿石耗酸量小,而细菌氧化黄铁矿而产出较多的酸和浸出较多的铁,这关于生物浸出液中的镍和钴的提取发生晦气影响。 （二）挑选的Retech Ⅲ菌种通过驯化后较习惯于某高砷硫低镍钴硫化矿的浸出,镍钴浸出作用较好,菌可以耐受较高的镍、钴和砷等重金属离子浓度的毒性,浸矿活性高,细菌氧化Fe2+为Fe3+的才能到达1.4g·L-1·h-1;细菌繁衍速度快,细菌培育60h,菌浓度由初始时的3.78×105cells·ml-1上升到1.67×108cells·ml-1,安稳时较长;溶液的电位挨近600(mV,vs.SCE),氧化才能强。 （三）通过对生物浸出镍、钴工艺条件优化研讨后,进步了某高砷硫低镍钴硫化矿的镍、钴细菌浸出率,取得了合适该矿石性质的高效浸矿菌株Retech Ⅲ三代驯化菌和细菌浸出的工艺技能参数,镍、钴的浸出率别离到达85.46%和99.23%。

我国锰矿中磷的含量遍及偏高，磷锰比［ω（P）/ω（Mn）］平均在0.1左右，而冶金用矿石要求ω（P）/ω（Mn）＜0.003。在已勘探的矿床中，含磷偏高［ω（P）/ω（Mn）＞0.005］的锰矿石占总储量的49.59%。锰矿石中的磷主要以磷灰石或胶磷矿方式存在。磷矿藏粒度微细，或与能矿藏严密共生，或呈类质同象方式存在，单体别离较高困难。 近年来，国内外对锰矿石脱在户外工艺都进行了较为深化的研讨。研讨办法主要有高梯度磁选法、浸法、炉外脱磷法、黑锰矿法等。高梯度磁选法存在动力耗费过高、设备磨损严峻、纤细颗粒主动聚会等问题，按浸法仍停留在小试阶段；炉外脱磷法本钱过高；黑锰矿法存在设备腐蚀严峻等问题，都未能从根本上处理富锰降磷问题，所以研讨者们提出了使用微生物脱磷新思路，并取得了较大发展。微生物技能的长处在于出资少、能耗小、本钱低并对环境友好。研讨标明，很多种细菌、真菌、放线菌都具有溶磷作用。不少研讨者在实验室对磷矿粉浸磷都取得了成功。 本实验所用菌株为湘潭锰矿矿区不同植物根系土壤样品中挑选出的脱磷作用较好的菌株，经过紫外诱变得到高产菌株，并以此进行软锰矿脱磷实验，得到了较好的作用。 一、实验材料与办法 (一)土壤收集与预处理 所用土样取自湖南湘潭锰矿矿区植物根系表面以15～20cm深处，置于事前已灭菌的锥形瓶中，24h内别离菌株。 （二）矿样 矿样取自湖南永州市某锰矿、破碎，研磨至粒度小于0.1mm。矿样中ω（P）/ω（Mn）＝0.0109，属高磷锰矿。矿样多元素化学分析成果见表1。 表1  矿样多元素化学分析成果（三）培育基 培育基除查氏固体培育基、牛内膏蛋白胨培育基和PKO固体培育基外，还酸制了富磷培育基（蔗糖30g，2～3g，磷酸氢二钾1g，硫酸严铁0.01g，0.5g，硫酸锰0.5g,蒸馏水1000mL）和缺磷＋Cas(PO4)2培育基（葡萄糖10g，氯化钙0.2g，硫酸镁0.5g，硫酸铵2.0g，0.2g，磷酸三钙0.9g，蒸馏水1000mL）。以上培育基均调整pH至7.0。 （四）实验办法 1、菌株别离 选用稀释平板别离法别离菌株，培育基为本氏培育基和年肉膏蛋白胨培育基。将所取土样制成10－3，10－4，10－5，10－6，10－7各种浓度的稀释液。将10－5～10－7稀释度的溶液接种到培育基上，放入恒温生化培育箱中于30℃下培育。 2、溶磷菌的挑选 挑选分为平板初筛和摇瓶筛2个过程。 初挑选用溶磷圈法。将别离取得的纯菌株接种于PKO固体培育基上，置于30℃培育箱中培7～15d，调查有无溶磷圈，并依据溶磷圈直径（D）与菌落直径（d）的比值开始断定脱磷才能。将有脱磷作用的别离物接种于斜面培育基上保存备用。 复筛时用无菌水将试管斜面上的孢子洗下，用血小球计数板计数，调整菌液浓度大约到108个/mL。移取1mL该菌悬液接种于PKO液体培育基中，放在转速为150r/min的摇床上，于28℃下培育5d。将所得菌液于9000r/min离心机中别离15min，汲取上清液，用钼锑抗分光光度法测定其有用磷含量。 3、模仿锰矿脱磷 将实验用菌种接种至查氏周体培育基中，再转接种至富磷培育基中，放入摇床内，在30℃、150r/min转速条件下活化2次，每次2d，备用。 取活化后的菌种1mL接种至装有100mL含0.090g磷酸钙及0.2612gMnO2(MnO2)的量依据ω（P）/ω（Mn）＝0.0109核算所得）的缺磷培育基的三角烧瓶中，在30℃下，于150r/min转速摇床中好氧培育，调查pH和磷浓度的改变。 4、紫外诱变 以模仿锰矿脱磷实验中作用最好的P69号菌株为发菌株。 （1）菌悬液的制备。将P69菌株活化后用适量生理盐水洗下菌苔，倒入盛有玻璃珠的锥形瓶中，激烈振动将菌块打破后，离心（3000r/min）20min，弃去上层清液，将菌体用无菌生理盐水洗刷2次，最终制成菌悬液，用血球计数板在显微镜下直接计数，调整菌液浓度至108个/mL。 （2）紫外线处理。翻开15W紫外灯开关，预热20min。在无菌条件下，用移液管移取6ml上述菌悬液，放入9cm的无菌培育皿中，再放入一无菌磁力搅拌棒，然后置于紫外灯下30cm处，照耀时刻分别为2，4，6min。 在红灯下，将处理过的菌悬液稀释至10－5，10－6，10－7，涂布在PKO无机磷培育基上，每种浓度的菌液涂3个平板，同时取未经紫外线处理的稀释菌液涂于平板上作对照。用报纸包好，防止光照，置于恒温培育箱中于28℃下培育48h。 （3）挑选。诱变菌株的挑选（初筛和复筛）办法与1.4.2相同。 5、软锰矿脱磷 取诱变后的P－2－8菌液30mL接种至装有150mL软锰矿矿浆缺磷培育基的三角烧瓶中（矿将固体质量分数为20%），基他办法同3。 二、成果与评论 （一）平板初筛 在PKO固体培育基中于30℃培育箱中培育，得到具有显着溶磷圈的真菌菌株9株，其在7～15d内的D/d规模见表2，菌落特征见表3。 表2  9株脱磷菌在固体培育基上D/d规模表3  9株菌菌落特征（二）摇瓶复筛 接种1mL浓度为108个/mL的菌悬液于PKO液体培育基中，放在转速为150r/min的摇床上，于28℃下培育5d。成果见表4。 表4  液体培育成果初筛和复筛成果标明，P69的D/d值规模为1.12～2.30，在液体培育基中溶磷增加量为15.012mg/L，两个数值在9株溶磷菌中均为最大，因而P69具有最大脱磷才能。 （三）模仿锰矿脱磷 各菌株培育5d和10d后的pH值如图1所示，溶磷作用假如图2所示。图1  不同溶磷菌株对溶液pH值的影响            图2  不同菌株的溶磷作用 从图1，2可知，一切参试菌株培育5d后，培育pH均有所下降，至培育10d时，P71，P79，P98，P113，P115培育液的pH有必定上升，P69，P79，P95培育液Pha在本不变，P117的pH下降。培育5d时，菌株对P的脱降率到达50%左右，其间P69的脱磷率最高，为52.2%。 （四）此外诱变  1、初筛 对P69进行紫外线诱变，共长出菌株29株，其间以P－2－8（诱变2min组的8号菌）的溶磷作用最好。诱变15d后，它的D/d值从1.12～2.30增大到1.47～4.33，与原菌株的比照状况如图3所示。                 图3  固体培育基上D/d改变比照 由图3可见，从第6d起，诱变后菌株的D/d值显着进步，P－2－8的D/d值最高，达4.33。 2、复筛 对诱变菌株磷含量进行测定，其诱变后的脱磷菌的液体培育成果见表5。 表5  诱变后的脱磷菌的液体培育成果比照由表5可见，诱变后，菌株的溶磷量为24.05mg/100mL，明显大于动身菌株P69的溶磷量（15.01mg/100mL）。诱变菌株溶磷量比动身菌株溶磷量进步约60.2%。 （五）软锰矿脱磷 图4为P－2－8和P69对软锰矿脱磷的实验成果。能够看出，P－2－8的脱磷率跟着时刻的延伸而不断进步，从第3d的12.3%增加到第15d的74.6%，是原菌株P69脱磷率33.2%的2.25倍。脱磷后锰矿中磷的质量分数由0.19%下降到0.048%，ω（P）/ω（Mn）由本来的0.0109降至0.0028，脱磷后的矿石到达冶金要求。   三、定论 （一）从湘潭锰矿矿区所取土样挑选得到有溶磷作用的菌株9株。以这9株菌进行模仿锰矿脱磷实验，其间P69的脱磷作用最佳，脱磷率为52.2%。 （二）以P69号菌株为动身菌株进行紫外诱变，得到脱磷作用显着进步的菌株P－2－8。用P－2－8进行软锰矿脱磷实验，脱磷率为74.6%，脱磷后锰矿中磷的质量分数为0.048%，ω（P）/ω（Mn）为0.0028，契合冶金要求。

目    录 序言 (1)国内外研讨现状 (2)生物冶金开展趋势及远景 (3)冶金微生物 (4)浸矿系统中的微生物 (5)冶金微生物的多样性 (6)环境微生物多样性的研讨办法 (7)双层固体平板法 (8)本文的研讨意图和含义 1实验材料与仪器  1.1菌株来历 1.2首要仪器 1.3培育基 1.3.1液体培育基 1.3.2固体培育基 2 实验办法 2.1活性培育 2.1.1富集办法 2.1.2 Fe分析办法 2.2 菌株的挑选和纯化 2.2.1 稀释涂布法 2.3 菌株的判定 2.4.1  菌株的判定 2.4.2单菌落的富集培育 2.4.2.1氧化亚铁硫杆菌属 2.4.2.2氧化硫硫杆菌属 2.4.2.3异养菌类 2.4.3基因组DNA的提取 2.4.3.1蛋白酶K法 2.5 最佳成长条件评论 2.5.1铁杆菌 2.5.1.1初始pH值的影响 2.5.1.2接种量的影响 2.5.1.3温度的影响 2.5.2硫杆菌 2.5.2.1不同底物对成长的影响 3 实验成果分析与评论 3.1 活性培育成果分析 3.1.2 铁氧化速率 3.2 菌株挑选成果 3.2.1铁杆菌 3.2.2硫杆菌 3.2.3异养菌 3.3菌株判定成果 3.3.1菌体形状特征 3.3.2显微调查 3.3.2.1普通染色法调查成果 3.3.2.2革兰氏染色成果 3.3.3基因组DNA提取 3.3.3.1 蛋白酶K提取DNA电泳成果 4.3.3.2 16Sr PCR成果 3.4铁氧化曲线 3.4.1 :总铁的改变状况 3.4.1.1细菌氧化Fe2+的机理 3.5成长因子 3.5.1铁杆菌A6 3.5.1.1初始pH 3.5.1.2温度 3.5.1.3接种量的影响 3.5.2硫杆菌B1 3.5.2.1 B1对单质S的运用 3.5.2.2硫杆菌B1对Na2S2O3的运用 3.5.2.3硫杆菌B1对Na2SO3的运用 结  论 参考文献 序言     当今国际金属矿产资源日益干涸，跟着富矿、易挖掘矿不断发掘，低档次、鸿沟档次矿及尾矿许多堆积，惯例冶炼办法本钱过高，使这部分矿产资源不能够运用。生物冶金因具有本钱低、生态环境友好而成为近年来各国争相研讨的热门，并已完结工业化。生物冶金是近代学科穿插开展生物工程技能和矿藏加工技能相结合的工业上的一种新工艺[1]。按微生物在冶金进程中的效果，生物冶金可分为生物浸出、生物氧化、生物吸赞同生物堆集[2]现在生物冶金技能现已在提取低档次难处理矿石中的金属方 面得到大规划的运用，提取的金属包含铜、金、镍、锌、钴、铀等。生物冶金出产的铜、金、铀别离占国际总产量的15%、25%、13%[3]，因而生物冶金具有宽广的远景。 （1）国内外研讨现状难浸金矿的细菌氧化预处理，最早1946年在法国提出，但一向到20世纪80年代中期1986年第非金科公司投产时，生物湿法冶金才开端推行到其它金属的提取[4]。自1980年以来，智利、美国、澳大利亚等国相继建成了大规划铜矿藏堆浸厂，锌、镍、钻、铀等金属的生物提取技能亦得到研讨。加拿大用细菌浸铀规划最大、前史最久，安大略州伊利埃特湖区三铀矿公司1986年产铀360t。智利北部的Qubeard Balanac矿山是现在生物浸出实践中十分好的典范，并展现了生物湿法冶金在矿业中的成功开展。我国史书记载“禹收九牧之金，铸九鼎，象神州。”阐明早在原始社会就具有冶金才能了，公元11世纪记载有“胆水浸铜”，可见古人很早就会运用生物冶金技能。在国内，微生物浸矿的研讨始于20世 纪60年代，中科院微生物研讨所对铜官山铜矿进行 实验研讨，后因种种原因而一度中止。20世纪70年代初，在湖南711铀矿进行了处理量为700t贫铀矿石的细菌堆浸扩展实验[5]。核工业北京化工冶 金研讨院在抚州铀矿厂进行半工业细菌堆浸实验收回铀1142.14kg[6]。2000年我国榜首座年产50t规划的难浸金精矿生物氧化—化提金车间在烟台市 黄金冶炼厂正式投产，标志着我国细菌氧化技能在难处理金矿提金工艺中现已从科研阶段转向正式工 业出产[7]。在铜矿挖掘中，1997年5月，德兴铜 选用细菌堆浸技能处理含铜0. 09%～0. 25%的废石，建成了出产才能2000t/a的湿法铜厂[8]。福建紫金铜矿已探明的铜金属储量253万t，属低档次含砷铜矿，铜的均匀档次0.45%，含As2037%。该矿选用生物堆浸技能浸出铜，并建成了年产300t阴极铜的实验厂，现在正在进行建造年产20000t阴极铜的微生物堆浸厂的前期工作。此外，紫金山铜矿还将运用这一新工艺着手进行出产有色金属纳米材料和其它新式粉体材料及复合粉体材料的研讨，逐步完结传统矿业经济向新式经济工业跨进，力求在五年内把紫金矿业建造成为国内闻名的高科技效益型矿业厂商集团，并完结紫金山铜矿的全面开发。(2) 生物冶金开展趋势及远景生物冶金因其有利于环境保护、基建投资少、在某些状况下运作本钱低一级优越性，将取得进一步的开展。现在研讨热门集中于菌种选育，微生物—矿藏界面相互效果实质及其反响速度操控进程，对原生硫化矿提取高效冶金细菌，加强细菌对重金属离子及有毒离子的习惯性，浸矿微生物生态规矩、遗传及代谢调控机制。工艺及工程方面开展趋势为:习惯气候改变的高效细菌，堆浸和就地浸出的水文地质及矿藏学研讨，浸矿工艺流程的优化以及生物冶金规划化，微生物运用于矿山废水以便从水溶液提取贵金属，对其它非金属矿进行生物浸矿探究。   (3) 冶金微生物1947年，Colmer和Hinckle[9]首先从酸性矿坑水中别离出能氧化硫化矿的氧化亚铁硫杆菌，这今后Temple[10]和Leathen[11]对这种自养细菌的特性进行了研讨，发现这种细菌能将Fe2+氧化成Fe3+，并能把矿藏中的硫化物氧化为硫酸。经过半个多世纪的研讨，能够运用生物冶金的细菌有几十种，按它们成长的最佳温度能够分为三类:中温菌(20～40℃)、中等嗜热菌(40～60℃)与高温菌(大于60℃)。它们能够一起把铁和硫作为动力，而一些原核生物只能氧化其间之一作为动力[12]。冶金环境中的微生物是多样的，至今现已报导有13个属类的细菌能够氧化浸出金属硫化物，即Acidianus、Acidimicrobium、Acidiphilium、Acidithioba- cillus、Ferrimicrobium、Ferromicrobium， Ferroplasma， Leptospirillum、Sulfobacillus、Sulfolobus、Sulfurispha- era、Thermoplasma和Thiobacillus。还有一些属的细 菌能够在酸性条件下成长，现在还没有发现它们的 效果，可是不能够扫除这种或许性。这些属包含 Acidisphaera、Acidiobacterium、Alicyclobacillus、Acidi- omonas、Acidiothermus、Picrophilus、Frateuria， Halo- thiobacillus、Propionibacterium和Thiomonas[13]。常用的浸矿细菌首要有:嗜酸性氧化硫硫杆菌 (Acidithiobacillus thiooxidans)、嗜酸性氧化亚铁铁 杆菌(Acidiferrobacillus ferrooxidans)、嗜酸性氧化亚 铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)、硫化叶菌属(Sulpolobus)。其间运用最多的是A.t ferrooxi- dans和A.t thiooxidans，尤以前者的生物氧化研讨最为深化[14]。(4) 浸矿系统中的微生物 生物浸出中运用的首要是化能自养微生物，此类微生物可从无机物的氧化进程中取得能量，并以CO2为首要碳源和以无机含氮化合物作为氮源组成细胞物质；又可进一步细分为硫化细菌、氢细菌、铁细菌和硝化细菌等4种生理亚群[15，16]。在硫化矿生物浸出中运用最多的为硫化细菌，在有空气(含有电子受体和少量CO2)、必定的pH、温度及必定的含氮无机物状况下，硫化细菌就能成长繁衍，并将元素S和某些复原态的硫化物氧化成S042-从中取得能量。其间嗜酸氧化亚铁硫杆菌还能氧化金属硫化物，将Fe2+离子氧化成Fe3+离子，三价铁盐是湿法冶金中常用的氧化剂。因而有色冶金中运用嗜酸氧化亚铁硫杆菌在常温酸性溶液中，进行硫化矿石或精矿浸出，使金属硫化物转变为可溶性硫酸盐[17]。按效果的温度这些菌种可分为:中温菌种(msophiles，20-40℃)、中等嗜高温菌种(moderatethermophiles，40-60℃)、嗜高温菌种(thermoples，>60℃)[15-16]。特别是近年来从含硫丰厚的酸性热泉流中别离出的酸热硫化叶片菌、嗜酸热硫球菌以及嗜热嗜酸酸杆菌乃至可在更高的温度下用于硫化矿的酸性浸出[16-18]。矿藏浸出系统中所涉及到的微生物品种是多种多样的，首要有化能自养菌、异养菌和真菌[19，20]，此外也有原生动物存在[21]。其间己用于硫化矿生物浸出的菌种首要有嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillusferrooxidans，简称A.f)、嗜酸氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillusthiooxidans，简称At)和氧化亚铁微螺菌(Leptospirillum ferrooxidans，简称L.f)。其间嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Af能够氧化Fe2+离子、元素硫和复原态硫化物，嗜酸氧化硫硫杆菌(A.t)能氧化元素硫，不能氧化Fe2+离子；氧化亚铁微螺菌(Lf能氧化Fe2+离子，但不能氧化元素硫[18]。除以上几种首要浸矿细菌外，现在许多研讨发现，在硫化矿堆浸系统、硫化矿酸性废水以及酸性温泉中存在其它多种微生物[19，22].在一些堆浸系统和矿山废水中，因为地热或硫化物氧化发作热量，使这些系统中存在着温度梯度，不同温度生态习惯性的细菌生活在不同的温度环境中。在40℃以下的环境中，首要的微生物是嗜酸氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌。在温度为40-50℃的环境下，首要是硫叶菌属等中等嗜高温菌细菌。在温度超越50℃的极点环境下，只要硫化叶菌等少量几种嗜高温的微生物存在[23]。这些高与此一起，HerbertL等人还从浸矿系统中发现许多异养细菌，包含中温细菌、嗜热细菌和嗜热古细菌[23] 多项研讨标明混合微生物群落存在协同浸矿效果，混合种群细菌间的协同效果能够优化环境中群落活性，相互扬长避短，使互相更好地得到成长，进而促进矿藏的氧化，其浸矿效果比单菌种更好。研讨标明异养菌(如AcidiPhilium spp.)能消化浸矿系统中自养菌的有机代谢产品及残体，下降有机物对自养菌的毒害效果，并能发作维生素、辅因子、鳌合物和表面活性剂，促进自养浸矿细菌的成长及其对金属硫化物的浸出效果。硫氧化细菌(如AL.aldus)能够代谢硫化矿氧化溶解时表面掩盖的单质硫，确保Fe3+能够接连地氧化，硫化矿表面的含硫基团发作Fe2+供铁氧化细菌成长一起阻挠或推迟矿石表面硫膜的构成而促进对金属硫化物的浸出[23，24，25]。 共培育的铁氧化菌L.ferrooxidans和硫氧化菌A.thtoox或ALca比单一菌种对黄铜矿具有更高的溶解功率[26]。Fcihilus和A.thtooxidans的混合培育物能够氧化黄铁矿，可是单菌种不具备此才能。铁氧化菌属如bacillussPp.和A.ferrooxidans的共生可使混合种群在无有机物存在的状况下快速氧化亚铁离子[27]。尽管A.ferrooxidans的铁氧化速率比sthermosu dooxidans低，可是其二氧化碳固定才能却比sthermosu dooxidans强，因而两者共培育能够快速氧化亚铁离子。 (5)冶金微生物的多样性  跟着微生物对硫化矿的不断氧化，其周围环境条件如pH、温度和溶液中可溶性金属离子的浓度也不断发作改变，这些特殊的环境条件必定约束了生命方式的多样性，因而，在生物出槽或堆或反响器中存在的生命方式比较简略，往往归于单细胞生物，并且其优势菌群首要是细菌和古生菌。它们大多数生活在pH[28]，它包含嗜酸氧化亚铁硫杆菌、嗜酸氧化硫硫杆菌和嗜酸喜温硫杆菌。这些细菌遍及存在于国际各地的硫化温泉、酸性矿坑水和其他适合的环境。本属细菌归于小杆状细胞，借助于鞭毛运动。革兰氏阴性。从一种或多种复原态的或部分复原的含硫化合物，包含各种硫化物、无机硫、硫代硫酸盐、连多硫酸盐和盐。终究氧化产品为硫酸盐。最适合温度因种而异。 (6)环境微生物多样性的研讨办法环境微生物多样性的研讨办法许多，从国内外现在选用的办法来看，大致上包含以下四类:(1)传统的微生物平板纯培育办法； (2) Biolog微平板分析办法；(3)磷脂脂肪酸法(PLFA)；(4)分子生物学技能办法等。 (7) 双层固体平板法 双层固体平板法是本实验的关键技能，经过对传统单层平板培育 技能的改善，把单层改为上下两层，并在基层平板 参加SJH(Acidiphilium sp. ) 菌株。SJH 菌来自英 Bangor大学嗜酸性研讨室，是一种异养性嗜酸性细 菌(Acidiphilium sp. ) ，在静置条件下，能将Fe3 +复原为Fe2 + ，从中取得能量成长。其根本原理是处于饥饿状况的SJH菌株能够运用任何游离的单糖分子和化能无机自养细菌代谢发作的废物，然后使无机自养细菌取得抱负的成长环境。 (8) 研讨意图和含义     生物湿法冶金的开展己稀有十年的前史，因为本钱低、无污染、操作简略而日益遭到人们的注重，特别适用于我国矿产资源档次低、成分杂乱的显现状况。菌种研讨是湿法冶金的研讨要点，而嗜酸性菌在浸出矿藏的运用中，因为削减了工业反响器的冷却设备，供给了更多的优越性，具有极大的运用远景。     本文旨在经过对中温反响器傍边微生物群落组成结构研讨，别离挑选出其间的部分优势菌株，对其最适成长环境进行评论，进一步加深对中温嗜酸微生物浸矿的了解，为今后的大规划工业运用供给可资学习的数据和经历。     研讨内容包含:    (1) 山南矿区堆浸实验六个采样点活性分析    (2) 对活性最佳的群落进行别离挑选得到单菌落    (3) 对得到的单菌落进行判定和最佳成长环境的研讨 1实验材料与仪器     1.1 菌株来历： 721矿山5000吨堆浸实验采纳酸化处理后矿样S1，S2，S3，S4，S5，S6。 采样用镐头挖去表层15cm的矿石后用小铲子搜集矿石装与废矿泉流瓶内，做好符号贴上标签。取样方位见图1.  图1 取样方位示意图     1.2 首要仪器           BT 224S电子天平                      北京赛多利斯仪器系统有限公司     SHZ-82A气浴恒温振动器                江苏荣华仪器制作有限公司     雷磁PHS—3C精细pH计                  上海精细仪器有限公司     UV-1600紫外、可见分光光度计          北京瑞利分析仪器有限公司     SW-CJ-1FD型单人单面净化工作台        姑苏净化设备有限公司     DNP-9082BS-Ⅲ电子恒温培育箱          上海新苗医疗器械制作有限公司     手提式不锈钢蒸汽消毒器               上海三申医疗器械制作有限公司     TGL-16C高速离心机                    上海安亭科学仪器厂     GL-21M型高速冷冻离心机               湖南湘仪离心机仪器有限公司      XSD-01光学显微镜                     重庆奥特光学仪器有限公司     PCR仪                                德国艾本德公司     M70型制冰机                     美国格兰特我国制冷设备制作有限公司     凝胶电泳和紫外成像系统 1.3培育基1.3.1液体培育基 9K(A液) :(NH4)2 SO4 3.0g/L， KCl 0.11 g/L， K2HPO4 0.15 g/L，MgSO4·7H2O 0.15g/L， Ca (NO3)2 0.101 g/L， pH 1.8； 9k (B 液) : FeSO4·7H2O 25 g/ l， pH 1.8。 Waksman: (NH4 ) 2 SO4 0.12 g/L，K2HPO4 3.100 g/L， MgSO4·7H2O 015 g/L CaCl2 0.1126 g/L，硫粉5g/L，pH4.0。HBS (50倍异养根底盐溶液) : Na2 SO4· 10H2O 7.15 g/L， ( NH4 ) 2 SO4 2.215 g/L，       KCl 2.15 g/L，MgSO4 ·7H2O 2.5 g/L， KH2PO4 2.15 g/L， Ca (NO3 ) 2 ·4H2O 0.17 g/L。YF: 50 倍HBS 20 mL，酵母提取物0.12 g/L， Fructose 0.13 g/L， TE 1mL， pH 3.0。上述选择性培育基选用高压蒸汽灭菌锅121℃灭菌20 min，冷却至室温备用； FeSO4 ·7H2O 选用滤除菌。 1.3.2 固体培育基 FeO: A液: 50倍HBS 8 mL， tryptone soya broth 0.11g， 0.14 ml TE， H2O 276 mL，pH 2.5；B 液: agarose 2.18 g， H2O 100 mL；C液: FeSO4 ·7H2O 1M /L。iFeO:去掉FeO中的tryptone soya broth即可。FeSO: A液:50倍HBS 8mL， tryptone soya broth 0.11 g， 0.12 mL TE， H2O276 mL；B 液: agarose 2.18 g， H2O 100 ml；C液: FeSO4·7H2O 1mol/L。YF : A液: 50倍HBS 8 mL，酵母提取物0.108 g， Fructose 0.112 g， TE 0.14 mL， H2O 292 mL， pH 310；B液: agarose 2.18 g， H2O 100 mL；C液: FeSO4 ·7H2O 1mol /L 。四种选择性固体培育基FeO，iFeO，FeSO，YF前三种为双层固体平板，分上、下两层，除基层培育基中添加SJH菌外，其它成分相同。双层固体平板法是本实验的关键技能，经过对传统单层平板培育技能的改善，把单层改为上下两层，并在基层平板 参加SJH (Acidiphiliumsp ) 菌株。SJH菌来自英Bangor大学嗜酸性研讨室，是一种异养性嗜酸性细菌(Acid iphiliumsp ) ，在静置条件下，能将Fe3+复原为Fe2+ ，从中取得能量成长。其根本原理是处于饥饿状况的SJH菌株能够运用任何游离的单糖分子和化能无机自养细菌代谢发作的废物，然后免除有机物对无机自养细菌的成长按捺。 FeO平板用于别离铁氧化兼性或异养菌； iFeO平板用于别离铁氧化自养菌； FeSO平板用于别离硫氧化或铁硫氧化兼性菌； YF平板为单层，用于别离以有机物为动力的嗜酸性异养细菌或真菌(Johnson， 1995)。各种培育基与琼脂糖别离经高压蒸汽灭菌后冷却至50℃左右(琼脂糖温度可稍高至65℃)混合，别离参加所需量的经滤灭菌的FeSO4·7HO2、连四硫酸钾。基层培育基在45℃时接种入5% SJH，充沛混匀，敏捷倒入平板，待凝结后倒入上层。一般平板制备好后需室温放置2～3d，置4℃冰箱冷藏。 2 实验办法 2.1活性培育 2.1.1富集办法 别离取矿样10g在无菌条件下接种到已灭菌的9K+S+Fe液体培育基中， 35℃，130r/min条件下气浴振动培育。每隔必定的时刻测定Fe2+的转化状况，当Fe2+转化率到达95%-98%时停止，保存。 2.1.2 Fe分析办法液体培育以Fe2+转化为Fe3+的转化速率反映铁氧化细菌的活性；硫氧化细菌活性以pH值的改变为根据。Fe2+、Fe3+选用EDTA滴定法；精确量取1ml待测液，参加1滴1mol/L HCl、1滴显色剂结晶紫、5滴10%磺基水杨酸，此刻溶液色彩为红褐色，用标定好的1mol/L的EDTA滴定，色彩变为浅黄色时为滴定结尾，此刻测定的数值为Fe3+含量。参加氧化剂过硫酸铵能够将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，持续滴定，滴定结尾刻度为总Fe含量。Fe2+含量为总Fe含量减Fe3+含量。 2.2 菌株的挑选和纯化      2.2.1 稀释涂布法    取1mL富集培育菌液按无菌操作梯度稀释到10ˉ8，别离取10ˉ6、10ˉ7、10ˉ8稀释度的菌液0.1mL涂布于固体iFeo，FeSO，YF培育基平板上，置35℃恒温培育箱培育。2.3 菌株的判定2.3.1 菌株的判定      经过对细菌菌落形状特征、显微镜下细菌形状调查、细菌的生理生化特性；DNA提取，16S rPCR ，将细菌进行分类判定[微软我国1] 。 [微软我国2] [微软我国3] 2.3.2单菌落的富集培育 2.3.2.1氧化亚铁硫杆菌属： 先用接种环挑取单菌落，接种到1ml iFeo培育基的离心管中，做好符号。该离心管在35℃恒温培育箱内培育，直到色彩变成棕赤色。在超净工作台内转接到含5mL iFeo培育基的试管中，35℃气浴摇床内培育到色彩至棕赤色。再将该试管转接到50ml 9K+Fe培育基中扩展培育。 2.3.2.2氧化硫硫杆菌属： 先用接种环挑取单菌落，接种到1ml FeSO培育基离心管中，做好符号。该离心管在35℃恒温培育箱内培育，直到色彩变成蛋黄色。在超净工作台内转接到含5ml FeSo培育基的试管中，35℃气浴摇床内培育到色彩至黄色。再将该试管转接到50ml 9K+S培育基中扩展培育，将扩展培育得到的菌液离心得到菌体。 2.3.2.3异养菌类： 挑取但菌落接种在5ml 5倍固体YF平板浓度培育基中，扩展培育后接种到50ml pH值为2.0的 LB培育基内。 LB培育基先高压蒸汽灭菌，在超净工作台内用已灭菌的pH为0.5的硫酸调理pH。 2.3.3基因组DNA的提取 2.3.3.1蛋白酶K法 离心搜集的细胞用TE缓冲液洗刷3-4次以去掉高价铁离子沉积。细胞破壁之前，上述细菌细胞从头悬浮于400ul  pH8.0的TE缓冲液中，并于70℃温育10min，以损坏或许存在的DNA酶的活性。稍冷却后，在上述悬浮液中参加4ul20%(w/v)的SDS和5ul 20mg/ml的蛋白酶K，55℃温育15min。然后，参加等体积的/戊醇(24/l，v/v)混匀后，  12000rp/min  10min，将上清液小心肠吸入到新的EP管中，重复一次；在上清液中参加2倍体积的无水乙醇，并置于-20℃ 20min或过夜。5000rpm离心5min搜集DNA沉积，沉积用70%的乙醇洗刷三次后，天然枯燥并将沉积溶于适量的pH8.0的TE缓冲液中。在溶有DNA的缓冲液中参加终究浓度为 20µg/ml的RNase A， 37℃90min。最终，顺次用等体积的酚//戊醇(25/24/l，v/v)和/戊醇(24/1，v/v)各抽提一次，无水乙醇沉积，70%的乙醇洗刷三次。纯化后的DNA别离用5µl的pH8.0的TE缓冲液和去离子水溶解，4℃保存备用。 2.3.4 16sr DNA PCR扩增 所用的引物序列如下所示： 16SP1：5＇－AGAGTTTGATCCTGGCTCAG－3＇ 16SP2：5＇－GGTTACCTTGTTACGACTT－3＇ 扩增反响系统如下：           ddH2O                     4.3μL           2×GC buffer                12.5μL           dNTPs                        2μL           16SP1                      0.5μL           16SP2                      0.5μL           LA Taq（5U/μL）             0.2μL           模板DNA                    5μL           总体积                      25μL       PCR扩增反响条件为：94℃变性3min；94℃，1min， 48℃，30s； 72℃，1min，30个循环；72℃延伸10min。0.68%的琼脂糖电泳检测（上样量：3μL DNA+3μL的2×buffer)。-20℃保存。     2.4 最佳成长条件     2.4.1铁杆菌：     在35℃气浴摇床，转速为130r/min，接种量为10%，pH=2.0的条件[微软我国4] 下，研讨微生物成长状况，以Fe3+为目标，制作微生物的铁氧化曲线。 2.4.1.1初始pH值的影响 在9K+Fe培育基，35℃气浴摇床，转速为130r/min，接种量为10mL的条件下，研讨培育基不同初始pH对微生物成长状况(以氧化率到达98%所需求的时刻计)的影响。调理初始pH为 1.0、1.5 、2.0 、2.3、2.5 、3.0。 2.4.1.2接种量的影响 在9K+Fe培育基，35℃水浴摇床，转速为130r/min，pH=2.3的条件下，研讨培育基不同接种量对微生物成长状况(单位时刻铁的转化量计)的影响，接种量别离为5%、10%、20%、25%、30%、50%。 2.4.1.3温度的影响 在9K+Fe培育基，转速为130r/min的气浴摇床，接种量10%，pH=2.3的条件下，研讨培育基不同温度对微生物成长状况(铁的转化状况计)的影响，调理温度为25℃、28℃、30℃、35℃、40℃、45℃、. 2.4.2硫杆菌： 2.4.2.1不同底物对成长的影响： 办法 制造不含Fe2+的9K培育基，别离参加单质S、Na2S2O3和Na2SO3，以S计，参加S的浓度为1g/L，即0.03mol/L，于35℃，130r/min条件下培育。因为硫化合物的氧化生成硫酸，是一个产酸进程，可用溶液pH值的下降程度标明硫化合物被细菌氧化量的多少，因而，按必定时刻距离测定溶液中pH值调查硫杆菌对硫化合物的运用状况。pH值由pH计测定。3 实验成果分析与评论 3.1 活性培育成果分析： 3.1.1 pH改变状况：图2  S1-S6在9K+S+Fe培育基pH改变状况 同图2可见，S2，S3，S5，S6  pH出现先上升后下降的趋势，培育0-18h时段氧化亚铁硫杆菌占优势，Fe2+氧化为Fe3+很活泼pH出现上升趋势，此刻氧化硫硫杆菌遭到按捺，培育到20h后，氧化亚铁硫杆菌因为底物缺乏遭到按捺，氧化硫硫杆菌为优势菌株，单质S氧化为SO42-发作H+  pH下降。 S1先下降后上升，标明在培育初始阶段，硫杆菌推迟期比较短，先进入对数成长阶段。中后期铁杆菌进入快速成长阶段，硫杆菌成长遭到按捺。 S4，pH值整个阶段改变不大，标明成长进程中两类细菌平衡且呈必定份额。 3.1.2 铁氧化速率：图3  S1-S6在9K+S+Fe培育基培育进程Fe氧化状况由图能够看出，S1-S6成长曲线呈S型，接种0-10h为延滞期10-20h 为对数成长期，Fe2+敏捷氧化为Fe3+，25h之后因为产品的堆集，铁氧化速率变缓，转入衰亡期。纵向比较发现S3成长速率较快，单位时刻内氧化Fe2+的量最多，最早Fe2+氧化率到达98%。 3.2 菌株挑选成果： 经过划线法，涂布倒平板法，极限稀释法得到多个单菌落。要点研讨了活性最佳的S3菌群。从S3挑选得到6种菌落形状不同的铁杆菌，1种硫杆菌和3种异养菌。 3.2.1铁杆菌：图4 S3在 iFeo平板上别离得到的A1菌株[微软我国5]  培育时刻10天 表1  A1菌落形状特征菌株形状直径（mm）边际通明色彩中心有无Fe沉积Fe沉积圈直径 A1圆形0.5-0.8规矩不通明红褐色有细小可见图5 S3在 iFeo平板上别离得到的A2菌株 培育时刻8天 表2 别离株A2形状特征表菌株形状巨细d（mm）边际通明色彩中心有无Fe沉积Fe沉积d A2圆形2-3不规矩不通明红褐色有0.5mm-1.5mm图6  S3在 iFeo平板上别离得到的A3菌株 培育时刻8天 表3 别离株A3形状特征表菌株形状巨细d（mm）边际通明色彩中心有无Fe沉积Fe沉积d A3圆形3-8不规矩不通明红褐色有2mm-5mm图7  S3在 iFeo平板上别离得到的A4菌株 培育时刻7天 表4 别离株A4形状特征表菌株形状巨细d（mm）边际通明色彩中心有无Fe沉积Fe沉积d A4圆形10规矩不通明红褐色有6mm图8  S3在 iFeo平板上别离得到的A5菌株 培育时刻8天 表5  别离株A5形状特征表菌株形状巨细d（mm）边际通明色彩中心有无Fe沉积Fe沉积d A4圆形3-6规矩不通明红褐色有2mm-4mm图9  S3在 iFeo平板上别离得到的A4菌株 培育时刻7天 表6  别离株A6形状特征表菌株形状巨细d（mm）边际通明色彩中心有无Fe沉积Fe沉积d A4圆形1-3规矩不通明红褐色有0.5mm-1mm     3.2.2硫杆菌：图10 S3 在FeSO平板别离得到的B1菌株 培育时刻5天 表7 别离株B1形状特征表菌株形状巨细d（mm）边际通明色彩B1椭圆形12规矩不通明中心蛋黄色外围白色    3.2.3异养菌图11 S3 在YF平板别离得到的C1菌株 培育时刻4天 表8 别离株C1形状特征表菌株形状巨细d（mm）边际通明色彩C1圆形50规矩不通明中心棕褐色外围白色图12  S3 在YF平板别离得到的C2菌株  培育时刻3天 表9 别离株C2形状特征表菌株形状巨细（mm）边际通明色彩B1圆形3-5不规矩不通明中心白色外围白灰色图13  S3 在YF平板别离得到的C3菌株  培育时刻3天 表10 别离株C3形状特征表菌株形状巨细（mm）边际通明色彩B1圆形5规矩不通明外层通明中层白色内层褐色 因为A6平板形状比较特殊，本实验室比较罕见，所以本文对A6进行要点研讨 3.3菌株判定成果 3.3.1菌体形状特征 该菌在固体培育基上培育时，培育基的色彩由开端的浅绿色变为黄绿色，约5天左右在培育皿上长出小菌落，该菌落为黄褐色、圆形，直径约0. 5—0. 中部突起，被水合高铁包裹，质地坚固，较难挑起。在显微镜下该菌为短杆状，两头钝圆，以单个、双个或几个呈短链状存在，能运动，革兰氏染色阴性，用测微尺量得菌体直径约0.5-0.7um，长度约1.2-1.8um。 3.3.2显微调查: 3.3.2.1番红染色调查成果: 菌株A6: 形状: 短杆状，两头钝圆，以单个、双个或几个呈短链状存在图14  A6在光学显微镜下400倍 染色液为番红染液 3.3.2.2革兰氏染色成果:革兰氏染色:阴性图15  A6革兰氏染色状况：光学显微镜1000倍下调查     3.3.3基因组DNA提取 3.3.3.1蛋白酶K提取DNA电泳成果 如图所示   图16  为A6  蛋白酶K法提取DNA 琼脂糖凝胶电泳图   （上样量: 3μL DNA+3μL 2×buffer ） D 箭头所指W1为意图DNA 3.3.3.2 16Sr PCR成果图17  为A6 16s rDNA PCR成果图 （P1为Marker，P2，P3，P4为PCR产品电泳图，p5为阴性对照，上样量：3μL DNA+3μL 2×buffer） 如图（17）所得电泳条带成果显现：所得PCR产品片段为1500bp，与估计成果相吻[微软我国6] 合。[微软我国7]  3.4铁氧化曲线s图18  为A6在9K+Fe培育基中35℃  130r/min 制作的铁氧化曲线 由图（18）能够看出，在接种后的初始阶段，因为生存环境的改变，细菌处于推迟期，活性很低，细胞根本不割裂或割裂很少，细菌数量根本保持安稳，所以接种后前5h内培育液的Fe3+改变较小，细菌对铁的氧化速率相对较低.10h后开端出现对数成长，20h 左右到达安稳时. 3.4.1 :总铁的改变状况：图19  为A6在9K+Fe培育基中35℃  130r/min 制作的总铁改变曲线 由图（19）可见，在细菌培育进程中，溶液的总铁含量随时刻改变呈下降趋势，这是因为Fe2+被细菌氧化为Fe3+后，Fe3+又发作水解反响: 4Fe2++2H++O2→2Fe3++2H2O    (1) Fe3++H2O→FeOH2+H+              (2) Fe3++2H2O→Fe(OH)2+2H+      (3)Fe3++3H2O→Fe(OH)3+3H+      (4)3Fe (OH)3+4SO2-4+3Fe3++3H2O+2NH+4→2[NH4Fe3(SO4)2(OH)6]+3H+  (5) 实验中发现，在细菌培育进程中，三角瓶内壁和瓶底逐步生成一层黄色的沉积物———黄铵铁矾[NH4Fe3(SO4)2(OH)6][4]。在生物脱硫和细菌浸矿中，该沉积可占据载体表面，影响底物与代谢产品的传递，导致养分直销缺乏，下降细菌氧化速率 3.4.1.1细菌氧化Fe2+的机理 从反响式(1)能够看出，在Fe2+被细菌氧化为Fe3+进程中， Fe2+为电子供体，O2为电子受体。电子由Fe2+传送至O2的进程中，菌体起着传导电子的效果[29]，并将细胞色素c向分子氧投递进程中所 开释的能量贮存在ATP中供成长需求[30]。所以，Fe2+的氧化速率是电子传导速率的直接反映，能够描绘细菌的成长活性 3.5成长因子 3.5.1铁杆菌A6 3.5.1.1初始pH 在35℃气浴摇床，转速为130r/min，接种量为10mL的条件下，研讨培育基不同初始pH对微生物成长状况(培育24h不同出始pH铁氧化百分率计)的影响，实验果如图所示。从图能够看出，跟着培育液的初始pH值的不断增大，氧化率逐步增大，当培育液初始pH值到达2.30后氧化率最高到达98%，当到达2.5后，氧化率敏捷下降.因而，氧化亚铁硫杆菌成长的最佳初始pH值约为2.30.当pH超越3.0时成长遭到按捺.图20 为A6在9K+Fe培育基中35℃  130r/min 不同初始pH，培育24h二价铁氧化率图21 为A6在9K+Fe培育基中35℃  130r/min 不同初始pH，培育进程铁氧化状况 由图（20-21）能够看出当pH 为2.3时单位时刻铁氧化速率最快。 本实验存在的缺乏与改善： 因为在不同的pH，空气也能将Fe2+氧化为Fe3+,所以应该做一组空白实验。 实验进程中发现9K培育基在pH>3时分不安稳，会出现沉积现象。 3.5.1.2温度 温度的影响 从图（22）中能够看出，当温度适合即为30℃～35℃左右时，迟延期为10小时左右，阐明细菌在这一温度规模内，能够十分敏捷地习惯培育液条件，吸收养分物质，转化Fe2+为Fe3+。而当温度超出或低于这一温度规模时，迟延期都会有显着延伸，阐明细菌成长被按捺。   图22 为A6在9K+Fe培育基中pH 2.3  130r/min 不同温度，培育进程铁氧化状况 由图（22）标明温度在35℃时，成长最佳。 本实验存在的缺乏：本实验应该考虑到空气对Fe2+的氧化，也应该做一组空白对照。 3.5.1.3接种量的影响 接种量为1%-10%时争加接种量迟延期的缩短呈线形联系，当接种量到达10%今后持续增大接种量迟延期的缩短仅有细小改变，当到达50%时持续增大接种量反而会 增大迟延期。分析以为这首要是因为，当接种适量添加时，进入培育液中的初始菌数添加，相应的在培育液中能够习惯环境，具有较强活性的菌数也会添加，有利于氧化亚铁硫杆菌的快速繁衍。但因为培育液中的养分物质有限，参加过多的菌液也会影响细菌的成长繁衍。所以养分物质满足充沛，其它条件适宜的状况下应尽量加大细菌的接种量来对其进行培育。图23 为A6在9K+Fe培育基中35℃  130r/min 不同温度，培育进程铁氧化状况 由图（23）能够看出在1%-10%之间，单位时刻内铁氧化速率随接种量的添加呈线性联系，接种量在10%-30%之间单位时刻内铁氧化速率不再呈线性联系，接种量超越30%接种量添加，单位时刻内铁氧化速率反而下降。 3.5.2硫杆菌B1 3.5.2.1 B1对单质S的运用   图24  为B1对单质硫氧化进程中PH改变状况 以单质S为底物时，B1成长进程中pH值的改变状况如图（24）可知，溶液中pH一向呈下降趋势，但在培育的前两10h溶液的pH值下降较缓慢，在第10h后，才有较大起伏下降，或许因为替换动力物质，细菌开端有一段延滞期，活性较差，需求经过本身生理机能的调理以习惯新环境。细菌直接氧化单质硫，与它和单质硫的 直触摸摸有密切联系，涉及到菌体在固体颗粒表面吸附，一起细菌能发作一些表面活性物质，如磷脂酰甘油，能下降介质的表面张力，促进细菌与硫的直触摸摸。Kovaleva等[31].经过电镜调查发现，硫杆菌在元素硫培育基中成长时，有硫被细菌吸收并散布在细胞表面、细胞壁、细胞周质以及细胞色素中。Karavaiko等[32]发现吸收的元素硫构成直径为20～40nm的圆球，且细菌在安稳成长期对元素硫的吸收率最高。     单质硫被氧化硫硫杆菌氧化为硫酸或许经过下列进程[33]：单质硫经过细胞壁进入细胞内部，与复原型胱苷肽（GSH）构成多硫化合物。谷胱苷肽多硫化合是硫氧化系统的活性物质。盐是硫氧化进程中的榜首级产品。或许的反响如下： S8+GSH→GS8SH（1） GS8SH+O2→硫氧化酶→GS8SO2H（2） GS8SO2H+H2O→GS7SH+H2SO3（3） （2）SO32-经过硫磷酸腺苷（APS）效果进一步氧化成SO42-： 2SO32-+2AMP→硫磷酸腺苷复原酶→2APS+4e-（4） 2APS+2Pi→二磷酸腺苷复原酶→2ADP+2SO42-（5） 2ADP→AMP+ATP（6） SO32-氧化进程中，能量以ATP方式贮存。一旦硫被氧化成SO32-时，菌体对动力的运用变得较快。当硫杆菌B1以单质S为底物成长时，整个进程涉及到硫杆菌在固体颗粒表面的吸附及产品透过细胞壁分散等一系列杂乱的传质进程，因为硫杆菌B1在单质S颗粒表面的吸附速度较慢，使得该固相界面传质进程成为单质S运用进程的限速进程[34]。跟着细菌对新环境的习惯以及氧化硫的酶系统的发动，硫杆菌B1就以单质S为基质进行成长繁衍。 3.5.2.2硫杆菌B1对Na2S2O3的运用图25 为B1对Na2S2O3氧化进程中PH改变状况 如图（25）可看出，溶液中pH值改变趋势与以单质S为底物时略有不同。因为Na2S2O3是弱碱性盐，溶液中有微量OH-解离，因而，参加Na2S2O3后，会导致溶液pH值升高，而此刻细菌在新的环境中有一个习惯进程，其活性也较低。经过两天的延滞期，细菌进入快速成长阶段，第30h时，溶液中pH值降至1.49。在培育的进程中可显着看到单质硫的小颗粒。这是因为NaS2O32一方面是强配体，又具有必定复原性，易被细菌的氧化酶氧化，另一方面Na2S2O3在酸性条件下不安稳，易发作歧化反响：Na2S2O3→Na2SO3＋S↓，分化发作的硫没能被细菌及时运用则集合沉积[35]。 3.5.2.3硫杆菌B1对Na2SO3的运用图26 为B1对Na2SO3氧化进程中PH改变状况 在以Na2SO3为底物时，B1成长进程中pH值的改变状况如图26所示。因为Na2SO3为弱酸强碱盐，其投加后直接导致溶液pH值的升高。当细菌经过时间短的习惯后，随同菌体的成长，溶液pH值开端下降。前5h的时刻内，pH值下降较快，之后，跟着SO32-的削减，pH值的下降趋势减缓。 经过以上三张图比照咱们能够判别，硫杆菌B1对硫的运用率是Na2S2O3﹥S﹥Na2SO3结  论经过完本钱次实验，总结出以下定论： (1):活性培育发现S2，S3，S5，S6  pH出现先上升后下降的趋势，培育0-18h时段氧化亚铁硫杆菌占优势，Fe2+氧化为Fe3+很活泼pH出现上升趋势，此刻氧化硫硫杆菌遭到按捺，培育到20h后，氧化亚铁硫杆菌因为底物缺乏遭到按捺，氧化硫硫杆菌为优势菌株，单质S氧化为SO42-发作H+  pH下降。 S1先下降后上升，标明在培育初始阶段，硫杆菌推迟期比较短，先进入对数成长阶段。中后期铁杆菌进入快速成长阶段，硫杆菌成长遭到按捺。 S4，pH值整个阶段改变不大，标明成长进程中两类细菌平衡且呈必定份额。 S1-S6成长曲线呈S型，接种0-10h为延滞期10-20h 为对数成长期，Fe2+敏捷氧化为Fe3+，25h之后因为产品的堆集，铁氧化速率变缓，转入衰亡期。纵向比较发现S3成长速率较快，单位时刻内氧化Fe2+的量最多，最早Fe2+氧化率到达98%。 (2):S3经过平板别离，极限稀释法别离得到铁杆菌6株、硫杆菌1株、异养菌3株。 (3):经过 平板菌落调查、显微调查、革兰氏染色、DNA 提取和16 sr DNA PCR 开始 对铁杆菌A6进行判定 (4):对铁杆菌A6的成长因子：温度、初始pH、接种量进行研讨发现最佳成长温度为35℃ 最佳pH为2.3   最合理的接种量为10% (5):对硫杆菌B1不同底物的氧化状况进行分析，发现最适合B1的底物为Na2S2O3其次为单质S。 参考文献 [1]李学亚，叶茜.微生物冶金技能及其运用[J].矿业工程2006 4(2): 49-51. [2]杨显万，沈庆峰，郭玉霞.微生物湿法冶金[M].2003:4-9. [3]AkeilA.Potential bioleaching developments towards commercial reality:Turkish metalminings' future[J].Minerals Engineering，2004，17: 477-480. [4]杨显万，郭玉霞.生物湿法冶金的回忆与展望[J].云南冶金，2002，31(3): 85-88. [5]肖芳欢.三二○铀矿床改用留矿淋浸采矿法可行性初探[J] .铀矿采，1990 (1) : 7-11. [6]刘健，樊保团，张传敬.抚州铀矿细菌堆浸半工业实验研讨[J].铀矿冶，2001，20(1): 15-27. [7]谢，刘青廷，朱打败.烟台市黄金冶炼厂金精矿生物氧化--化提金工艺[J].黄金，2003，24(9): 31-32. [8]孙业志，吴爱祥，黎建华.微生物在铜矿溶浸挖掘中的运用[J] .金属矿山，2001 (1) : 3-5. [9]ColmerA R andHinckleM E.The Role ofMicroorganisms in AcidMine Drainage: A PreliminaryReport[J]. Science， 1947，106(2751): 253-256. [10]TempleK L and DelchampsEW. Autotrophic Bacteria and the Formation ofAcid in Bituminous CoalMines[J].AppliedMicrobiology，1953，1(5): 255-258. [11] LeathenW W，KinselN A and Braley SA. FerrobacillusFerrooxiands: A ChemosyntheticAutotrophic Bacterium[J]. JBacteria，l 1956， 72(5):700-704. [12]DouglasRawlings，David Barrie Johnson. Biomining [13]陈勃伟，温建康.生物冶金中混合菌的效果[J].金属矿山， 2008， 382(4): 13-14. [14]廖梦霞，邓天龙.难处理硫化矿生物湿法冶金研讨进展(Ⅰ):微生物氧化工艺技能研讨[J].稀有金属， 28(4): 767-768.[15]RawlingsDE.ThemoleeulargenetiesofThtobaeilh ferrooxl dansandothermesoPhilie，aeidoPhilie，ehethotroPhie，iron-orsulfur-oxidizingbaeteria[J].Hydrometallurgy，2001，59:187-201. [16]姜成林，徐丽华.微生物资源学【M].上海:科学出版社，1997. [17]RawlingsDE.Charaeteristiesandadaptabilityofiron-andsulfur-oxidizingmicroorganismsusedforthereeoveryofmetalsfrommineralsandtheir [M]. 2007: 263-278. [18]钟慧芳，陈秀珠，李雅芹，等一个嗜热嗜酸细菌的新属一硫球菌属[J]，微生物学报，1982，22(l):l一7. [19]DoPsonM，LindstromEB.AnalysisofeomrnunitycomPositionduringmoderatelythennoPhiliebioleachingofPyrite，arseniealPyrite，andehaleoPyrite[Jl.MierobiologyEeology，2004，48(l):19-28. [20]RomeroJnezCVasquezMetal.CharaeterizationandidentifieationofanironoxidizingLePtosPirillumlikebaeteriumPresentinthehighsulfateleaehinsolutionofacornlnereialbioleaehingPlant[J].ResearehMicrobiolog 2003，154(5):353--359.[21]童雄.微生物浸矿的理论与实践[M〕.北京:冶金工业出版社，1997. [22]RobbinsE1.BacteriaandarehaeainaeidicenVironmentsandakeytoMorphologiealidentifieation[J].Hrobiologia，2000，433:61-89. [23]FowlerTAHolmesPR.MechanismofPyritedissolutioninthePreseneesofthiobacillusferrooxidans[J].Appliedandenvironmentalmierobiology，1999 65(6):2987～2993. [24]DoPsonMLindstromEB.PotentialroleofThiobae“5inarsenoPtebioleaehing[J].APPliedandenvironmentalmierobiology，1999，65(l):36-40. [25]SemenzaMVieraMCurutehetqetal.TheroleofAeldlthiobaeilh5callusinthebioleaehingofmetalsulfides[J].LatinAmerieanAppliedReseareh，2002，32(4):303-306. [26]Ehrlich-HLBrierleyCL.Aeidophiliebaeteriaandtheiraetivityinmineralsulfideoxidation.Microbialogymineralreeovery，1990:3-27. [27]ClarkDANotrisPR.Aeidimicrobiumferrooxidansgen.novsP.nov.:mixedcultureferrousironoxidationwithSulfobaeillussPeeies[J].Mierobiology，1996，141:785一790. [28]KellyWoodAP.ReelassifieationofsomespeeiesofThiobaeillustothenewlydesignatedgeneraAeidithiobaeillusgen.nov.thiobacillusgennov.andThermithiobaeillusgen.nov[J].hitemationaljoumalofsystematieandevolutionarymierobiology200050:511--516. [29]刘清.徐伟昌.张宇.重金属离子对氧化亚铁硫杆菌活性的影.铀矿冶.2004 23 ( 31: 155-157 .) [30]谢海石，刘华.高铁离子浓度下氧化亚铁硫杆菌的成长行为I JI.进程工程学报.2004  4( 1): 43-46 [31]Kovaleva T V，Karavaiko G I，Piskunov V P.Identification and distribution of sulfur in Thiobacillus ferrooxidans cells[J].Mikrobiologiya，1983，52（3）455-460 [32]Karavaiko G I，Gromova L A，Pereverzev N A.Nature of asulfur containing component and its function in Thiobacillusferrooxidans cells[J].Mikrobiologiya，1983，52（4）：559-562. [33]柳建造，邱冠周，王淀佐.硫化矿藏细菌浸出机理评论[J].湿法冶金，1997，16（3）：1-3.Liu Jian-she，Qiu Guan-zhou，Wang Dian-zuo.Discus－sion on the bacterial leaching mechanism of sulfide mineral[J].Hydrometallurgy，1997，16（3）：1-3（.in Chinese）（1） [34]宫磊.生物催化氧化法处理H2S废气的工艺及理论研讨[D].昆明：昆明理工大学，2005：87-101.Gong Lei.Study on the Technology and Theory of Treat-ment of Hydrogen Sulphide by Bio-catalytic OxidationProcess[D].Kunming：Kunming University of Science andTechnology，2005：87-101（.in Chinese） [35]张俊，范伟平，方苹，等.底物对亚铁硫杆菌生物氧化进程的影响[J].南京化工大学学报，2001，23（6）：37-41.Zhang Jun，Fan Wei-ping，Fang Ping，et al.Effect of sub－strates on bio-oxidation catalyzed by Thiobacillus ferrooxi－dans[J].Journal of Nanjing University of, Ch, emical Tech－nology，2001-23（6）：37-41（.in Chinese）.

铈钨极呈灰色无规则状粉末。用途：用作硬质合金及金刚石锯片等。注：可按用户需要提供其它规格Wc粉，粒度规格-200目，>95%。 合金粉末耐磨喷涂 DG.Fe60 说明：DG.Fe60是高硬度的铁镍铬硅硼合金粉末。自熔性较好，具有较好的耐磨性，是铁基粉末中最硬的一种，用特殊刀具可以切削加工。适用于氧—乙炔火焰或等离子喷焊工艺，推荐用于农业机械、建筑机械、石油、矿山机械等易磨损部位的修复或预防性保护。如耙片、锄齿、石油钻杆接头、刮板轴等。 DG.Fe55 说明：DG.Fe55是高硬度的铁镍铬硅硼合金粉末。自熔性较好，具有较好的耐磨性，用特殊刀具可以切削加工。适用于氧—乙炔火焰或等离子喷焊工艺，推荐用于农业机械、建筑机械、石油、矿山机械等易磨损部位的修复或预防性保护。如耙片、锄齿、石油钻杆接头、刮板轴等。 DG.Fe30 说明：DG.Fe30是中等硬度的铁镍铬硅硼合金粉末。自熔性较好，可塑性好，抗疲劳优良可以锉加工。适用于氧—乙炔火焰或等离子喷焊工艺，常用于承受反复冲击的硬度要求不高的场合。如铁路钢轨擦伤，低塌缺陷的修复，以及齿轮等的修复。 DG.Fe45 说明：DG.Fe45是中等硬度的铁镍铬硅硼合金粉末。自熔性较好，具有较好的耐磨性，可以切削加工。适用于氧—乙炔火焰或等离子喷焊工艺，常用于阀门密封面以及农业、运输、建筑机械的易磨损部位的修复或预防性保护。如齿轮、刮板、、车轴等。 镍粉 镍基粉 F-Y1：-60/+250，-80/+300目，2.5~4.0g/cm3，主要用于焊接材料、金刚石钻头、 金属 溶剂及相关产； F-Y2：-200目，1.6~1.9g/cm3，主要用于粉末冶金零部件、磁性材料、硬质合金等粉末冶金制品； F-Y3：-325目，1.0~1.8g/cm3，主要应用于金刚石工具、摩擦材料、硬质合金、磨料磨具、粉末冶金、电工合金等粉末冶金制品； F-Y4：-400目，0.8~1.5g/cm3，主要应用于电池 行业 、高端硬质合金及粉末冶金产品。 钴粉 钴基粉性状：呈灰色不规则状粉末，在潮湿空气中易氧化。用途：用作硬质合金粘结剂及磁性材料，金刚石锯片刀头等。 纯钨极 W1 W≥99.92 SiO2≤0.03 Fe2O3Al2≤0.03 Mo≤0.01 CaO 钍钨极 WTH-7 W余量 其他杂质成分总的质量分数不大于 0.15% 铈钨极 WCe-20 W余量 CeO1.8-2.2 SiO2≤0.06 Fe2O3AI2O3≤0.02 Mo≤0.01 CaO≤0.01 铈钨极 电子逸出功低，化学稳定性高，允许电流密度大，无放射性，是目前普遍采用的一种电极. 纯钨极 熔点和沸点高，不易融化挥发、烧损，尖端污染少，但电子发射较差，不利于电弧的稳定燃烧。更多有关铈钨极请详见于上海 有色 网

Boon M等人利用纯的人工合成的ZnS矿，研究了其在等浓度亚铁和三价铁、相同pH值条件下有菌及无菌的氧化过程，发现有菌和无菌时ZnS的氧化速率没有明显的区别，因此认为Zns的细菌浸出过程主要是间接作用，即Fe3+化学氧化ZnS为Zn2+、S0和Fe2+，而细菌的作用是把S0氧化成SO，把Fe2+氧化成Fe3+。  Fowler和Crundwell通过氧化或还原溶解的铁离子，来保持溶液的氧化还原电位不变，进而研究细菌对闪锌矿微生物浸出的影响。通过研究，他们认为闪锌矿的溶解是通过溶液中Fe3+的氧化作用来实现的间接作用机理，且通过细菌接触的直接浸出是不可能的。浸出过程中，细菌的作用是氧化溶液中的亚铁离子，从而再生三价铁氧化剂。通过研究，Fowler和Crundwell还指出在微生物浸出过程中，硫氧化细菌可以氧化浸出过程中生成的硫产物层，进而提高锌的浸出率。Schippers和Sand研究发现，微生物浸出金属硫化矿的间接作用机理有两种途径：硫代硫酸盐机理和聚硫化物机理。通过研究，他们指出闪锌矿可以被铁(Ⅲ)离子和氢离子作用而溶解，在这个过程中生成聚硫化物和元索硫。     近来，Rodriguez等人通过研究闪锌矿在不同温度下的生物浸出，提出了闪锌矿生物浸出的联合作用机理，即细菌的接触浸出和Fe3+的间接氧化浸出是同时存在的。     1  外控电位对锌硫化矿生物浸出的影响     在微生物浸出过程中，施加合适的外控电位，可以显著提高硫化矿的浸出率及细菌的产率，并且在多金属硫化矿共存时实现选择性浸出。Natarajan发现，在提供-0.5V( vs.SHE)外控电位时，可以从黄铜矿、闪锌矿、黄铁矿的混合矿中选择性生物浸出闪锌矿中的锌。     2  原电池效应对锌硫化矿生物浸出的影响 Jyothi等人研究了原电池效应对黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿和方铅矿生物浸出过程的影响。研究发现，当闪锌矿和另外三种硫化矿相接触时，会作为阳极优先溶解；不同组合方式下，黄铁矿始终作为阴极而不溶；黄铜矿与闪锌矿或方铅矿接触时会成为阴极被保护，但当其与黄铁矿接触时会作为阳极而优先溶解。 同时Jyothi等人还测定了黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿和方铅矿在0.9K培养基中的静电位。可以看出，细菌存在时，同等条件下测得的矿物的静电位上升，进而强化了多金属硫化矿浸出过程中的原电池效应。 Da Silva等人研究了在方铅矿存在条件下，闪锌矿生物浸出过程中的电化学钝化现象，指出在整个浸出过程中，方铅矿被选择性氧化成硫酸铅进而促进了闪锌矿的溶解。这种选择性溶解是由于两种矿物间的原电池作用引起的。在这一过程中，方铅矿被溶解而闪锌矿被钝化，该结果与在溶液中测得的矿物的静电位是一致的(方铅矿325mV(vs.SHE)；闪锌矿375mV(vs.SHE))。     3  锌硫化矿生物浸出的电化学机理研究 锌硫化矿生物浸出存在以下作用过程：细菌氧化Fe2+、Fe3+化学浸出锌硫化矿、反应生成的还原态硫及单质S0的细菌氧化过程、细菌呼吸氧得电子及细菌对矿物的直接分解过程等，Choi等人采用ZnS-碳糊电极作为工作电极，运用循环伏安、计时电流法和计时电位法研究了硫酸体系下闪锌矿浮选精矿生物浸出过程中可能发生的中间反应过程及其动力学行为。循环伏安测试结果表明，闪锌矿生物氧化的总反应不是一步完成的，该过程涉及一系列的中间电化学反应。计时电流法和计时电位法的测试结果表明，闪锌矿的溶解速率受扩散过程控制。 石绍渊等人利用铁闪锌矿-碳糊电极研究了铁闪锌矿的电化学行为。循环伏安测试结果表明，不同浸出条件下，循环伏安曲线表现出不同的特征，意味着铁闪锌矿的浸出是通过不同的反应来实现的。当浸出体系的氧化还原电位值较高时，还原性物质难以生成或者生成的还原性物质被Fe3+迅速氧化。三价铁离子在铁闪锌矿的溶解过程中十分重要，尤其是在浸出初期，此时细菌的浓度较低，研究还表明吸附的细菌或许会促进生物浸出过程中铁闪锌矿的氧化反应，浸出时形成的腐蚀坑不同，但与吸附细菌的形状和大小相似。有菌和无菌条件下铁闪锌矿-碳糊电极的交流阻抗谱(EIS)测试结果表明，不同电解液中铁闪锌矿-碳糊电极的交流阻抗谱的形状相似，均由高频区的两个半圆和低频区的一条直线组成。这表明铁闪锌矿在不同电解液中的溶解过程有相同的动力学控制步骤，即铁闪锌矿的溶解过程受反应物向矿物表面或者反应产物离开矿物表面的传质过程控制。     4  浸出条件对锌硫化矿生物浸出的影响 在锌硫化矿微生物浸出过程中，除了浸矿微生物菌种、矿物的性质及外加金属离子及表面活性剂会对浸出效果造成一定的影响外，浸出条件如温度、pH值、可利用的营养物质、矿浆浓度、O2和CO2的供应、细菌接种量和浸出的方式等也会影响矿物的生物浸出。 在通气与否和不同矿浆浓度条件下，石绍渊等人对比研究了铁闪锌矿浮选精矿在摇瓶试验和磁搅拌反应器中的生物浸出效果。结果表明：通气条件下，溶液中氧化亚铁硫杆菌的数量和生物活性都有所提高，且接种氧化亚铁硫杆菌后，不同反应器中铁闪锌矿浮选精矿的浸出效果呈现较大的差别。Konishi等 人研究发现当浸出体系中Acidianus brierleyi菌的初始浓度从每立方米1.0 ×1012个增加到每立方米1.1x1013个，液相中游离的细菌浓度及闪锌矿中锌的浸出率均有所增加，而当接种量进一步提高到每立方米5×1013个时，锌的浸出率相较于每立方米1.l× 1013个时增长不是很多。同样张广积等人也发现，在添加Fe2+的情况下，随着细菌初始接种量增大，铁闪锌矿的生物浸出速度变快，但接种量过高时，其对提高铁闪锌矿浸出速度的影响减弱。     每一种细菌都具有其生长的最佳pH值，且适宜不同细菌存活的pH值范围各不相同。溶液中pH值的大小不仅可以影响细菌的生长繁殖速度和氧化活性，而且对三价铁沉淀(尤其是黄钾铁矾)的生成有重要影响。故而pH值是锌硫化矿微生物浸出过程中一个十分重要的参数。

北京矿冶总院在开发出“纳米铝粉包覆的复合型镍铝涂层材料”之后，又研制成功了“纳米铝粉包覆的复合型系列涂层材料”。该系列涂层材料包括双组分中间化合物镍铝、三组分化合物镍铬铝、多组分化合物镍铬铝钴氧化钇、铁铬镍铝碳化钨等耐磨、耐蚀和耐高温的面层和底层材料，其性能明显优于国外同类产品，而成本却显著降低，并已成功用于军工多个重点型号及民用的石化、锅炉、冶金、造纸和运输等大型装备的涂层用材料，具有显著的社会效益和经济效益。

高应力镍是电镀微裂纹铬的新技术，微裂纹铬能分散镀层的腐蚀电流，从而显著提高镀层抗蚀能力，延长电镀产品的使用寿命，特别适用于室外使用的产品｡微裂纹铬已列入国际标准（ISO），如采用微裂纹铬工艺，同类使用条件，中间镍层厚度可减薄微米（与一般镀铬工艺相比），从而可节约镍消耗量，降低了产品成本｡该工艺是在铜镍铬或镍铬镀层体系中，在光亮镍层上电镀微米厚的高应力镍，接着镀铬，铬层就形成微裂纹铬｡该工艺可应用于汽车、自行车及其它室外使用的产品｡(Fiona)

业已发现，生物浸出在矿业中具有广泛运用的远景，因为生物浸出法对环境友好，因为其能耗低和根本出资少，而节省处理费用，而且能够提取低档次和高档次矿石。但是，商业化运用微生物浸出红土镍矿的工艺还未开发出来。红土镍矿储量占近海镍资源的2／3。选用传统的选矿手法无法得到镍精矿。现在从红土镍矿中收回镍的传统办法是火法冶金和湿法冶金。 与异养生物不同，化能无机自养微生物从二氧化碳中吸取碳来坚持生计和成长。为了处理这种碳源，它们经过氧化无机化合物来获取能量。经过氧化化合物，在细胞处理进程中运用储存在化学键中的能量。生物浸出进程中所运用的化能无机自养生物运用硫和硫化矿（如黄铁矿）作为动力，在氧化进程中它们终究生成硫酸（式（1）～（4））。 （1） （2） （3） （4） 生成的硫酸坚持体系的pH坚持在适合细菌成长的水平，而且有助于红土镍矿的有用浸出。氢离子能够替代矿藏基体中的金属离子，然后完成金属的溶解。 质子的浸蚀进程为： （5） 但是，现在并未运用化能无机自养细菌收回红土镍矿中的镍，这或许是因为矿石中缺少硫，然后不能发生所需求的硫酸。为了成功地运用这类细菌，需求经过外部增加硫来出产硫酸。 因而，本研讨的意图是断定运用化能无机自养微生物浸出红土镍矿的或许性。尤其是调查化能无机自养微生物浸出红土镍矿的几种影响要素。运用2水平5要素核算实验规划办法（ ）调查首要要素对生物浸出的影响，这些要素为：颗粒粒度、矿浆浓度、pH、基质类型（黄铁矿和硫）以及细菌接种数量。 一、材料和办法 （一）矿藏样品及特性 本实验所用的红土镍矿样品由南非的Mintek研讨所供给。运用标准套筛将矿藏分为三个不同的粒级（－38 m、＋53－63 m和＋100－150 m）。生物浸出之前，对每个粒级进行化学分析和粒度组成分析。运用（3∶1的HCl和HNO3的混合物）对矿藏酸性浸出之后，选用原子吸收光谱分析红土镍矿的化学组成。表1a为红土镍矿样品中不同组分矿藏的丰度。表1b为红土镍矿中以氧化物标明的化学组成。表1c为不同粒级的粒度散布以及各粒级对应的元素组成。在表1c中，依据颗粒的体积分数核算了均匀粒径。表1a  红土镍矿中不同矿藏的相对丰度物         相详细值镍蛇纹石[（Mg）3Si2O5（OH）4]少针铁矿和褐铁矿[（Fe，Ni）O（OH）和Fe2O3·H2O]多钛黄铁矿[（Fe，Ti）S2]痕量镍黄铁矿[（Fe，Ni）S2]痕量滑石[（Mg）6Si8O20（OH）4]痕量皂石[（Ca0.25（Mg，Fe）3（Si，Al）4O10（OH）2·nH2O）]痕量透闪石[（Ca2Mg5）Si8O22（OH）2]痕量石英[SiO2]许多   表1b  红土镍矿样品的化学组成矿    物SiO2Fe2O3Cr2O3Al2O3MgONiOCoO含量／%52.821.91.02.57.51.90.3矿    物CaOMnOCuOCSP含量／%0.71.3＜0.10.1＜0.10.1表1c  不同粒级红土镍矿的元素组成及其均匀粒径粒级／ m＜3853－63100－150Ni含量／%1.71.51.4Co含量／%0.10.20.2均匀粒度／ m10.459.5137.1 （二）细菌 本实验中运用的化能无机自养细菌的混合培育物（Acidithiobacillus ferrooxidans、Acidithiobacillus caldus和Leprospirillum ferrooxidans）菌由南非Mintek研讨所供给。细菌在9K培育基中培育。 （三）实验规划 本研讨中，选用核算实验规划办法（DOE）来研讨红土镍矿的可浸性。一起研讨了几个进程要素。体系地改动几个要素，然后保证所研讨的首要要素及其之间交互效果的可靠性和独立性。在特性研讨阶段中研讨了首要要素对红土镍矿生物浸出的影响。其意图是为了断定影响浸出成果的重要变量及其之间的交互效果。每个要素以及它们之间交互效果的明显性运用要素核算实验规划 办法来点评。研讨的首要方针是使化能无机自养微生物浸出红土镍矿的浸出率最大。因而，镍的收回率（即转化率）是方针（呼应值）。 1、实验要素和水平 虽然曾经的研讨人员选用异养微生物断定了一些影响红土镍矿溶解的重要要素。而本实验则断定选用化能无机自养微生物浸出红土镍矿时一些要素的影响，而且将其量化，然后使得这些要素能够丈量。在本研讨中，潜在的规划要素分为操控要素和不变要素。操控要素是研讨中实践挑选的要素（表2）。不变要素是那些或许对呼应发挥效果但对本实验无关紧要的要素，所以它们被设定在特定的水平上。（见（四）影响的正态概率联系曲线） 表2  实验要素和操控要素的水平操控要素水平1中心点水平2pH1.52.02.5粒度／－38－63＋53－150＋100矿浆浓度／%51015基质类型a5%硫和Fe2＋5%硫和Fe2＋5%黄铁矿和Fe2＋接种量／%51015a二价铁离子（Fe2＋）的浓度与文献（Silveman and Lundgren，1959）相同 为了简化核算，要素以它们的编码值进行研讨。要素的物理水平缓编码水平如表3和表4所示。一般的，连续变量的编码值由以下公式得到：编码值＝[实践值－1／2（最高值＋最低值）]1／2（最高值－最低值）。关于定性的变量，其编码值随机指定。 在根本规划中，基质类型列经过兼并颗粒粒径和矿浆浓度列得到，接种量列经过兼并pH、颗粒粒径和矿浆浓度列得到。 表3  由 因数实验规划（根本规划）得到的镍收回率成果标准 次第随即 次第操控要素aNi均匀收回率／%ABCDE13－1－1－1＋1－12428＋1－1－1＋1＋12037－1＋1－1－1＋13046＋1＋1－1－1－12651－1－1＋1－1＋11764＋1－1＋1－1－11475－1＋1＋1＋1－13082＋1＋1＋1＋1＋126a表中以编码－1和＋1标明的实验要素水平如下：关于pH（A）：1.5（－1）和2.5（＋1）；粒度（B）：－38 m（－1）和－150＋100 m（＋1）；矿浆浓度（C）：5%（－1）和15%（＋1）；基质类型（D）：硫（－1）和黄铁矿（＋1）；接种量（E）：5%（－1）和15%（＋1）。 表4  由 因数实验规划（折叠规划）得到的镍收回率成果标准 次第随即 次第操控要素aNi均匀收回率／%ABCDE16＋1＋1＋1－1＋12621－1＋1＋1－1－12938＋1－1＋1＋1－11644－1－1＋1＋1＋12053＋1＋1－1＋1－13262－1＋1－1＋1＋13575＋1－1－1－1＋11587－1－1－1－1－123a表中以编码－1和＋1标明的实践要素水平如下：关于pH（A）：1.5（－1）和2.5（＋1）；粒度（B）：－38 m（－1）和－150＋100 m（＋1）；矿浆浓度（C）：5%（－1）和15%（＋1）；基质类型（D）：硫（－1）和黄铁矿（＋1）；接种量（E）：5%（－1）和15%（＋1）。 2、核算分析 运用影响概率联系曲线、残差分析和中点分析对实验成果进行核算分析。 （四）影响的正态概率联系曲线 在分析未重复的要素数据时，偶然会出现高阶交互效果，因而选用正态概率联系曲线来点评明显要素。这就是实践值影响的累积正态概率曲线。可疏忽的影响一般呈正态散布，均匀方差（ 2）为0，它是一条直线方程，而明显影响的均匀方差不为零，且不是直线方程。 对每个要素水平的呼应值进行均匀，得到核算规划的影响。每个要素的两个水平下的呼应的均匀值的差标明那个要素对呼应影响的明显性。用数学公式标明，由输入变量的改动而引起的单个效应能够由以下公式核算： （6） 大概率联系曲线中，一切用果需求从低到高分等级，而且依照这个次序编号。接下来，编号的效果（i）由以下公式得到其百分数值： 值＝ ×100% （7） （五）残差的绘图分析 残差的正态联系曲线可为不断定的有疑问的模型供给确诊查验。数据残差的正态概率联系曲线查验残差为正态散布的假定是否正确。假如残差是正态散布，则为直线。残差拟合曲线（拟合模型）可查验变量在每组中差错值相同的假定。因为异常值或许会发生不适当的影响，当实验被扫除在分析之外时，依据猜测值核算每次实验要删去的残差。由以下公式核算残差： 残差＝  （8） （六）运用中点检测曲率 在规划中参加中点，能够维护由二次效应发生的曲率，一起能够对所取得的差错极性独立点评。假如 是镍在第nc次中点转化的均匀值，是所研讨的要素点镍转化率的均匀值，假如 － 比较小，那么中点则坐落或穿过要素分点平面的邻近，则没有二次方曲线。若 － 比较大，则存在二次方曲线。 （七）实验和取样 一切的 要素规划的细菌浸出实验都在一个500mL Erlenmeyer烧瓶中进行的。将200mL灭菌的介质、适量的灭菌动力、预先丈量过细菌接种量的细菌液和适宜数量的红土镍矿参加到浸出体系中，放到旋转的振荡器中，在30℃和190r／min下培育。运用1mol／L硫酸和1mol／L坚持体系pH。每两天对实验体系进行监测，运用移液管（1.5mL）在滚动的情况下取样，然后快速过滤。经过增加蒸馏水（或9K培育液）来补偿液体提取的削减。用原子吸收法分析滤液中的镍含量。一切的实验随机进行，直到镍的收回率坚持不变停止。 二、成果与评论 （一）首要要素 表3和表4中的数据用来点评首要要素影响及其交互影响（如图1所示）。依据液相中的镍数量占红土镍矿中的镍总量的百分比来核算表3和4中细菌浸出红土镍矿后的镍收回率。 当运用分数要素规划时存在效应的混合形式。这意味着，（假定三要素和更高要素的交互效果不明显），一个要素的点评效应是一个要素实践值效应和两个要素交互效应的联合。为了将首要要素的影响和在核算上不明显的两个要素的交互效果影响差异开来，运用折叠技能，在该实验中一切操控要素为本来的相反符号值。 表4为根本规划在符号上的相反值，即折叠。联合这两个规划来点评一切的首要效应，铲除核算上不明显的两个要素的交互效应，如图1所示。图1  首要要素和要素交互效果的正态图 （由根本规划和折叠规划联合得到）；A、B、C、D和E是首要要素 （表3）；AB、AC、AD、AE、BC、BD、BE、 CD和CE是要素的交互效果 以图1所示的概率图来断定明显效应。在图1中，当一起运用根本规划和折叠规划来点评单个要素的效果时发现，A（pH）、B（粒径）、C（矿浆浓度）和D（基质类型）是核算上的明显要素，因为它们的均值不为零。E（接种量）不是核算上的明显要素，因为它与正态散布（零均匀值）差异不大。矿浆浓度和基质类型之间存在重要的交互效果。 当只制作根本规划的首要要素和两个要素的交互效果时，在混合形式中不能将首要效应与两个要素的交互效果差异开来（成果没有标明）。 树立了明显要素和呼应之间的一次多项式模型（猜测或拟合模型）来阐明呼应与明显要素之间的联系： R＝24.03－2.08Aa＋5.40Bb－1.69Cc＋1.36Dd＋0.71CcDd （9） 猜测模型式中某些变量的负号标明晰使细菌浸出红土镍矿镍收回率最大，这些要素需求坚持在较低水平。正号标明要素需求坚持在较高的水平。 在中点观测到的四个收回率为20%、21%、25%和22%（表5）。这四个中点的均匀值为22%。8个根本规划（表3）和8个折叠规划（表4）的均匀值为24%。虽然这两个均匀值并不挨近（差别为2%），有或许存在曲率。但是，非线性查验并没有发现哪个要素含有曲率，或许不存在。但是，关于本研讨的意图（要素挑选），是假定近似的存在线性。事实上，因为公式（9）包括交互效果的项，因而，该模型能够代表呼应公式中的曲率。 表5  由 分数要素规划得到的镍收回率成果（中点）编号操控要素aNi均匀收回率／%ABCDE10000020200000213000002540000022a表中以编码0标明的实践要素水平如下：关于pH（A）：2.0；粒径（B）：－63＋53 m；矿浆浓度（C）：10%w／v；基质类型（D）：硫；接种量（E）：10%v／v。 图2为残差的正态概率曲线。由图可知，一切的残差坐落一条直线上，线性相联系数位0.97，这标明残差呈正态散布。以残差对拟合值（拟合模型值或猜测收回率）作图，能够查验每组的差错都是相同的假定（图3），即随机差错为零均值和差错为稳定值的散布。一切的残差在－2和＋1之间散布，并没有体系结构。因为残差为稳定值、零均值和独登时常态散布（图2和图3），由此可知，式（9）能够较好地拟合实验数据。换句话说，对差错的假定是令人满意的。图2  残差正态散布曲线图图3  残差与预期收回率之间联系曲线 （二）要素对收回率的影响 1、pH的影响 pH值的影响如图4所示。从该图能够看出，在低pH下镍的收回率较高。培育基的pH明显影响嗜酸性微生物的成长和活性。因为在低pH下细菌的活性高，期望酸浓度（H＋离子）较高（pH＝－log[H＋]）。意料H＋离子可引起镍的溶解，如式（4）所示。图4  pH对镍收回率的影响（由根本规划和折叠规划联合得到） 2、粒度的影响 粒度的影响如图5所示。由图可知，在所研讨的范围内，低于38 m颗粒对镍收回率发生负面影向。这与更多的露出表面然后导致镍溶解增强的预期是对立的。这相同与小颗粒中镍含量比大颗粒多（见表1c）相对立。这或许是因为当粒度减小，红土镍矿颗粒之间以及矿藏颗粒和细菌之间的磕碰速率增大，然后约束了细菌在黄铁矿或硫基质上的粘附。由小颗粒形成的物理冲突有或许损坏细胞的结构，然后使其经过氧化而发生浸出进程失活。红土镍矿杂乱的矿藏学相同增强了离子和氢键效果。这些效果受小粒径颗粒的影响，此刻大表面积使每个颗粒露出在很多的不同矿藏之间。因而，以为－38 m是本研讨中的临界最小粒径。但是，在随后的优化实验中还应该断定有利于镍收回率的实践有用粒度。图5  粒度对镍收回率的影响（由根本规划和折叠规划联合得到） 3、矿浆浓度 矿浆浓度的影响如图6所示。由该图可知，在5%的低矿浆浓度下，镍的收回率较高。在高矿浆浓度下浸出速率的下降是因为固体和液体的不均匀混合，导致气体传输约束，因为液体太浓（高黏度），气体不能有用地传输至细胞上。图6  矿浆浓度对镍收回率的影响（由根本规划和折叠规划联合得到） 4、基质类型的影响 基质类型的影响如图7所示。该图标明，在运用硫作为基质时，镍的收回率较高。这可由运用硫比用黄铁矿的改变图中看出（图8）。图8为在根本规划中，不同实验中运用硫和黄铁矿作为基质，在生物浸出时从设定点开端pH的改变。其时用硫作为基质，不考虑初始pH（1.5或2.5），pH下降，然后坚持在限定值水平。关于给定值为较高pH时，限定值落在1.9～2.0的范围内，而给定值为较低pH时，限定值落在1.3～1.4的范围内。当以黄铁矿作为基质时，pH增大，对给定值为较低pH时，pH落在1.5～1.6的范围内。但是，对给定值为较高pH时，pH落在2.3～2.4的范围内。图7  基质类型对镍收回率的影响（由根本规划和折叠规划联合得到）图8  pH改变趋势图（根本规划） 1－pH基准线；2－用黄铁矿，pH 1.5；3－用硫，pH 1.5； 4－用硫，pH 2.5；5－用黄铁矿，pH 2.5 在折叠规划时观察到相似的pH改变趋势（未显现成果）。当运用硫作为基质时，关于给定值为较低pH时，限定值落在1.3～1.4范围内，而给定值为较高pH时，限定值落在1.9～2.0范围内。当以黄铁矿作为基质时，对给定值为较高pH时，pH落在2.1～2.2范围内，而对给定值为较低pH时，pH落在1.5～1.6范围内。 总归，实验成果标明，增加元素硫以及随后生物资酸进程对坚持红土镍矿生物浸出时的低pH是适当重要。 5、细菌接种量的影响 细菌接种量好像对浸出进程没有多大影响（图1）。这是因为细菌并非直接浸蚀矿藏自身，不像硫化矿，组成矿藏的硫和二价铁被氧化，因而对矿藏溶解发生直接影响。细菌对矿藏溶解的影响好像与细菌和参加培育基的基质有关。因为研讨中能够得出，不论细菌接种量凹凸，经过细菌氧化硫产酸的速率比酸耗费速率要大。 6、要素交互效果影响 在所研讨的范围内，变量之间的交互效果，除矿浆浓度和基质类型之外，在核算上均不明显。它们的影响为零均值正态散布，作图时出现一条直线（图1）。但是，这儿却不能看出矿浆浓度和基质类型交互效果的理由。 （三）浸出曲线 8个（表3）红土镍矿生物浸出实验成果如图9所示。由图可知，在实验中观察到很多的离散数据。这标明在本研讨所考虑的要素影响之间还存在很大差错。某些情况下收回率的下降是因为镍离子的沉积引起的。在折叠规划中观察到相似的浸出曲线（未标明该成果）。图9  镍收回率随浸出时刻的改变（根本规划） 三、定论和今后的研讨 本次二水平规划的意图是取得用化能无机自养微生物进行生物浸出红土镍矿的试数据，并对其优化，并断定哪个要素对呼应具有明显性，而且这些要素哪些是正影响要素，哪些是负影响要素。由实验成果可知，pH、粒度、矿浆浓度和基质类型是核算上重要操作参数。当细菌接种量在15%～5%v／v时，在核算上它是不明显的要素。在所研讨的范围内，除矿浆浓度和基质类型外，变量之间的交流效果在核算上的影响是不明显的。 折叠实验澄清了首要影响成果，保证了首要要素不与核算上不重要的两要素交互效果相混杂（图1）。 实验成果标明，用硫作为基质取得的成果要比用黄铁矿作为基质取得的成果好。由硫基质取得的矿浆pH比用黄铁矿时的要低，酸的发生将增强镍的收回。值得注意的是，接下来的研讨需求要点重视参加浸出培育基中硫的量，以便优化镍的收回。成果相同标明，在低pH和矿浆浓度下镍的收回率最大。在所研讨的范围内，粒度小于38 m的颗粒对镍的收回发生负面影响。 实验成果标明，在影响曲线中或许存在有曲率，因而，不只要进行线性影响点评，还要进行二次方影响点评，以树立由确诊查验界说的镍收回率最大的区域的呼应面，因而需求进行新的三水平实验规划。

黄铜指的是铜和锌所组成的合金，黄铜被广泛用于制造阀门、水管、空调内外机连接管和散热器等。黄铜中含有锌，在焊接中，由于锌的沸点低（907℃），焊接过程中易蒸发，所以这是黄铜的焊接种的最大难点。黄铜焊接的方法主要有哪些？黄铜焊接的方法同 紫铜焊接 一样有四种方法，分别是气焊、碳弧焊、手工电弧焊和氩弧焊，但在操作中却有很大的差异。下面来分别介绍这四种黄铜焊接方法。1.黄铜焊接方法：气焊。由于气焊火焰温度低，焊接时黄铜中锌蒸发比采用电焊时少，所以在黄铜焊接中，气焊是最常用的方法。黄铜气焊时可采用的焊丝有：丝221、丝222和丝224等，这些焊丝中含有硅、锡、铁等元素，能够防止和减少熔池中锌蒸发和烧损，有利于保证焊缝性能和防止气孔产生。气焊黄铜常用熔剂有固体粉末和气体熔剂两类，气体熔剂由硼suan甲脂及甲醇组成；焊接可以采用气剂301等作熔剂。2.黄铜焊接方法：手工电弧焊。手工电弧焊焊接黄铜时除了用铜227及铜237外，也可以采用自制焊条。黄铜电弧焊时，应采用直流电源正接法，焊条接负极。焊前焊件表面应作仔细清理。坡口角度一般不应小于60-70o，为改善焊缝成形，焊件要预热150-250℃。操作时应当用短弧焊接，不作横向和前后摆动，只作直线移动，焊速要高。与海水、an气等腐蚀介质接触黄铜焊件，焊后必须退火，以消除焊接应力。3. 黄铜焊接方法：手工氩弧焊。黄铜手工氩弧焊可以采用标准黄铜焊丝：丝221、丝222和丝224，也可以采用与母材相同成分材料作填充材料。焊接时可以采用直流正接，也可以使用交流。用交流焊接时，锌蒸发比直流正接时轻。通常焊前不用预热，只有板厚相差比较大时才预热。焊接速度应尽可能快。焊件焊后应加热300-400℃进行退火处理，消除焊接应力，以防止焊件使用过程中裂缝。。4.黄铜焊接方法：碳弧焊。黄铜 在进行碳弧焊时，根据母材成分选用丝221、丝222、丝224等焊丝，也可用自制黄铜焊丝施焊。焊接可以采用气剂301等作熔剂。焊接应短弧操作，以减少锌蒸发和烧损。在焊接黄铜时应注意，焊接黄铜的场所应加强通风等防护措施。

镍基焊条可分为五大类，即工业纯Ni、Ni-Cu、Ni-Cr-Fe、Ni-Mo和Ni-Cr-Mo。每一类可分为一种或多种型号的焊条。这类焊条主要用于焊接镍或高镍合金，有时也可用于异种 金属 的焊接或堆焊.镍基合金焊条成份对比:Ni307镍及镍合金焊条 型号GB/T：ENiCrMo-0 　　说明：低氢型Ni70Cr15耐热耐蚀合金焊条，焊缝中有适量的钼、铌等合金元素，熔敷 金属 具有良好的抗裂性，采用直流反接。 　　用途：用于焊接有耐热、耐蚀要求的镍基合金，也可用于一些难焊合金、异种钢的焊接及堆焊。 　熔敷 金属 化学成份/% 　　C≈0.05 Ni≈70 Fe≤7 Nb 3-5 Mo 2-6 Cr≈15 　　Ni307A镍及镍合金焊条 型号GB/T：ENiCrFe-3 相当于AWS：ENiCrFe-3 　　说明：低氢型Ni70Cr15耐热合金焊条，焊缝中有适量的锰、铌等合金元素，熔敷 金属 具有良好的抗裂性，采用直流反接。 　　用途：用于焊接有耐热、耐蚀要求的镍基合金，如因康镍600、601等，也可用于一些难焊合金、异种钢的焊接及堆焊。 　　熔敷 金属 化学成份/% 　　C≤0.1 Mn 5-9.5 Si≤1 Ni 59 Fe≤10 Ti≤1 Nb+Ta 1-2.5 　　S≤0.015 P≤0.03 Cu≤0.5 Cr 13-17 　　Ni307B镍及镍合金焊条 型号GB/T：ENiCrFe-3 相当于AWS：ENiCrFe-3 　　说明：低氢型镍铬耐热合金焊条，焊缝 金属 中有适量的锰，采用直流反接。 　　用途：用于焊接有耐热、耐蚀要求的镍基合金，如因康镍600、601等，也可用于异种钢的焊接或耐蚀堆焊材料。 　　熔敷 金属 化学成份/% 　　C≤0.1 Mn 5-9.5 Si≤1 Ni≥59 Fe≤10 Ti≤1 Nb 1-2.5 S≤0.015 　　P≤0.03 Cu≤0.5 Cr 13-17 　　Ni317镍及镍合金焊条 　　说明：低氢型镍铬钼合金焊条，焊缝 金属 中有适量的钼，抗裂性好。 　　用途：用于焊接镍基合金及铬镍奥氏体钢，也可用于异种钢焊接。 　　熔敷 金属 化学成份/% 　　C≤0.07 Mn 0.5-1.7 Si≤0.5 Ni 68-78 Nb 0.2-0.8 S≤0.012 　　P≤0.02 Mo 8.5-11 Cr 13.5-16.5 　　Ni327镍及镍合金焊条 型号GB/T：ENiCrMo-0 相当于AWS：ENiCrMo-0 　　说明：低氢型Ni70Cr15耐热合金焊条，焊缝 金属 中有适量的钼、铌等合金元素，熔敷 金属 具有良好的抗裂性，采用直流反接。 　　用途：用于焊接有耐热、耐蚀要求的镍基合金，也可用于一些难焊合金、异种钢的焊接及堆焊。 　　熔敷 金属 化学成份/% 　　C≤0.05 Mn 1-5 Si≤0.75 Ni余量 Fe 4-8 Nb+Ta 1.5-5.5 S≤0.015 P≤0.04 Mo 3-7.5 Cr 13-17 　　Ni337镍及镍合金焊条 型号GB/T：ENiCrMo-0 相当于AWS: ENiCrMo-0 　　说明：低氢型镍铬耐热耐蚀合金焊条，焊缝 金属 中有适量的钼、铌等合金元素，具有较好的抗裂性及耐蚀、耐磨性，焊接工艺良好，采用直流反接。可全位置焊。 　　用途：用于核反应堆压力容器密封面堆焊及塔内构件焊接，也可用于复合钢、异种钢以及相同类型的镍基合金焊接。 　　熔敷 金属 化学成份/% 　　C0.035 Mn2.35 Si0.28 Ni余量 Fe6.28 Nb3.27 S0.015 P0.015 　　Co0.03 Mo4.8 Cr15.76 　　Ni347镍及镍合金焊条 型号GB/T：ENiCrFe-0 　　说明：低氢型镍铬耐热耐蚀合金焊条，焊缝 金属 具有较好的抗裂性及耐蚀性，焊接工艺性好，采用直流反接，可全位置焊。 　　用途：用于核电站稳压器、蒸发器管板接头的焊接，也可用于复合钢、异种钢以及相同类型的镍基合金焊接。 　　熔敷 金属 化学成份/% 　　C0.04 Mn4.65 Si0.13 Ni余量 Fe5.92 Nb2.58 S0.02 P0.03 Co0.02 　　Al0.06 Cr18.55 　　Ni357镍及镍合金焊条 　　型号GB/T：ENiCrFe-2 相当于AWS: ENiCrFe-2 　　说明：低氢型Ni70Cr15镍基合金焊条，熔敷 金属 含有适量的锰、钼和铌，具有良好的抗裂性，采用直流反接。 　　用途：用于焊接有耐热、耐蚀要求的镍基合金，也可用于异种钢的焊接或用作过渡层及堆焊焊条。 　　熔敷 金属 化学成份/% 　　C≤0.1 Mn 1-3.5 Si≤0.75 Ni≥62 Fe≤12 Nb+Ta0.5-3 S≤0.02 　　P≤0.03 Mo 0.5-2.5 Cr 13-17 Cu≤0.5 　　HT-103镍及镍合金焊条 　　说明：低氢型镍铬铁合金焊条，抗热裂性能及耐晶间腐蚀、应力腐蚀能力优良。 　　用途：用于镍基合金和异种钢焊接，还可用于焊后不能热处理的大厚度铁素体钢构件的焊接。 　　熔敷 金属 化学成份/% 　　C≤0.1 Mn 2-6 Si≤0.1 Ni≥67 Fe≤4 Nb 1.5-3 S≤0.015 P≤0.02 　　Mo≤2 Cr 18-22更多有关镍基焊条请详见于上海 有色 网

我国是一个低档次、难处理黄金矿产资源散布较为广泛的国家，现已探明的黄金地质储量中，约有1000t左右归于难处理金矿资源，约占黄金探明总储量（4634t)的1/4。跟着易选易浸金矿的很多挖掘，资源日益干涸，研讨开发有用提取难处理金矿中有价金属的高效清洁工艺，已成为归纳利用矿产资源和环境保护的重要研讨课题。现在，处理难浸金矿的办法大致有氧化预处理-化、强化化和非化浸出3大类，国内外遍及选用的是氧化预处理技能，首要包含氧化焙烧法、加压氧化法、化学氧化法和生物氧化法。生物氧化法已成为其间一种具有广泛应用远景的办法，其长处是对环境无污染，流程简略，出资少，本钱低。本文对含砷微细浸染型难处理金矿进行了细菌预氧化与化学预氧化-化提金实验研讨。     一、矿石性质     原矿化学多项分析成果见表1。矿石中有价金属是金，有害元素砷含量较高，一起含有害杂质锑和炭。原矿中首要金属矿藏为黄铁矿、辉锑矿、雄黄（主）、雌黄，偶见毒砂，如表2所示。金以超显微方式存在，浸染状散布，首要与黄铁矿相关。载金矿藏很细，大多在1～5μm之间。矿石中90%以上的金是以包裹金形状存在，其间，硫化物包裹金占30.96%，其他包裹金占59.53%，属含硫高砷微细浸染型难浸金矿石。 表1  原矿化学多项分析成果（质量分数）/%Au（g/t）Ag（g/t）AsTFeTS有机CTCSbTiO2K2O23.302.724.304.045.540.211.850.260.482.00CaPMgOSiO2Al2O3FeONa2OCuPbZn2.781.1050.9515.094.740.500.0120.0040.022表2  矿石中首要矿藏成分相对含量（质量分数）/%石英白云石、方解石绢云母雄黄、雌黄绿泥石地开石黄铁矿辉锑矿毒砂43.614.311.111.16.36.34.52.8偶见     二、化学氧化与细菌氧化原理     在碱性介质的化学氧化预处理进程中，黄铁矿、毒砂等硫化矿藏中的硫、砷、铁分别被氧化成硫酸盐、盐及赤铁矿，然后损坏硫化矿藏晶格结构，使被其包裹的金露出出来，首要化学反响如下：     2FeS2＋8NaOH＋15/202→Fe203+4Na2S04＋4H20   （1）     2FeAsS＋lONaOH＋702→Fe203＋2Na3 As04＋5H20＋2Na2S04   （2）     硫化矿的细菌预氧化是一个杂乱进程，化学氧化、生物氧化与原电池反响一起发作，硫化矿藏中的硫、砷、铁、锑分别被氧化成硫酸盐、盐、锑酸盐、铁的氢氧化物或铁矾等，最终使硫化物晶体损坏，使其被包裹的金露出出来，得以用化法收回。首要发作如下反响：     2FeS2＋702＋2H20→2FeS04＋2H2S04    （3）     FeS2+2Fe3＋→3Fe2++2S0    (4)     FeS2＋14Fe3＋＋8H20→15Fe2++2S042-＋16H＋    （5）     4Fe2+＋O2+4H＋→4Fe3++2H20     (6)     2FeAsS＋702＋H2SO4＋2H20→2H3As04＋Fe2（S04）3      (7）     FeAsS＋7Fe3＋＋4H20→8Fe2+＋H3As04＋So +5H+    (8）     FeAsS＋5Fe3＋→So＋As3＋＋6Fe2＋    （9）     2S0＋302＋2H20→2H2S04   （10)     关于黄铁矿的细菌氧化机理现在首要有直接作用、直接作用、联合浸出3种观念（反响式（3）～（4）、（6），见图1），Boon提出两步生物氧化机理（反响式（5）～（6）），毒砂的氧化首要是直接作用（反响式（7）～（10）、（6））。黄铁矿、毒砂的细菌氧化进程均为需氧反响，其间黄铁矿的氧化进程是产酸反响，毒砂的氧化是耗酸反响。从热力学视点分析，毒砂先于黄铁矿被氧化。    三、浸出条件实验     （一）化学预处理-化浸金实验     选用浮选工艺处理该矿石，金精矿中金的收回率为27.83%，金档次得不到富集；原矿直接全泥化时金的浸出率很低，仅5.62%，有必要进行预氧化才干使金有用露出出来，再用化法收回。     在矿石粒度为-0.048mm粒级占90%、矿浆浓度33%NaOH用量10%、反响温度65℃的条件下化学预氧化处理72h，金的浸出率达65.4%，比全泥化进步了60%，起到必定作用。但尾渣金档次为8.03g/t，尚有很大部分包裹金未浸出。     （二）细菌预氧化-化浸出实验     细菌氧化预处理的意图是氧化载金矿藏，使毒砂和黄铁矿晶格损坏，使包裹于其间的金解离出来以利于下一步的化浸出。     实验用的中温菌为笔者所在单位从福建某温泉中收集驯化的菌种。原矿破碎细磨至必定粒度后接入菌种进行细菌预氧化，实验调查了细菌预氧化进程中磨矿细度、矿浆浓度、氧化时刻和氧化温度等要素对金浸出率的影响。氧化渣选用炭浸法（CIL）在常温下进行化浸出提金。化固定条件为：矿浆浓度33%、NaCN用量为6 kg/t、活性炭用量为50 kg/t、pH值为11.5，化时刻24h。     细菌氧化预处理进程中矿浆氧化复原电位和pH值是首要的反响特征参数。细菌预氧化进程矿浆电位和pH值改变趋势如图2所示。从热力学视点分析，矿藏的电位愈小愈有利于浸出，25℃时N型和p型黄铁矿的标准电极电位分别为0.458V和0.368V阐明需到达较高电位时黄铁矿才干氧化溶解，黄铁矿较其他硫化矿难浸。要使黄铁矿溶解，有必要损坏其晶格，依据价键理论，黄铁矿表面失掉电子，价键不会被损坏，仅仅进步表面电位，到达分化电势时值键才被损坏。在细菌氧化作用下，坚持溶液中的较高电位，才干确保矿藏表面不断失掉电子，电位相应进步，促进黄铁矿的溶解。因而电位是影响黄铁矿溶解的关键要素。因为细菌菌群激烈的氧化作用，溶液中Fe2+/Fe3+的份额急剧增大，电位升高，特别在前60h电位敏捷升高，120h后电位改变趋于陡峭，氧化进程中后期矿浆电位一直维持在较高水平790mV（SHE）以上，利于黄铁矿的氧化。    pH值呈初期升高后期下降的趋势，初期因为矿石中酸可溶物质（钙、镁碳酸盐等）的溶解耗酸，Fe2+的氧化也是耗酸反响，pH值升高；跟着矿藏中贱价硫氧化成硫酸根（见反响式（9））溶液的pH值在48h时呈显着下降趋势，到必定值后坚持一段时刻的平稳，随后再次下降，其原因是硫氧化后发生必定量的硫酸，一起当溶液中的[Fe3+]和[S042-]到达黄钾铁矾生成所需的溶度积时，溶液中分出黄钾铁矾，因为黄钾铁矾的生成耗费了很多的OH-，导致了溶液中[H+]的升高，pH值下降。     1、磨矿粒度的影响     在细菌接种量10%、矿浆浓度15%，pH＝1.8±0.2、拌和强度180r/min、反响温度45℃条件下预氧化7d，不同磨矿粒度对金浸出率的影响见图3。    由图3可知，随粒级变细金浸出率升高，细磨至-0.074～粒级占95%时，金浸出率达89.24%，再细磨对进步金浸出作用不明显。因为生物氧化是一种触摸氧化，若氧化矿藏的粒度过粗，则可供细菌吸附的表面积小，吸附到固体颗粒上的细菌总量少，矿藏氧化速率低。归纳考虑本钱，磨矿粒度选取-0.074～粒级占95%。     2、矿浆浓度的影响     在磨矿粒度-0.074mm粒级占95%、细菌接种量10%、pH＝1.8±0.2，拌和强度180r/min，反响温度45℃条件下进行不同矿浆浓度预氧化实验，成果见图4。    从图4可以看出，矿浆浓度对金浸出率的影响较大，浸出速率随矿浆浓度的增大而进步，但浓度过高后金浸出率下降。在较高矿浆浓度下，振动培育发生的对细菌的剪切力较大，不只使细菌难以吸附至矿藏表面，也易使细菌的细胞壁遭到损害。实验标明，在坚持高浸出率的前提下，最佳矿浆浓度为15%。     3、氧化时刻和氧化温度的影响     在磨矿粒度-0.074mm粒级占95%、矿浆浓度为15%、接种量为10%、pH＝1.8±0.2、拌和强度180r/min条件下进行氧化时刻和氧化温度实验，成果见图5。从图5可以看出，跟着细菌氧化时刻的延伸，金的浸出率跟着升高，考虑到本钱要素，预氧化时刻选7d为宜。金的浸出率跟着反响温度的升高而进步，反响温度为45℃，细菌氧化7d时金的浸出率为89.24%，高出40℃时金的浸出率。其原因是实验选用的菌种是中温菌，以硫杆菌和微螺旋菌为主，能耐受较高的温度，在45℃时细菌的成长速度较快，氧化活性较高，利于黄铁矿晶格的损坏和矿藏的分化，进步了金的浸出率。    四、结语     所研讨的含砷微细浸染型金矿石中90%的金以包裹金形状存在，选用浮选工艺无法富集，直接全泥化无法有用提取金。经过化学氧化和细菌预氧化工艺的比较，得出细菌预氧化-化工艺可以有用处理该金矿石，最佳工艺条件为：磨矿粒度-0.074mm95%、矿浆浓度15%、细菌接种量10%、pH=1.8±0.2、拌和强度180r/min、45℃氧化7d。该工艺条件下金浸出率达89.24%，并且工艺进程中无烟气污染。

    以铜、镍为主要成份的电阻合金，适用于热过载继电器、低压断路器等低压电器中制造热元件。具有良好的耐腐蚀性能，焊接性能和加工性能的特点。以镍为基加入其他元素组成的合金。1905年前后制出的含铜约30％的蒙乃尔(Monel)合金，是较早的镍合金。镍具有良好的力学、物理和化学性能，添加适宜的元素可提高它的抗氧化性、耐蚀性、高温强度和改善某些物理性能。镍合金可作为电子管用材料、精密合金(磁性合金、精密电阻合金、电热合金等)、镍基高温合金以及镍基耐蚀合金和形状记忆合金等。在能源开发、化工、电子、航海、航空和航天等部门中，镍合金都有广泛用途。    镍基电子管用材料 包括玻璃封接合金 (镍铁基合金)、引线材料(Ni-2Mn)和热阴极电子发射材料。热阴极发射材料一般都含有钨和镁、钙等活性 金属 元素。钨可提高材料的高温强度、抗热震性和电子发射性能。钙、镁可改善材料的激活性并提高阴极电子发射性能。  镍基磁性合金 主要用作软磁材料。具有高的磁导率和低的矫顽力，是制造电子工业磁性元件的重要铁芯材料。镍基磁性材料一般是含镍46～81％的镍铁合金。典型的合金是Ni-22Fe（或称78Ni-Fe）合金，称为坡莫合金(Permalloy)。有些合金还含有钼（2～5％）、铜（约5%）、铬（约2.75％）或铌（3～7％）等元素。有的镍基磁性合金含有较高的钴（约29％）。  镍基精密电阻合金 含铬20%,还含少量铝、铜、铁、硅、锰等元素。这种合金有较高的电阻率，较低的电阻率温度系数,良好的耐蚀性,是仪表和电阻器用精密电阻材料。典型的有 Ni-20Cr-3Al-2Cu合金和Ni-20Cr-3Al-5Mn合金。  镍基电热合金 根据使用的温度和时间不同，对合金性能有不同要求。最常用的电热合金是Ni－20Cr合金。这种合金可在1000～1100℃的温度下长期使用。其中的铬可改善材料的抗氧化性，提高耐热性和电阻率。  镍基耐蚀合金 有镍铜、镍铬、镍钼、镍铬钼(钨)、镍铬钼铜等系的合金。应用最广的耐蚀镍合金是Ni-25Cu-2.5Fe-1.5Mn合金即蒙乃尔合金。这种合金有良好的综合性能。中国已研制成多种耐蚀镍合金。  镍基高温合金 是高温合金中用量最大和最重要的合金。  镍基耐磨材料 有两类：堆焊材料和喷涂（焊）材料。这些材料具有耐磨、耐蚀、抗高温氧化等性能，是现代机械制造和磨损件修复再用的重要材料。镍基斯太利特(Stellite)合金是典型的堆焊材料。镍包铝、镍包碳化钨、镍包陶瓷等复合粉末主要用于喷焊。  镍钛合金 是发展中的形状记忆合金。

日本钢铁制品的标记有两种形式：合金牌号标记法和制品标记法。这两种方法是不替代、相互补充、 并列使用的。合金牌号标记方法可以大致地看出钢铁产品的化学成分或力学性能，但不能表示出制 品的形状、特性及用途。制品标记方法能表示出制品的形状、特性及用途，但不能表示出钢铁产品化学成分或性能。 合金牌号标记法日本钢铁产品合金牌号标记方法依钢的类别不同有不同的标注方式。其共同的特点是牌号前面冠以字母“s”（Steel）以标明这个牌号是钢。制品标记法 同合金牌号标记法一样，日本钢铁产品制品标记的前面亦冠以“s”，以标明这种材料是钢铁制品。制品标记的第二位字母表示钢铁制品的品种(板带、管、丝、棒)；第三位字母通常表示加工方法（热轧、冷轧、镀锡、镀锌）或用途；第四位字母通常表示用途，也有表示其它内容的；当有第五 位字母时，其含意随字母的不同而不同。所有这些字母通常为性能标准调质或退火状态的，保证机械性能的普通用途冷轧钢板JIS（Japanese Industrial Standard）标准是由日本工业标准调查会（Japanese Industrial Standard Committee 缩写JISC）制定的。 JIS标准各类钢铁产品标准由标准代号、字母类号、数字类号、序号、制定（或修订）年份组成见下表。材 料 名 称牌 号 组 成说   明 铸              铁1.       灰口铸铁件2.       球墨铸铁件3.       黑心可锻铸铁件4.       白心可锻铸铁件5.       珠光体可锻铸铁件FC+最低抗拉强度值，例：FC15FCD+最低抗拉强度值，例：FCD40FCMB+最低抗拉强度值，例：FCMB32FCMW+（P）+最低抗拉强度值，例：FCMW34FCMP+最低抗拉强度值，例：FCMP45P-珠光体。抗拉强度单 位均为N/mm2铸        钢1.       碳素钢铸件2.       结构用高强度碳钢及低合金钢铸件3.       合金钢铸件4.       不锈钢铸件5.       耐热钢铸件SC+最低抗拉强度值SC+C+序号SC+元素符号+数字序号SCS+数字序号SCH+数字序号抗拉强度单位为N/mm2C为碳元素符号有些元素符号采用字母代号，例：Cr代号为C，Mo为M，Ni为N，Al为A数字序号代表种类号数字序号代表种类号钢材1.碳素结构钢S+含碳量+字母代号（C，CK）例：S09C，S09CK含碳量中间值×100表示。C-碳，K-渗碳用钢2.合金结构钢S+主要合金元素符号+合金元素含量标记+碳含量代表值＋符号字母1.       主要合金元素符号表示方法：碳钢符号为S××C，Mn钢为SMn，MnCr钢为SMnC，Cr钢为SCr，CrMo钢为SCM，NiCr钢为SNC，NiCrMo为SNCM，AlCrMo钢为SACM2.       合金元素含量标记为2，4，6，82在Mn钢中表示含Mn＞1.00～＜1.30，在Cr钢中表示含Cr＞0.80～＜1.40，在锰铬钢中表示Mn＞1.00～＜1.30，Cr＞0.30～＜0.90，在镍铬钢中表示Ni＞1.0～＜2.0，Cr＞0.25～＜1.254在Mn钢中表示含Mn＞1.30～＜1.60，在铬钢中表示含Cr＞0.80～＜1.40，在锰铬钢中表示Mn＞1.30～＜1.60，Cr＞0.30～＜0.90，在镍铬钢中表示Ni＞2.00～＜2.50，Cr＞0.25～＜1.256在Mn钢中表示含Mn＞1.60，在铬钢中表示含Cr＞1.40～＜2.00，在锰铬钢中表示Mn＞1.60，Cr＞0.30～＜0.90，在镍铬钢中Ni＞1.50～＜3.00，Cr＞0.25～＜1.258在铬钢中表示Cr＞2.00，在镍铬钢中表示Ni＞3.0，Cr＞0.25～＜1.25，在镍铬钼钢中表示Ni＞3.50，Cr＞0.70～＜1.50，Mo＞0.15～＜0.403.       含碳量中代表值：含碳量中间值×100取整数，余数舍去，100倍值＜9时，则十位数写04.       附加字母表示方法：L表示加Pb钢，S表示加S钢，U表示加Ca钢，H表示保证淬透性，K表示渗碳用钢3.不锈及耐热钢S+钢种符号+数字顺序号，例：SUS301钢种符号：US表示不锈钢，UH表示耐热钢。数字顺序号基本上参照美国AISI标准4.弹簧钢SUP+顺序号，例：SUP3顺序号表示钢种序号5.含铬轴承钢SUJ+顺序号，例：SUJ1顺序号表示钢种序号6.工具钢S+钢种符号+顺序号，例：SK1，SK7，SKS2，SKD4钢种符号：K-碳素工具钢，KC-中空钢，KD-合金模具钢，KH-高速工具钢，KS-合金专用工具钢，KT-锻造工具钢7.电工用硅钢S（或G）+最大铁损值（序号）+尾注冷轧和热轧无取向冠以S，冷轧取向冠以G最大铁损值（序号）：冷轧和热轧无取向，表示在P10/50时最大铁损值。冷轧取向表示钢种顺序号尾注：无符号-冷轧，F-热轧。适用于冷轧和热轧无取向

我国是一个低档次、难处理黄金矿产资源散布较为广泛的国家，现已探明的黄金地质储量中，约有1000t左右归于难处理金矿资源，约占黄金探明总储量(4634t)的1/4。跟着易选易浸金矿的很多挖掘，资源日益干涸，研讨开发有用提取难处理金矿中有价金属的高效清洁工艺，已成为归纳利用矿产资源和环境保护的重要研讨课题。现在，处理难浸金矿的办法大致有氧化预处理-化、强化化和非化浸出3大类，国内外遍及选用的是氧化预处理技能，首要包含氧化焙烧法、加压氧化法、化学氧化法和生物氧化法。生物氧化法已成为其间一种具有广泛应用远景的办法，其长处是对环境无污染，流程简略，出资少，本钱低。本文对含砷微细浸染型难处理金矿进行了细菌预氧化与化学预氧化-化提金实验研讨。     一、矿石性质     原矿化学多项分析成果见表1。矿石中有价金属是金，有害元素砷含量较高，一起含有害杂质锑和炭。原矿中首要金属矿藏为黄铁矿、辉锑矿、雄黄（主）、雌黄，偶见毒砂，如表2所示。金以超显微方式存在，浸染状散布，首要与黄铁矿相关。载金矿藏很细，大多在1～5 μm之间。矿石中90%以上的金是以包裹金形状存在，其间，硫化物包裹金占30.96%，其他包裹金占59.53%，属含硫高砷微细浸染型难浸金矿石。 表1  原矿化学多项分析成果（质量分数）/%Au(g/t)Ag(g/t)AsTFeTS有机CTCSbTiO2K2O23.302.724.304.045.540.211.850.260.482.00CaOMgOSiO2Al2O3FeONa2OCuPbZn2.781.1050.95153094.740.500.0120.0040.022表2  矿石中首要矿藏成分相对含量（质量分数）/%石英白云石、方解石绢云母雄黄、雌黄绿泥石地开石黄铁矿辉锑矿毒砂43.614.311.111.16.36.34.52.8偶见     二、化学氧化与细菌氧化原理     在碱性介质的化学氧化预处理进程中，黄铁矿、毒砂等硫化矿藏中的硫、砷、铁分别被氧化成硫酸盐、盐及赤铁矿，然后损坏硫化矿藏晶格结构，使被其包裹的金露出出来，首要化学反响如下： 2FeS2＋8Na0H＋15/202→Fe203＋4Na2S04＋4H20  （1） 2FeAsS＋lONaOH＋702→Fe203＋2Na3As04＋5H20＋2Na2S04  （2）     硫化矿的细菌预氧化是一个杂乱进程，化学氧化、生物氧化与原电池反响一起发作，硫化矿藏中的硫、砷、铁、锑分别被氧化成硫酸盐、盐、锑酸盐、铁的氢氧化物或铁矾等，最终使硫化物晶体损坏，使其被包裹的金露出出来，得以用化法收回。首要发作如下反响： 2FeS2＋702＋2H20→2FeS04＋2H2S04  （3） FeS2＋2Fe3+→3Fe2+＋2S0  （4） FeS2＋14Fe3＋＋8H20→15Fe2+＋2S042-＋16H＋  （5） 4Fe2+＋O2+4H+→4Fe3+＋2H20  （6） 2FeAsS＋702＋H2S04＋2H20→2H3As04＋Fe2（S04）3  （7） FeAsS＋7Fe3＋＋4H20→8Fe2+＋H3As04＋S0+5H+  （8） FeAsS＋5Fe3＋→S0＋As3+＋6Fe2+  （9） 2S0＋302＋2H20→2H2S04  （10）     关于黄铁矿的细菌氧化机理现在首要有直接作用、直接作用、联合浸出3种观念（反响式（3）～（4）、（6），见图1），Boon提出两步生物氧化机理（反响式(5)～（6）），毒砂的氧化首要是直接作用（反响式(7)～（10）、(6））。黄铁矿、毒砂的细菌氧化进程均为需氧反响，其间黄铁矿的氧化进程是产酸反响，毒砂的氧化是耗酸反响。从热力学视点分析，毒砂先于黄铁矿被氧化。    三、浸出条件实验     （一）化学预处理-化浸金实验     选用浮选工艺处理该矿石，金精矿中金的收回率为27.83%，金档次得不到富集；原矿直接全泥化时金的浸出率很低，仅5.62%，有必要进行预氧化才干使金有用露出出来，再用化法收回。     在矿石粒度为-0.048mm粒级占90%、矿浆浓度33%、NaOH用量10%、反响温度65℃的条件下化学预氧化处理72h，金的浸出率达65.4%，比全泥化进步了60%，起到必定作用。但尾渣金档次为8.03g/t，尚有很大部分包裹金未浸出。     （二）细菌预氧化-化浸出实验     细菌氧化预处理的意图是氧化载金矿藏，使毒砂和黄铁矿晶格损坏，使包裹于其间的金解离出来以利于下一步的化浸出。     实验用的中温菌为笔者所在单位从福建某温泉中收集驯化的菌种。原矿破碎细磨至必定粒度后接入菌种进行细菌预氧化，实验调查了细菌预氧化进程中磨矿细度、矿浆浓度、氧化时刻和氧化温度等要素对金浸出率的影响。氧化渣选用炭浸法（CIL）在常温下进行化浸出提金。化固定条件为：矿浆浓度33%、NaCN用量为6kg/t，活性炭用量为50kg/t，pH值为11.5，化时刻24h。     细菌氧化预处理进程中矿浆氧化复原电位和pH值是首要的反响特征参数。细菌预氧化进程矿浆电位和pH值改变趋势如图2所示。从热力学视点分析，矿藏的电位愈小愈有利于浸出，25℃时N型和P型黄铁矿的标准电极电位分别为0.458 V和0.368 V，阐明需到达较高电位时黄铁矿才干氧化溶解，黄铁矿较其他硫化矿难浸。要使黄铁矿溶解，有必要损坏其晶格，依据价键理论，黄铁矿表面失掉电子，价键不会被损坏，仅仅进步表面电位，到达分化电势时值键才被损坏。在细菌氧化作用下，坚持溶液中的较高电位，才干确保矿藏表面不断失掉电子，电位相应进步，促进黄铁矿的溶解。因而电位是影响黄铁矿溶解的关键要素。因为细菌菌群激烈的氧化作用，溶液中Fe2+/Fe3+的份额急剧增大，电位升高，特别在前60h电位敏捷升高，120h后电位改变趋于陡峭，氧化进程中后期矿浆电位一直维持在较高水平790 mV（SHE）以上，利于黄铁矿的氧化。     pH值呈初期升高后期下降的趋势，初期因为矿石中酸可溶物质（钙、镁碳酸盐等）的溶解耗酸，Fe2+的氧化也是耗酸反响，pH值升高；跟着矿藏中贱价硫氧化成硫酸根（见反响式（9））溶液的pH值在48h时呈显着下降趋势，到必定值后坚持一段时刻的平稳，随后再次下降，其原因是硫氧化后发生必定量的硫酸，一起当溶液中的[Fe3+]和[S042-]到达黄钾铁矾生成所需的溶度积时，溶液中分出黄钾铁矾，因为黄钾铁矾的生成耗费了很多的OH-，导致了溶液中[H＋]的升高，pH值下降。    1、磨矿粒度的影响     在细菌接种量10%、矿浆浓度15%、pH＝1.8±0.2、拌和强度180r/min、反响温度45℃条件下预氧化7d，不同磨矿粒度对金浸出率的影响见图3。    由图3可知，随粒级变细金浸出率升高，细磨至-0.074～粒级占95%时，金浸出率达89.24%，再细磨对进步金浸出作用不明显。因为生物氧化是一种触摸氧化，若氧化矿藏的粒度过粗，则可供细菌吸附的表面积小，吸附到固体颗粒上的细菌总量少，矿藏氧化速率低。归纳考虑本钱，磨矿粒度选取-0.074～粒级占95%。     2、矿浆浓度的影响     在磨矿粒度-0.074mm粒级占95%、细菌接种量10%、pH＝1.8±0.2、拌和强度180r/min、反响温度45℃条件下进行不同矿浆浓度预氧化实验，成果见图4。    从图4可以看出，矿浆浓度对金浸出率的影响较大，浸出速率随矿浆浓度的增大而进步，但浓度过高后金浸出率下降。在较高矿浆浓度下，振动培育发生的对细菌的剪切力较大，不只使细菌难以吸附至矿藏表面，也易使细菌的细胞壁遭到损害。实验标明，在坚持高浸出率的前提下，最佳矿浆浓度为15%。     3、氧化时刻和氧化温度的影响     在磨矿粒度-0.074mm粒级占95%、矿浆浓度为15%、接种量为10%、pH＝1.8±0.2、拌和强度180r/min条件下进行氧化时刻和氧化温度实验，成果见图5。从图5可以看出，跟着细菌氧化时刻的延伸，金的浸出率跟着升高，考虑到本钱要素，预氧化时刻选7d为宜。金的浸出率跟着反响温度的升高而进步，反响温度为45℃，细菌氧化7d时金的浸出率为89.24%，高出40℃时金的浸出率。其原因是实验选用的菌种是中温菌，以硫杆菌和微螺旋菌为主，能耐受较高的温度，在45℃时细菌的成长速度较快，氧化活性较高，利于黄铁矿晶格的损坏和矿藏的分化，进步了金的浸出率。    四、结语     所研讨的含砷微细浸染型金矿石中90%的金以包裹金形状存在，选用浮选工艺无法富集，直接全泥化无法有用提取金。经过化学氧化和细菌预氧化工艺的比较，得出细菌预氧化-化工艺可以有用处理该金矿石，最佳工艺条件为：磨矿粒度-0.074mm95%、矿浆浓度15%、细菌接种量10%、pH=1.8±0.2、拌和强度180r/min、45℃氧化7d。该工艺条件下金浸出率达89.24%，并且工艺进程中无烟气污染。

一、前语 生物冶金是树立环境友好型冶金形式的一个方向，但与传统湿法浸矿工艺比较，现行硫化矿细菌氧化浸出技能在处理硫化矿方面尚没有真实具有竞赛优势，首要原因是浸出速度慢、浸出周期长，然后使运营本钱偏高，运用仅局限于一些较高价值低档次硫化矿。耐温菌浸出技能的研讨与开展是进步反响速度的要害一步。 现在在生物冶金技能中大多选用氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)浸出有色金属，而对钼、镍等重要有色金属的生物浸出报导较少，且仅限于常温菌。一些研讨者选用常温菌浸出低档次钼矿，但浸出率均不抱负且浸出周期长，原因之一在于常温菌的抗钼才干很差。杨显万等用氧化亚铁硫杆菌处理一种含Cu和Mo 的低档次矿，在30℃条件下浸出60 d, Cu 浸出率为60%，而Mo 浸出率仅为0.34%。Donati 等发现氧化亚铁硫杆菌不被MoS3 表面吸附，原因是Mo 对细菌有毒性。Hammaini 等[8]的研讨标明，在9K 培育基顶用T.ferrooxidans 浸矿，1 mmol/L 钼对铁氧化已有按捺作用，2 mmol/L 则彻底按捺铁氧化。经过驯化能够大大进步细菌的耐钼才干，童雄等研讨标明，钼的硫化矿浸出有菌条件比无菌时浸出速度快5 倍。在细菌习惯矿藏前，只能得到15～25 mg/L 的钼浸出液，经过驯化培育，可进步到200 mg/L 以上。本作业选用金属硫叶菌(Sulfolobus metallicus)嗜热菌作为驯化浸矿菌种，对镍钼矿的浸出进行了体系研讨，并与常温菌浸矿才干作了比较。成果标明，古生嗜热菌的金属硫叶菌对镍钼矿的浸出能够战胜常温菌浸出周期长、浸出率低的缺点，尤其在耐钼安稳性上有严重改进。研讨成果有望为生物法提取镍钼等宝贵金属的工艺规划和运用供给重要依据，关于稀有金属生物浸出的菌种选育和拓宽具有重要意义。 二、试验 （一）材料、试剂及仪器 所用矿样为贵州镍钼硫化矿，其含镍矿藏首要为二硫镍矿(NiS2 )、辉镍矿(Ni3S4)和辉砷镍矿(NiAsS)，少数或微量针镍矿(NiS)和紫硫镍铁矿(FeMnS4)、硫镍铁矿和含镍黄铁矿等，矿石均匀含钼达5%，其间的钼矿藏是一种胶状的集合体(胶硫钼矿，Jordisite)，所以，X 衍射分析没有检测到硫化钼的存在。深化的矿藏学研讨标明，这种钼集合体除硫与钼外，碳也是首要元素，因而称为“碳硫钼矿”。由于碳的原子量较低，故光谱半定量分析未检出。矿藏的首要成分见表1 和图1。 表1  贵州镍钼硫化矿光谱半定量分析成果图1  矿藏X 射线衍射图谱 试验前矿样经烘干、细磨至需求粒径。 菌种：金属硫叶菌(Sulfolobus metallicus，购于日本菌种保藏中心)属古生菌，能够好氧成长，既能氧化S又能氧化Fe2+，最适温度为65℃，选用M174 培育基培育( 成分见表2)。氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)由中国科学院微生物研讨所供给，选用9K培育基(见表3)培育。 表2  金属硫叶菌的M174 培育基表3  9K 培育基试剂与仪器：硫酸铵，硼砂，钼酸钠，，酵母等；日立F-2500 型荧光分光光度计，XSP-24N-103型生物显微镜，TZL-16 高速离心机，THZ-82 恒温水浴振动器，PHS-29A 型数字pH 计，原子吸收仪。 （二）试验办法 1、细菌的驯化及无铁细胞悬浮液的制备 细菌驯化：浸出试验前，Sulfolobus metallicus 在相同的矿藏、矿浆浓度条件下进行驯化，使细菌习惯浸矿环境，并进步菌株的耐钼才干。驯化条件：在装有100mL 培育基的150 mL 三角瓶中参加粒径 终究以3000 r/min 离心除矿，以10000 r/min 离心搜集驯化后的细菌，作为浸矿菌种。若当即浸矿，则可接入浸矿液中，不然置入冰箱4℃保存。细胞计数选用血球计数板法。 无铁细胞悬浮液的制备：将培育好的菌液置于低速离心机中3000 r/min 离心10 min，以除掉菌液中的大颗粒沉积物，上清液用高速离心机进行细胞别离，10000r/min 离心30 min，细胞沉积物用pH 1.8 的无菌蒸馏水洗下，清洗数次后稀释至原体积，搜集的细胞当即运用或在4℃冰箱保存。 2、摇瓶浸出 不同条件浸样各重复3 次，取其均匀值。培育基100mL，接种量均为10%(φ)，初始pH 为2(浸出进程始终坚持该值)，温度65℃, 转速200 r/min，浸出时刻均为20 d.。浸前各摇瓶称重，定时取样，并弥补蒸腾的水分和取走的培育基。浸出率以浸出20 d 的渣样计。浸出20d 的矿渣经抽滤，浸渣用1%的稀洗刷数次后烘干，称重，检测其间Ni 和Mo 含量。 三、成果与分析 （一）无菌及驯化与非驯化条件下的细菌浸出成果 本试验将细菌浸出分为无菌组、以Fe2+为动力培育的驯化细菌浸出组、以Fe2+为动力培育的非驯化浸出组、以S0 为动力培育的驯化细菌浸出组、以S0 为动力培育的非驯化细菌浸出组，顺次编号为No.1～5。矿浆浓度为10 g/L，矿藏粒径 表4  不同培育条件下的浸出成果（二） Fe3+对细菌浸出作用及介质电位的影响 以有菌无铁、有菌有铁、无菌有铁和无菌无铁4 组共12 个浸出样进行摇瓶浸出，编号顺次为1～4。有铁组均参加0.5 g/L Fe3+，矿浆均为10 g/L，矿藏粒径 表5  有菌无铁、有菌有铁、无菌有铁和无菌无铁对细菌浸出的影响对加Fe3+和不加Fe3+的浸出液的总铁浓度和介质电位改动作了比较，总铁浓度成果见图2，可见未加Fe3+浸出时，前6 d 的介质总铁浓度和增加速度比参加0.5g/L Fe3+低许多，这标明加铁组在浸出开端就很快发动了对矿藏的浸出氧化，而对照组由于没有初始Fe3+的存在其浸出发动缓慢许多.图2  浸出初期加铁与不加铁介质中总铁浓度 外加0.5 g/L Fe3+也改动了浸出液的电位。依据伦斯特方程EFe3+/Fe2+=0.78+0.059lg([Fe3+]/[Fe2+])，介质电位取决于溶液中Fe3+的浓度。电位测定显现，有菌外加0.5g/L Fe3+与不加Fe3+的电位改动有差异，加Fe3+的电位比不加Fe3+高，两者在浸出进程中电位都先缓慢下降再缓慢上升(图3)。由于浸出开端一周左右，65℃下矿藏中的FeMoO4 开端水解开释Fe2+，使Fe2+浓度增大，而此刻浸出液中的细菌尚处于延滞期或习惯期，氧化Fe2+的才干极弱，因而外加Fe3+组的Fe3+/Fe2+比下降，而不加Fe3+组Fe3+/Fe2+极低，故两者的电位呈下降趋势。之后又缓慢上升是由于细菌由延滞期进入指数增加期和安稳时，氧化Fe2+的才干增强，浸出液Fe3+/Fe2+逐步增大，电位逐步上升，当至必定电位值后，Fe3+/Fe2+处于安稳状况，此刻浸出液中细菌氧化Fe2+生成Fe3+的量与矿藏中FeMoO4 水解开释的Fe2+量比安稳，浸出液电位在500mV 左右。到浸出后期，由于浸出液中的细菌数削减，氧化 Fe2+才干大大削弱，而矿藏中从FeMoO4 开释出的Fe2+浓度改动不大，且Fe3+作为氧化剂而耗费，Fe3+/Fe2+比下降(若发作铁钒沉积，Fe3+浓度会下降较多)，导致浸出液电位下降，但不低于300 mV。总归，在镍钼硫化矿加铁和不加铁的细菌浸出中，浸出液中的电位上升幅度都不大，很或许是由于高温下矿藏中开释的Fe2+及细菌氧化Fe2+生成Fe3+的才干受钼浓度影响而构成Fe3+/Fe2+上升有限。这也是浸出液电位全体不高的原因之一。图 3  加Fe3+组与对照组电位改动 （三）矿浆浓度对细菌浸出的影响 矿藏粒径 表6  矿浆浓度对细菌浸出的影响（四）pH 对细菌浸出的影响 各浸样矿浆浓度均为10 g/L，矿藏粒径 表7  不同pH 条件下的浸出成果（五）矿藏粒径对细菌浸出的影响 每个浸样均参加0.5 g/L Fe3+，无菌组作对照。矿浆浓度10 g/L，接种量10%，温度65℃，浸出20 d。不同矿藏粒径的浸出成果如表8 所示。从表看出，有菌组 表8  矿藏粒径对细菌浸出的影响（六）浸出进程中无菌和有菌样浸出液的 pH 值改动从图4 看出，无菌组和有菌组在浸出进程中的pH改动趋势相反，前者pH 呈逐步上升趋势，然后者则先升高然后逐步下降。这是由于有菌组在浸出进程中开端遭到矿藏脉石的影响而使浸出液pH 上升，当浸出到第4 d 时，细菌不断将矿藏表面的S0氧化成H2SO4，使浸出液的pH 下降。图 4  有菌和无菌浸样在浸出进程中的pH 改动 （七）金属硫叶菌与氧化亚铁硫杆菌的浸出作用比较 在培育基体积(100 mL)、接种量(10%)、矿浆浓度(10g/L)、矿藏粒径(图5  金属硫叶菌与氧化亚铁硫杆菌对镍、钼浸出作用的比较 （八）浸出进程中 Cu,Zn,Fe 含量的改动 浸出进程中浸出液中的有价金属Cu, Zn, Fe 浓度改动如图6 所示。到219.5 h，浸出液中Cu, Zn 和Fe 的浓度别离到达11.07, 8.17 和267.6 mg/L。本研讨标明，当Cu2+浓度小于0.5 g/L 和Zn2+浓度小于1 g/L 时对细菌氧化Fe2+的才干没有影响。该浸矿菌能氧化30 g/L 乃至更高浓度的Fe2+，因而，浸出进程中这3 种金属离子对细菌的浸出不会构成影响。矿藏中其他金属离子对细菌浸矿的影响有待进一步研讨。图 6  浸出进程中Cu, Zn, Fe 浓度改动 （九）金属硫叶菌在浸出液中的增加与钼浓度的联系 挑选10 g/L 矿浆浓度，10%的接种量(接种浓度为4.4×107 mL−1)，全程盯梢浸样中的细菌增加和被浸出钼浓度的改动，成果如表9。从表能够看出，经过驯化的金属硫叶菌有很强的耐钼才干。浸出14 d 浸出液中钼浓度达173.74 mg/L，游离细菌为2.54×107 mL−1；浸出20 d 浸出液中钼浓度达283.37 mg/L，游离细菌浓度为0.83×107 mL−1。经过盯梢记数和比较发现，浸出10～12 d时，浸出液中的游离细菌最多，之后逐步削减。因而，在10～12 d 时刻段镍和钼的浸出速率也应是最快的。 表9  浸出时刻、浸出钼浓度与浸出液中S.m 菌浓度的联系图7  浸出16 d 无菌和有菌浸出样的矿粒表面描摹 （十）浸出进程中矿粒表面描摹 浸出进程中矿粒表面的改动能够反映细菌与矿藏的作用方法。在浸出16 d 时，将有菌和无菌浸样中的矿粒别离进行电镜扫描调查，发现无菌样的矿粒表面很润滑，没有细菌与矿藏作用的任何迹象，而有菌样的矿藏表面则呈现很多的腐蚀坑，这显然是细菌附在矿粒表面不断氧化掩盖在矿藏表面的S0 发作硫酸留下的腐蚀痕迹，如图7 所示。（十一）细菌浸矿作用的机理分析 金属硫叶菌以直接作用方法分化二硫镍矿(NiS2)、辉镍矿(Ni3S4)、针镍矿(NiS)。硫化矿细菌浸出的作用机理一向存在着两种观念，即直接作用和直接作用。直接作用就是细菌与硫化矿直接触摸，经过排泄酶来分化矿藏，以浸出矿藏中的金属离子。而直接作用则是细菌经过溶液中的Fe3+和H+与矿藏作用，浸出金属离子。金属硫叶菌浸出NiS2的作用方法是直接作用，这能够从电镜调查及表4 和5 的试验成果得以证明。无菌组和增加Fe3+的浸出试验标明，在无菌无铁的浸出样中，Ni 浸出率达77.64%，这应该是酸性条件下H+与矿藏反响所造成的。有菌无铁和无菌有铁浸出的Ni 浸出率相差不大，标明浸出进程中有菌组经过细菌氧化Fe2+(矿藏中分化)发作Fe3+及细菌经过附在矿粒表面不断氧化浸出进程中发作的S0而发作硫酸，使浸出液坚持必定酸性环境，并在矿藏表面构成许多酸腐蚀坑。无菌有铁组则是经过Fe3+和H+的化学作用浸出，首要反响如下：金属硫叶菌对MoS2 的浸出作用也是直接作用，Fe3+是仅有的氧化剂。李宏煦等以为FeS2, MoS2, WS2氧化硫时是以S2O32−为中间进程而完结的，S2O32−终究氧化为SO42−，伴有部分S7 则被细菌进一步氧化为硫酸，其反响式为：Huang 等以为，在低pH 下，Fe3+经过σ键与黄铁矿表面键合，所构成的化学键有利于电子从黄铁矿中的硫转移到Fe3+，电子并非直接从硫的价带而是从黄铁矿与铁离子构成的t2g 轨迹转移到Fe3+。而Fowler 等以为，氧化进程中Fe3+等氧化剂向t2g 轨迹注入空穴，这些空穴可劈开水分子而构成OH−，而OH−具有强氧化性，可与硫反响，使黄铁矿中的S2−氧化。Silverman 等提出，黄铁矿表面构成的铁氢氧化物或氧化态物质经过从t2g 轨迹得电子而积累电荷，积累的电荷发作电子态改变发作正电位，然后使S2−氧化。同归于细菌直接氧化作用机理的辉钼矿，其氧化进程与黄铁矿相同。在无菌条件下钼的浸出为O2 氧化MoS2所造成的。由于在O2存在的条件下，一切安稳的硫化矿在任何pH 值下都是不安稳的，可被氧化成S, HSO4−, SO42−。而在高温条件下，从体系的热力学和动力学分析可知，高温有利于矿石浸出进程的进行，因而嗜热菌比常温菌的生物浸矿更具热力学和动力学优势。 四、定论 （一）比无菌组高许多，标明细菌浸出比简略的酸浸出作用更好，速度更快。 （二）驯化组比非驯化组的浸出率高。因而，在选用细菌浸出钼矿前，应对细菌进行驯化，使其习惯浸出进程中的物理和化学环境，如钼浓度和机械剪切力等。嗜热金属硫叶菌对矿中镍和钼的浸出率显着高于常温菌氧化亚铁硫杆菌。 （三）以S0培育的细菌浸出率略低于以Fe2+培育的细菌。尽管金属硫叶菌既能氧化S0又能氧化Fe2+，但以Fe2+培育的细菌在浸出时不只具有氧化S0的才干，并且氧化Fe2+的才干更强。 （四）5 g/L 的矿浆浓度比别的几组浓度浸出样的钼浸出率高许多。标明较高矿浆浓度的镍钼硫化矿不只具有较大的剪切力，还具有相对高的钼浓度，对金属硫叶菌的成长代谢有影响，对细菌的浸矿才干发作了必定的按捺作用。必定矿浆浓度对镍浸出率影响不显着。

铬，铬在矿石中常以FeO.Cr2O3)状态存在，在高炉内铬的还原率可达80%～95%。铬是钢中有益元素，可以使钢的耐腐蚀能力增加。钢中加入铬与镍可制成镍铬不锈钢，此外铬还能增加金属的强度。 矿石中的铬对高炉冶炼的影响不大，但对炼钢操作却有影响，由于生铁中的铬在炼钢过程中又被氧化而进入渣中，使炉渣变得很粘稠不好操作。所以希望生铁中含Cr≤0.4%～0.6%，这就要求铁矿石中含铬量不高于

美国钢铁产品的标准比较多，主要有以下几种：ANSI　美国国家标准AISI 美国钢铁学会标准ASTM　美国材料与试验协会标准ASME　美国机械工程师协会标准AMS　航天材料规格（美国航空工业最常用的一种材料规格，由SAE制定）API　美国石油学会标准AWS　美国焊接协会标准SAE　美国机动车工程师协会标准MIL　美国军用标准QQ　美国联邦政府标准对上述标准难以一一介绍他们的牌号表示方法。本书只对使用比较广泛的ANSI，ASTM，SAE和AISI几种标准的牌号表示方法，作重点介绍。(一) ANSI（美国国家标准）牌号表示方法1.　标准代号＋字母类号＋序号＋颁布年份如：ANSI　　A58.1 19822.　标准代号＋断开号＋原专业标准号＋序号＋颁布年份如：ANSI/UL 560-19803.　如果某个ANSI标准在内容上有补充，其补充件的表示方法是在原标准序号的后面加一英文小写字母。a表示第一次补充，b表示第二次补充。如：ANSI　Z21.17-1979　　家用煤气转换燃烧器。ANSI　Z21.17a-1981　　家用煤气转换燃烧器第一次补充件4.　对于经过复审，被重新确认为继续有效的ANSI标准，一般在该标准号后面注确认年份。如：ANSI B27.6-1972（R 1983），表示1972年的ANSI B27.6标准在1983年复审后，重新确认有效，其内容毫无变化。5.　ANSI标准的分类　　ANSI标准采用字母和数字混合分类法。其中，字母表示大类，数字表示小类。如：B—机械，B1—螺纹。ANSI标准一级类目字母代号如下表：ABCDFGHJKLMMC MD 建筑机械电气与电子公路交通与安全食品与饮料黑色冶金材料与冶金学有色冶金材料与冶金学橡胶化工纺织矿业计量与自动控制 医疗器械 MHNOPPHSSEWXYZZ109 Z98 材料装运原子核木材纸浆与造纸摄影与电影声学、振动、机械冲击与录音防盗设备焊接情报系统制图、符号与缩写杂项皮革 绝热材料(二)　ASTM标准中铸铁、铸钢和锻钢表示方法见下表。材 料 名 称牌 号 组 成说 明铸　　　　　铁1.一般灰口铸铁一位和二位数组，例：26、40、50第一位数为序号，第二位数表示最低抗拉强度值（1000Psi），有时在数字后加字母表示尺寸种类2.阀们管配件灰口铸铁用A、B、C字母表示3.球墨铸铁六位三组数，例80-5506 第一组数：最低抗拉强度值（1000PSi）第二组数：最低屈服强度值（1000PSi） 第三组数：最小伸长率（％）4.可锻铸铁五位数组，例：32510、50055.奥氏体铸铁D-数字序号＋字母类号，例：D-3B6.机动车用灰口铸铁G＋四位数字组四位数组：缩小10倍的最低抗拉强度值（PSi）7.汽车用可锻铸铁M＋四位数字组前两位数：最小屈服强度（1000PSi），后两位数：最小伸长率（％）8.耐磨铸铁百分数＋元素符号＋HC（或LC）例：20%-Cr-Mo-LC百分数代表第一位元素含量。HC：高含碳量，LC：低含碳量铸　　　　　钢1.碳素钢和合金钢 1. 数字序号＋字母代号，例1Q、4QA、15N 2. 最低抗拉强度值 A-退火，Q-淬火加回火，N-正火加回火，QA-淬火加回火后强度较高状态 单位：1000PSi2.高强度铸钢最低抗拉强度值—屈服强度值例：90-60表示单位均为：1000PSi3.奥氏体铸钢字母（B或C）—数字序号4.高温受压合金铸钢C＋数字序号5.好问或耐蚀用高合金铸钢字母组＋平均含碳量＋元素符号，例：CF8M、HK40、CD41MCu6.低温受压用铸钢LC＋字母（A、B、C）或数字数字表示含镍量。A、B、C表示碳素钢或含锰碳素钢一般用压铸钢锻件A＋大写字母＋类号A、B、C—按材料强度大小分类三)　ASTM、SAE和AISI标准中碳素钢和合金钢牌号表示方法在ASTM、SAE、AISI标准中，碳素钢和合金钢牌号的表示方法基本相同。大都采用四位阿拉伯数字表示，间或在中间或末尾加入字母。例如：1005，94B15，3140等。四位数字中的前两位数字表示钢种类型极其主要合金元素含量。后两位数字表示钢的平均含碳量为万分之几的数值。1. 第一位数（或第一、二位数）表示如下类别号：1—碳素钢，2—镍钢，3—镍铬钢，4—钼钢，5—铬钢，61—铬钒钢，8—低镍铬钢，92—硅锰钢，93、94、97、98—铬镍钼钢。2. 第二位数（类别号为二位数者无此项）表示如下钢种或合金元素含量：碳素钢：0—一般碳素钢,1—易切削钢，3—锰结构钢。钼钢：1—铬钼钢，3和7—镍铬钼钢，6和8—镍钼钢，0、4、5—含Mo量不同的钼钢。镍和镍铬钢：用百分数表示平均含镍量。铬钢：0—铬含量较低，1—铬含量较高。低镍铬钢：6、7、8、1表示镍和铬含量一定，钼含量不同。6表示钼含量0.15～0.25，7表示钼含量0.2～0.3，8表示钼含量0.3～0.4，1表示钼含量0.08～0.15。3. 第三、四位数表示含碳量平均值，以万分之几表示。有些钢号中间插入B或L：B—含硼钢，L—含铅钢。末尾加“H”时，表示对淬透性有一定要求的钢种。有些加前置字母“M”或“MT”：M—机械级，MT—机械用管材。(四) 不锈钢和耐热钢牌号表示方法这类钢材主要采用AISI标准的编号系统，牌号由三位阿拉伯数字组成，第一位数表示钢的类别。第二、三位数表示顺序号。钢的类别号：1—沉淀硬化不锈钢，2—Cr-Mn-Ni-N 奥氏体钢，3—CrNi 奥氏体钢，4—高铬马氏体和低碳高铬铁素体钢，5—低碳马氏体钢。(五) ASTM/SAE工具钢牌号表示方法　ASTM和SAE标准中工具钢牌号由材料类别字母加数字顺序号组成。例如A10、D7和F2等。其类别字母含义见本节英国部分中“英国和美国标准中工具钢材料类别代号说明”。(六) UNS编号系统UNS是“UNFIED NUMBERING SYSTEM”（统一编号系统）的缩写。这是由美国机动车工程师学会（SAE）和美国材料与试验协会（ASTM）于1967年共同设计的一种简便的编号系统，其目的在于代替或至少补充现行各标准的产品牌号系统。目前该编号系统已在SAE和ASTM标准中形成文件加以详细说明。SAE标准号为J1086，ASTM标准号为E527，名称为“金属和合金编号推荐方法（UNS）”。UNS编号系统的编号方法是由一个字母和五位数字组成。UNS编号系统使牌号的对照比较简单明了，但并非各国所有的牌号都能在UNS编号系统中找到相同或相似的牌号。这是因为UNS编号系统基本上是反映美国的状况，而且目前UNS编号数量还有限，加上各国在合金化物点、要求等方面情况各异，所以，美国以外的众多外国牌号，尚不能在UNS编号系统中找出相同或相似的牌号。UNS系统工分18大类，见下表。有色金属和合金黑色金属和合金A00001～A99999　铝和铝合金C00001～C99999　铜和铜合金E00001～E99999　稀土和稀土类合金　　　　　　　　（细分18小类）L00001～L99999　低熔点金属和合金　　　　　　　　（细分14小类）M00001～9999　其他有色金属和合金　　　　　　　　　（细分12小类）N00001～N99999　镍和镍合金P00001～P99999　精密金属和合金　　　　　　　　（细分8小类） R00001～R99999　活性和耐热金属与合金 Z00001～Z99999　锌和锌合金D00001～D99999　规定机械性能的钢F00001~F99999　灰铸铁、可锻铸铁、珠光体可锻铸铁、球墨铸铁G00001～G99999　AISI和SAE碳素钢和合金钢　　　　　　　　（工具钢除外）H00001～G99999　AISI H-钢J00001～J99999　铸钢（工具钢除外）K00001～K99999　其他钢材和黑色合金S00001～S99999　耐热钢和耐腐蚀（不锈）钢T00001～T99999　工具钢W00001～W99999　金属焊料、药皮焊条和管形电极 　　　　　　（按焊接熔敷金属成分分类）

在金或银制品、或许含金或含银制品的出产和使用过程中，会发生很多的废料以及使用旧了的制品，这些废旧质料的金、银档次比矿石高得多，而且处理流程简略，在经济上也合算，因而是提取金、银的第二资源。       贵金属废料的性质、形状千差万别，有固态的，也液态的；大到金属板块，小至粉末尘土；有的近于纯金属，有的含量极低；有的含其他金属杂质，有的含非金属杂质，有时还搀杂一些废物、杂物等。因而，关于专业收回厂、废料搜集首先要进行预处理，成为适于冶金处理的高质量物料，可获得较高的技能经济指标，并得到高质量的金属。       为了大力收回废旧质猜中的贵金属，约翰逊·马赛公司于1997年将英国布林斯敦的金精粹厂改建为一座专门处理废旧质料的贵金属收回厂，该厂的世界上大型的、技能先进并能处理各种贵金属废料的收回供应商之一，其废料处理流程如图1所示。图中虚线内部为其预处理及取样流程。  图1  约翰逊·马赛化学公司处理贵金属废料流程图                                       一、废旧质料的预处理       在废料收回厂，废料预处理包含以下几道工序。       （一）称重：将来料进行整体称重，关于贵金属含量较高的物料，如首饰废料、器皿、坩埚、型材等。精确称重尤为重要。现在国内外都选用电子秤主动称量累计。       （二）初选：依据废料表面，用目视法进行初度排选，或许按废料的牌号进行分选。一起，除掉废猜中的杂物、废物及尘土。分选首要用手艺进行的。       （三）分类：首先按所含贵金属的品种，将物料分为含金物料、含银物料、含其他单一贵金属物料及含多种贵金属物料。或许依据物料的特色，再分为磁性物料、非磁性物料、低档次物料、尘土、废物、液体废料以及各种树脂废料等，这样，便于取样的收回。可是，有些废料的外形很类似，但其贵金属含量或许相差很大。因而，对来料要进行细心、细心地查看和分类。分类后，对同一物料做上符号，避免混杂。       二、废料的取样和分析       废料的预处理包含燃烧、枯燥、磨矿、筛分和混匀，然后进行取样。取样和成分分析是废料收回厂一项十分重要的作业。取样和分析要尽或许具有代表性。取样，依据不同类型，有不同的取样办法。表1所示为含金废料的收回事务攻略。表2列出各种电子工业废猜中的含金量。表3列出各种合金中的含金量。某些含金废猜中的含金量见表4。别的各种镀金溶液中的含金量如下：酸性镀金液4～12g/L，中性镀金液4g/L，碱性镀液20g/L。还有像用于石油化工的钯金催化剂含金为0.3%～0.6%；铂金系浆料和钯金系浆猜中金都占85%。热电偶、铂铑玻璃纤维漏板均含有黄金。                                   表1  首要的含金废料收回事务攻略物料品种来  源预处理取样办法抛光砂银作工枯燥机械混兼并取样（大批） 手艺格槽缩样器（小批）锭-银、金一次和二次出产者 钻或锯成标准条或熔炼，堆积取样开金废料加工首饰 同上铸造废料-金、银加工首饰与银作工 熔铸成样品块，钻、碾碎 钻屑、熔炼、堆积取样废币、铸币废料-金、银钱银坯料加工者及造币厂 熔、铸样品块、钻、碾碎 钻屑、熔炼、堆积取样精矿-挖掘的矿业公司枯燥机械混兼并取样坩埚-铂族金属实验室、电子和玻璃工业 熔炼、堆积取样牙科金合金加工牙科及实验室 同上金银合金一次和二次出产者 熔铸样品块，钻、碾碎钻屑钻屑-银贵金属工业使用者 加工首饰及银作工磁性别离熔、铸样品块，钻、碾碎钻屑或炼锍、研磨、选、分、堆积取样碎屑贵金属工业使用者 贵金属熔炼者研磨及筛分机械混兼并取样（大批），可选（小批），熔炼，钻筛分的金属粒奖章废料-金、银造币厂、坯料加工 熔炼、堆积取样铣屑-银、金、铂族金属贵金属工业使用者 加工首饰及银作工磁性别离烧铸样品块，钻、碾碎钻屑，堆积取样或锯样，熔铸样品块并锯样铂族金属的金属废料工业用户、加工首饰 钻或锯成标准条陶瓷工业废料陶瓷工业燃烧、研磨、筛分机械混兼并取样（大批）手选（小批）残渣-金、银中间产品搜集者、精粹者枯燥并燃烧研磨并筛分同上残渣-铂族-高、低档次工业用户、半成品搜集者同上同上电接点废料-铂族电接点加工者与使用者研磨及筛分溶铸样品块，并锯样电子废料电子工业焚、研磨、筛分合适特殊物料的各种办法熔渣-来自熔炼加工首饰及银作工 贵金属熔炼者研磨及筛分机械混兼并取样（大批），手选（小批）熔炼，钻筛分出金属粒实验室器皿-铂族实验室、电子工业 同上Lcmcl条-金、银加工首饰 熔铸样品块、钻、碾碎钻屑熔渣、扒渣-银和金贵金属熔炼者、首饰加工及银作工研磨和筛分机械混兼并取样（大批）手选（小批）泥浆-银和金照相业、电镀业、半成品出产者和精粹者枯燥、研磨和筛分同上切屑-金属料-金、银、铂族工业用户、加工首饰及银作工磁性别离熔铸样品块、钻、碾碎钻屑或炼锍。钻、取样打扫物-首饰磨粉加工首饰及银作工燃烧、研磨、筛分机械混兼并取样（大批）、手选（小批）车屑-金、银、铂族金属工业用户、加工首饰及银作工磁性别离熔铸样品块、钻、碾碎 钻屑或炼锍。研磨、筛分     注：攻略摘自卢宜源、宾万达编，贵金属冶金学，中南工业大学出版社，P452～456，1990。                                     表2  各种电子元件中的含金量废料称号类型规格用  途单  位ω（Au）/g锗普通二极管 硅整流元件 硅整流元件 硅整流元件 硅整流元件 硅整流元件 硅整流元件 硅整流元件 硅整流元件 硅整流元件 硅整流元件 硅整流元件 硅整流元件 硅整流元件 硅整流元件 可控硅整流元件 可控硅整流元件 可控硅整流元件 可控硅整流元件 可控硅整流元件 可控硅整流元件 可控硅整流元件 可控硅整流元件 硅整流二极管 硅整流二极管     硅稳压二极管   硅双基二极管 硅双基二极管 硅双基二极管 硅高频小功率晶体管 频小功率 硅高频率 高频晶体管帽 高频晶体管帽 低频大功率 低频大功率 低频大功率 高频三极管晶体管座 高频三极管晶体管座 高频小功率 高频小功率开关管 干簧继电器 硅单与非门电路 是非磁带录像机 晶体管三用电唱机 蒸气测定仪 微量氧分析仪2AP1～30 2CZ1A～11 2CZ1A 2CZ5A 2CZ20A 2CZl00A 2CZ200A 2CZ300A 2CZ500A 2CZ600A 2CZ700A 2CZ800A 2CZl000A 2CZl200A 2CZl500A 3CT5A 2CZ20A 2CT50A 2CT200A 2CT5A 2CZl0A 2CZ20A 2CZ50A 2CP6A-6K， 10-2，41-60 2CP1A-2， 21-29，31-33 2CW21A-S22A -W1-59-20 BT32-33 BT31 BT31-35 3DG 3DG4.6，8.3DK2 3DG401-410，3DK4 图非-30 图非-32 3DD50.75 3DD300 3DD150G4F6 B1 P6 3AG-1-50 3AG-1-50 AJAg 5TZ14.2、72 CDLS-1 SD-1 UGY SXE1型金丝引线 金锑片 金锑 金锑 金锑 金锑片 金锑片 金锑片 金锑片 金锑片 金锑片 金锑片 金锑片 金锑片 金锑片 金锑、金硼钯 金锑、金硼钯 金锑、金硼钯 蒸金、金硼钯 金锑片 金锑片 金锑片 金锑片 金锑片 金锑片     金锑片   蒸金，金丝引线 蒸金，金丝引线 金丝、金锑片 镀金片、金丝、蒸金 镀金、蒸金热压 镀金、蒸金热压 化学镀金 化学镀金 蒸金、镀金、金引线 蒸金、镀金、金引线 蒸金、镀金、金引线 化学镀金 化学镀金 金银合金 金银合金 镀金片 电镀金 金丝金铂 金镍接点 金片金丝 金片金丝万只 支 万支 万支 万支 只 只 只 只 只 只 只 只 只 只 万只 万只 万只 只 只 只 只 万只 万只 万只     万只   万只 万只 万只 万只 万只 万只51 万只 万只 万支 万支 万支 支 支 万支 万支 万支 4只 台 台 台 台2 0.04 43.847 128.75 397.68 0.35 0.4 0.5 0.64 0.7 0.78 0.8 1.0 1.5 2.2 93.76 401.71 919.789 838 0.02 0.03 0.04 0.17 23.47 48.5     48.5   6.27 4 3.8 10.5 52   10 13 400 800 1.400 10.24 20.48 0.5 0.5 60 60.2 1.85 0.1 1.5 15     注：本表数据摘自卢宜源，宾万达编，贵金属冶金学，中南工业大学出版社，P457～459，1990。                                   表3  各种合金的首要成分金合金称号牌  号化学成分/%金银铜合金 金银铜钆合金 金银铜钆合金 金银铜锰合金 金银铜锰钆合金 金银铜锰镍合金 金镍铜合金 金镍铬合金 金镍铬合金 金镍铬合金 金镍铬合金 金镍铬合金 金镍铬钆合金 金镍铬铑合金 金钯铁铝合金AuAgCu35-5 AuAeCuGd35-5-0.5 AuAgCuGd35-10-0.5 AuAgCuMn33.5-3-3 AuAgCuMnGd33.5-3-2.5-2 AuAgCuMnNi33.5-3-2.5-2 AuNiCu7.5-1.5 AuNiCr5-1 AuNiCr5-1.25 AuNiCr6-2 AuNiCr3.5-2.5 AuNiCr7-0.6 AuNiCrGd7-0.5-0.4 AuNiCrRh7-0.6-0.4 AuPdFeA138-8.5-1Au60，Ag35，Cu5 Au59.5，Ag35，Cu5，Gd0.5 Au54.5，Ag35，Cu10，Gd0.5 Au61.5，Ag33.5，Cu3，Mn3 Au59，Ag33.5，Cu3，Mn2.5，Gd2 Au59，Ag33.5，Cu3，Mn2.5，Ni2 Au91，Ni7.5，Cu1.5 Au94，Ni5，Cr1 Au93.75，Ni5，Cr1.25 Au92，Ni6，Cr2 Au94，Ni3.5，Cr2.5 Au92.4，Ni7，Cr0.6 Au92.1，Ni7，Cr0.5，Gd0.4 Au92，Ni7，Cr0.6，Rh0.4 Au52.5，Pd38，Fe8.5，Al1     注：本表数据摘自卢宜源，宾万达编，贵金属冶金学，中南工业大学出版社，P459，1990。                                   表4  某些含金废猜中的含金量废料称号ω（Au）/%铜镀金 镀极管 镀金扁平 双列管 含金树脂 镀金线路板 镀金丝 金泥 镀金墙板 含锡金锑合金 不熔渣0.18～3.84 0.03～0.3 0.2～2.68 0.22 2.93～15.6 0.08～0.14 3.13～7.80 32.59 1.43 79.71 1.0～2.0

镍的主要用途是制作不锈钢、高镍合金钢和合金结构钢，被广泛用于飞机、雷达、、坦克、舰艇、宇宙飞船、原子反应堆等各种军工制作业;在民用工业中，镍常制成结构钢、耐酸钢、耐热钢等很多用于各种机械制作业、石油;镍与铬、铜、铝、钴等元素可组成非铁基合金。镍基合金、镍铬基合金是耐高温、抗氧化材料，用于制作喷气涡轮、电阻、电热元件、高温设备结构件等;镍还可作陶瓷颜料和防腐镀层;镍钴合金是一种永磁材料，广泛用于电子遥控、原子能工业和超声工艺等范畴，在化学工业中，镍常用作氢化催化剂。近年来，在彩色电视机、磁带录音机和其他通讯器材等方面镍的用量也正在迅速增长。

铝的电阻率是关于铝的性质的一个基本信息。测量铝的电阻率并不是那么简单的。如果把各种材料制成长1米、横截面积1平方毫米的导线，在20℃时测量它们的电阻（称为这种材料的电阻率）并进行比较，则银的电阻率最小，其次是按铜、铝、钨、铁、锰铜、镍铬合金的顺序，电阻率依次增大。铝导线的电阻率是铜导线的1.5倍多,它的电阻率p=0.0294Ωmm2/m,铜的电阻率p=0.01851 Ω·mm2/m,电阻率随温度变化会有一些差异。

1.坩埚的挑选 坩埚的挑选是熔融至关重要的环节。坩埚的挑选需求考虑样品的性质、测定的项目、坩埚的材质对测定的影响等。熔样常用的坩埚的功能列于表3-5中。2.常用坩埚使用情况及其注意事项 (1)铁坩埚首要用于熔融，亦可用于斯密斯法烧结硅酸盐样品以测碱金属。除铁的玷污严峻外，其它过渡金属的玷污也不容忽视。适宜于处理稀有金属样品。 (2)镍坩埚常用于及熔融。其间镍铬合金坩埚不易被氧化，可耐高温。过渡金属特别是锰能在熔融时许多进入样品的熔体。当与硫或硫化物加热时，镍可变脆。银、和钒的化合物不应在坩埚中处理。硼砂不宜作熔剂，除常量硅酸盐分析外，镍坩埚只适用于处理稀有元素(如钽、铌)样品。 (3)锆坩埚可用于熔融，常在550℃进行，此刻每次熔融约有2mg锆进入熔体。其玷污比铁、镍、银坩埚乃至铂坩埚都低。一般一个坩埚可熔融100次。锆坩埚引起的常见杂质玷污较小，是一种优秀的样品处理用坩埚。 (4)银坩埚常用于的熔融，熔点较低。8.5g熔融10min可丢失银10.8mg。银坩埚熔畅通领悟引进贵金属和重金属的玷污，但它耐碱溶液的腐蚀，这是它一大长处。 (5)铂坩埚铂坩埚在样品处理中有重要位置，除和在加热时严峻腐蚀铂外，可耐多种试剂尤其是熔融碳酸钠和的进攻。虽然铂在各种金属制品中对样品的玷污最轻，但在许多情况下仍会引起不同程度的损害。铂皿是由铂铱合金(约含0.3%-1%的铱)制备，因而会引起这类贵金属的玷污。铂的使用中常发现铁的玷污，这些铁可能是由铁坩埚钳引进。铁量太高会是坩埚色黯且变脆。表面的铁可用热浓或焦硫酸钾除掉，但在内部的铁又可慢慢扩散出来持续玷污，且难以消除。所以不宜使铂坩埚触摸铁器，坩埚钳使用镍铬合金制备并包一铂箔。样品受铂的玷污也随其铁含量的增高而愈加严峻。所以铂坩埚不宜用于处理含铁量高的样品。焦硫酸钾、、特别是熔融，对铂坩埚腐蚀很严峻，铂的浸出量在1-100mg。铂坩埚还禁止和各种化学性质不生动的金属(如铝、铜)以及许多氧化剂如、一同加热。

氧化亚镍(NiO) 　　外 观： 浅绿或深绿色粉末状固体氧化亚镍　　性 状： 本品比重为 6.6-6.8 ；松装密度 为 0.5-1.5 ；振实密度为 1.5-2.0 ；费氏粒度为 2-5 ； 不溶于水，溶于硫酸、盐酸、硝酸、氨水。 　　用途：在推瓷工业中用作瓷釉的密着剂和着色剂。陶瓷工业用作色料的原料。磁性材料生产中用作镍锌铁氧体的原料。玻璃工业中茶色玻璃和显像管玻壳的着色剂。也是制造镍盐、镍催化剂和二次电池的材料。用于电镀镀镍铬合金制件，使制件镀层细致，也用于制造蓄电池和彩釉着色，以及用于制造其他镍盐和镍催化剂。氧化亚镍制备1、由镍板与浓硝酸发生反应，再经稀释、调节酸度、静置、过滤、滤液酸化、减压蒸发浓缩、冷却结晶、离心分离得到成品。2、由含镍工业废料酸溶、精制、沉淀出氢氧化镍，再用稀硝酸溶解得到。