矿物资源生物技术（陶秀祥，2007？）ppt课件

老马居士 · 发表于 2013-1-26 07:08

本帖最后由老马居士于 2013-1-26 07:10 编辑

课件名：矿物资源生物技术
作者：陶秀祥
日期：2007？
单位：中国矿业大学

格式：ppt

片数：139

附件：4

内容简介：

微生物湿法冶金也叫生物选矿。自20世纪50年代问世以来，一直是研究的热门领域。在经历了半个世纪的努力之后，该领域无论在产业化还是在基础研究方面均取得了长足的进步。生物技术具有简单易行、成本低、能耗小且污染少等特点。生物技术在矿物工程中的应用主要有以下四个方面：①微生物浸出（或预处理）目的矿物；②微生物转化或降解③微生物浮选矿物；④利用微生物回收水中的金属或净化污水。微生物湿法冶金主要有：(1)低品位铜矿与废石的细菌堆浸；(2)难处理金矿的细菌氧化预处理。

在煤的利用过程中, 有害物质以各种方式排入周围环境, 造成严重的环境污染。最突出的污染物SO2是形成酸雨的主要物质。开发经济有效的脱硫技术已成为煤化工领域最紧迫的任务之一, 目前, 煤的工业脱硫方法主要是物理或物理化学过程, 包括洗选、浮选、重介质分离、水力分离、磁分离、油团聚等, 工艺较简单, 其主要目的是脱灰, 可脱除50%～80% 的黄铁矿,对煤质中高度分散的黄铁矿作用不大, 不能脱除有机硫。煤的微生物脱硫是由生物湿法冶金技术发展而来的, 它是在常压, 低于100℃的温和条件下, 利用微生物代谢过程中的氧化-还原反应达到脱硫的目的, 其能耗较低。目前黄铁矿脱除率可达90% , 有机硫脱除率达40%。我国的褐煤、风化煤及泥炭等低阶煤资源十分丰富，已探明的褐煤保有储量达1300多亿吨，占全国煤炭储量约13%。这些低价煤资源直接燃烧热效率低，工业应用效益差，从低阶煤中提取化工产品，通常采用的是化学方法，成本较高、条件苛刻。然而采用微生物转化技术来处理低阶煤，具有工艺简单，耗低能、无污染等优点，因此，低阶煤的生物转化已成为国内外研究的热点。

目前, 已发现对煤中硫有脱除作用的微生物约有十几种。目前使用最多的是氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌。它们一般都是好氧、嗜酸、专性化能自养型细菌，大多分布在金属矿、煤矿的酸性矿坑的污水中。

煤炭的生物加工处理是一个复杂的过程，影响其效果的因素很多。在这诸多因素中细菌与矿物性质是内因，至关重要，其他因素是外部条件，主要是物理、化学、生物因素。

煤炭的微生物脱硫是利用微生物代谢过程中的氧化—还原反应达到脱硫目的的。根据微生物脱硫的机理和作用方法的不同可分为生物浸出法和生物表面处理法两大类。

以褐煤为代表的低阶煤，是由芳香化环组成并由盐桥、脂肪链等连接起来的大分子网状结构化合物，一般很难进入微生物细胞内，因此低阶煤的生物降解往往是通过微生物所分泌到细胞外的一些活性物起作用的，不同的微生物其代谢产物不同。据此研究者提出了多种机理，主要包括：①碱作用机理; ②生物螫合物作用机理; ③酶作用机理。研究者提出的这些机理在溶煤过程中是单独作用还是联合作用, 目前尚无定论。
煤层瓦斯主要成分是甲烷气体；防治瓦斯灾害就要从降低超标的瓦斯浓度着手。传统的微生物治理瓦斯技术，微生物将瓦斯氧化为二氧化碳，煤矿安全得到保障，但是瓦斯不能得到最大化利用。新的技术将瓦斯用生物转化成甲醇，有效解决瓦斯排放引起的环境问题；变废为宝，使瓦斯转化为具有工业价值的产品；反应条件温和、选择性高、应用前景广阔。

推动煤炭生物处理技术进一步发展的原因有下列几方面：(1）生物工程技术的巨大进步；（2）全球性的矿产资源的贫化与复杂化；（3）人类社会对生态环境保护的要求愈来愈强烈也愈来愈严格，需要建立经济增长与可持续发展的良性互动。今后的主要发展方向：一是寻求和开发新的高效菌种，特别是要利用现代生物技术、基因工程改良或诱变技术选育出新的工程菌，提高脱硫和转化效果；二是加快转化产物的深度加工和利用。

一、矿物资源加工与生物选矿

二、生物技术在煤炭加工中的应用

三、煤炭脱硫与转化的微生物

四、主要影响因素

五、煤炭的生物脱硫

六、煤炭的生物降解

七、矿井瓦斯生物转化技术

八、展望