细菌浸矿工艺多种多样，依据菌液与矿石触摸办法不同，大致可分为两大类：细菌堆浸和拌和浸出。细菌堆浸是指通过重力和压力效果使菌液通过矿石堆的一种浸出办法，最典型的渗滤浸出就是细菌堆浸。细菌堆浸已广泛运用于低档次铜矿、铀矿的细菌浸出，在难处理金矿预处理中也已得到了运用。关于堆浸而言，它具有工艺简略、出资少、本钱较低的特色。可是由于堆没温度过低，一般浸矿周期达数月，乃至数年。用于拌和浸出的物料一般粒度十分细，并且浸出是在比较低的浓度条件下进行，这是由于在高浓度的矿浆中，微生物关于剪切效应更为灵敏，简单呈现细胞损害，然后细菌成长状况不佳。可是拌和的效果使被浸矿石与细菌浸矿剂充沛混合，矿浆吸入更多的空气，然后使含有固、液、气的三相紊动系统充沛触摸，为细菌成长供给足够的氧气和二氧化碳，进步传质和浸出速率。相关于细菌堆浸来说，拌和浸出的出产本钱高(需求拌和、加热、冷却及通气设备、耐酸的反响罐等)，因而，它只适合于用来处理那些单位报价高的矿种，比方金矿。微生物预氧化处理硫化矿浸金工艺流程如图5-5所示。
难处理浮选金精矿等高档次硫化矿生物预先氧化化浸出的工业运用中，高效反响器的构建是进步出产功率的要害。可是，国外宣布的生物浸矿的论文中，有关反响器的论文缺乏6%，国内这方面的论文愈加罕见。现在难处理金精矿的生物浸出处理中，由于菌种的局限性，常温菌的反响温度最高为40～45℃，中温菌的反响温度也仅为50～60℃，要使硫化矿到达必要的氧化率(65%～95%)，一般需求4～7天，而其他湿法冶金技能仅需数小时;另一方面，生物浸出时矿浆浓度也仅限于20%以下，构成设备的单位处理才干较小，因而，高档次硫化矿生物浸出技能欲在投产和出产本钱上与其他湿法冶金办法比较而获得竞赛优势，迫切需求处理进程工程问题，开宣布高效生物浸出反响器，缩短浸出周期，进步矿浆浓度，下降出产本钱。
迄今为止，有关微生物冶金生物反响器的研讨较少，一般实验室中运用最多的仍是三角摇瓶，其次是柱式反响器及带或不带拌和设备的槽式反响器，工业出产中常用带或不带拌和设备的反响器，其作业容积一般在数百立方米左右，拌和能够通过机械或空气到达。现在最常用的反响器有拌和槽式反响器(STR)和气升式反响器(ALR)，此外还有泡沫柱式反响器(BCR)、巴秋卡箱、低能耗反响器、转筒式生物反响器等针对生物浸出进程规划的新式反响器。
(1)机械拌和槽式反响器(STR)。机械拌和槽式反响器是一种从化工进程套用的反响器。其螺旋桨起了最重要的效果，至少要求完结三大使命：固体颗粒的悬浮、空气与水相的混合和溶入水相、増大气相和水相的界面。在这些反响器中开始较遍及选用透平式螺旋桨，近来则运用曲形桨叶的轴向活动螺旋桨，由于到达相同拌和水平常后者所需动力较低，发生的剪切力较小。拌和槽式反响器尽管有长时刻的运用经历，但亦存在着一些显着的缺陷，比方功率耗费大，加工困难，出资高，修理费事，拌和剪切力大，对细胞成长损害大，大型化后混合不均匀，传热面积缺乏，传质功率下降等。
(2)气开式反响器。气升式反响器(ALR)原理：通过流体(气体、液体)的上升运动使固体颗粒坚持在悬浮状况进行反响。反响器升流区气体、液体和悬浮的固体颗粒一同向上运动，在降流区，液相及固体颗粒向下流到反响器底部，升、降流区不同的气相含率发生的压差迫使降流区液相和固体颗粒流入升流区，由此构成反响器内气、液、固三相的循环活动，发生流态化效果，到达紊流状况。Fang用At.tTs6和Brettanomyces B65混合菌在单级气升式反响器(见图5-6)浸出活性污泥中的铬，坚持反响温度为30℃，用3天的时刻，浸出率就超越95%，可是气升式反响器的结构本钱太大，并且处理量小，因而Mousavi等人建立了一种如图5-7所示的生物浸出工艺，用于浸出闪锌矿。详细工艺流程为：通过水浴槽坚持At.f的成长温度28℃，然后通过恒流泵将细菌培养液从储存器里输入矿藏填料柱中，在填料柱中浸出液和气体相互逆流，填料塔选用绝缘材料，避免矿藏发生的热流失，从浸矿柱中流出的溶液再通过重力的效果，从头流入储存器里，如此循环。在28℃下，浸出120天，锌的浸出率到达72%。相关于气升式反响器，该工艺尽管增加了浸出周期，可是减少了矿藏拌和的本钱耗费。可是由于没有对浸矿柱进行恰当拌和，当浸出液自上而下流过浸矿柱的时分，简单构成沟壑，约束了矿藏与浸出液的充沛触摸，下降了浸出率。
(3)膜生物反响器。膜生物反响器(MBR)是20世纪末发展起来的高新技能，它将膜别离技能和生物技能有机地结合在一同，具有传统工艺不行比较的长处，成为近些年来生物技能范畴研讨的热门。膜生物反响器运用具有以下几个方面的长处：l)增大反响速率。在生物学中有许多反响是产品按捺型，即跟着反响的进行，产品浓度进步，反响速率下降。选用膜生物反响器可在反响进程中移去产品，使产品浓度坚持稳定，反响速率进步。2)进步反响转化率。膜生物反响器可使产品或副产品从反响区接连地别离出来，打理反响的平衡，然后可大大地进步反响转化率，增加产率或处理才干，进程能耗低，功率高。3)简化出产进程。膜生物反响器使反响和别离在同一个进程里完结，简化了出产进程，减少了劳动量，进步了劳动功率。4)截留生物催化剂，使细胞或酶在高浓度下进行。5)减少了能耗，节省了本钱。可是，在生物冶金范畴，膜生物浸出反响器却罕见报导，现在有报导运用膜生物浸出反响器浸出镍钼矿，镍和钼的浸出率高于相同条件下的柱浸。未来若能进一步加强这方面的研讨，MBR必将在生物浸出范畴大有作为。
对生物预氧化进程起效果的微生物依据其适合的温度规模首要可分为嗜温细菌组(Mesophile)、中等嗜热细菌组(Moderate thermophile)及高温嗜热菌(Exterme thermophile)三组。现在发现可用于生物湿法冶金的微生物已报导的有20余种，工业出产中用于预氧化处理金矿石的细菌首要有4种：氧化亚
铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans，简称A.f菌)、氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans，简称A.t菌)、氧化亚铁钩端螺旋菌(Leptospirillum ferrooxidans，简称L.f茵)和耐热氧化硫杆菌(Sulfobacillum thermosul fidooxidans，以上几种细菌都是嗜酸、好氧，无机化能自养，以空气中的CO2为碳源，其间前三种均归于中温菌，最适合成长的pH值为1.5~2.0，温度为25~35℃。其间运用最多的是A.f菌和A.t菌，现在在酸性环境下氧化浸矿的主导细菌是A.f菌。A.f茵简单别离、培养，对溶液中的金属离子Cu2+、Mg2+、Fe3+等有必定的耐受性，但不耐热，运用的温度一般不能超越40℃。Brierley以为在强酸性环境中硫化矿藏生物氧化系统中选用氧化铁铁杆菌和铁氧化钩端螺菌的混合菌氧化效果最佳。Schrenk等人的研讨指出，L.f菌与A.f菌散布广泛，对硫化矿藏的生物氧化极具工业运用远景。从浸出反响动力学来看，中高温菌在较高温度条件下不只能够显著地加速反响速度，缩短预氧化周期，并且能够避免硫化矿藏的过度钝化而阻止浸出反响，因而现在人们越来越注重中高温菌在生物冶金范畴的运用。Henry等人研讨标明：高于60℃环境下成长的高度嗜热菌在硫化矿生物浸出工业中运用较为困难，而最佳成长温度在45～55℃的中度嗜热菌在工业运用中极具优势，由于高度嗜热菌多为古细菌，其大部分短少细胞壁，一般难以耐受高矿浆浓度构成的较强剪切力，相对而言中度嗜热菌就具有较高矿浆浓度的耐受才干。澳大利亚BacTech公司培养出一种耐热温度可达45-90℃、最适合生计温度为60℃的高温耐热菌，并且在缺氧条件下能够存活数小时，已完结该细菌的半工业实验且计划在哈萨克斯坦选用该工艺建厂出产。我国中科院兰州化学物理所别离的T-901菌株和李雅序等人花费10年别离的MP30菌株都为中度嗜热菌，能一起氧化铁和硫，氧化金属硫化物矿藏最适合温度为45-50℃。姚国成等研讨者也进行了中高温细菌强化浸矿的研讨作业，而为了习惯北美气候，加拿大学者培养出了低温下高活性的A.f菌，其适合的温度规模为5-35℃，并对该A.f菌对难处理硫化矿的低温氧化行为进行了研讨。
细菌作为活的机体，一方面需求各种养分成分来确保本身的成长，另一方面又作为催化剂参加反响，因而优秀菌种的获取是微生物技能的要害和中心。微生物赖以生计并繁衍的养分介质就是培养基，首要由氮、钾、磷及微量元素组成，培养基有液体培养基和固体培养基之分，液体培养基首要用于大略的别离和培养某种微生物，而固体培养基首要是用于微生物的纯种别离。常用的浸矿培养基有9K和Leathen培养基。国内外学者的研讨标明浸矿菌的生物量与浸出速率和浸出率有显着的正相关性，细菌的活性、浓度和生物量直接影响力生物氧化的效果，因而不少学者通过对浸矿微生物养分学的研讨企图促进生物冶金功率低的问题得到有用处理。俄罗斯科学家将饲料工业抛弃的胶原蛋白降解成制剂运用于冶金微生物浸矿进程中，对浸矿效果有杰出的促进效果。在BIOX工艺的养分液中含有5%的酵母水解物，现阶段国内从微生物成长所需养分条件视点进行的研讨较少。浸矿细菌在运用前，需求对工业环境中的各种条件进行习惯性驯化，以使细菌赶快进入成长对数期，廖梦霞等人通过近10年的选育、别离、驯化，培养出了耐砷18g/L的高效浸矿工程菌株Mdl。
生物氧化预处理进程是一个杂乱的反响进程，需求依托细菌来完结，其本质是细菌的生命活动，细菌所表现出的浸出机理是直接效果仍是直接效果，都是由其内涵的生理、生化特性决议的，用于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。由此可见，只要选用氧化才干强、繁衍速度快的菌株作菌种并确保细胞成长、繁衍环境，才干进步氧化速率及氧化率。
难处理浮选金精矿等高档次硫化矿生物预先氧化化浸出的工业运用中，高效反响器的构建是进步出产功率的要害。可是，国外宣布的生物浸矿的论文中，有关反响器的论文缺乏6%，国内这方面的论文愈加罕见。现在难处理金精矿的生物浸出处理中，由于菌种的局限性，常温菌的反响温度最高为40～45℃，中温菌的反响温度也仅为50～60℃，要使硫化矿到达必要的氧化率(65%～95%)，一般需求4～7天，而其他湿法冶金技能仅需数小时;另一方面，生物浸出时矿浆浓度也仅限于20%以下，构成设备的单位处理才干较小，因而，高档次硫化矿生物浸出技能欲在投产和出产本钱上与其他湿法冶金办法比较而获得竞赛优势，迫切需求处理进程工程问题，开宣布高效生物浸出反响器，缩短浸出周期，进步矿浆浓度，下降出产本钱。
迄今为止，有关微生物冶金生物反响器的研讨较少，一般实验室中运用最多的仍是三角摇瓶，其次是柱式反响器及带或不带拌和设备的槽式反响器，工业出产中常用带或不带拌和设备的反响器，其作业容积一般在数百立方米左右，拌和能够通过机械或空气到达。现在最常用的反响器有拌和槽式反响器(STR)和气升式反响器(ALR)，此外还有泡沫柱式反响器(BCR)、巴秋卡箱、低能耗反响器、转筒式生物反响器等针对生物浸出进程规划的新式反响器。
(1)机械拌和槽式反响器(STR)。机械拌和槽式反响器是一种从化工进程套用的反响器。其螺旋桨起了最重要的效果，至少要求完结三大使命：固体颗粒的悬浮、空气与水相的混合和溶入水相、増大气相和水相的界面。在这些反响器中开始较遍及选用透平式螺旋桨，近来则运用曲形桨叶的轴向活动螺旋桨，由于到达相同拌和水平常后者所需动力较低，发生的剪切力较小。拌和槽式反响器尽管有长时刻的运用经历，但亦存在着一些显着的缺陷，比方功率耗费大，加工困难，出资高，修理费事，拌和剪切力大，对细胞成长损害大，大型化后混合不均匀，传热面积缺乏，传质功率下降等。
(2)气开式反响器。气升式反响器(ALR)原理：通过流体(气体、液体)的上升运动使固体颗粒坚持在悬浮状况进行反响。反响器升流区气体、液体和悬浮的固体颗粒一同向上运动，在降流区，液相及固体颗粒向下流到反响器底部，升、降流区不同的气相含率发生的压差迫使降流区液相和固体颗粒流入升流区，由此构成反响器内气、液、固三相的循环活动，发生流态化效果，到达紊流状况。Fang用At.tTs6和Brettanomyces B65混合菌在单级气升式反响器(见图5-6)浸出活性污泥中的铬，坚持反响温度为30℃，用3天的时刻，浸出率就超越95%，可是气升式反响器的结构本钱太大，并且处理量小，因而Mousavi等人建立了一种如图5-7所示的生物浸出工艺，用于浸出闪锌矿。详细工艺流程为：通过水浴槽坚持At.f的成长温度28℃，然后通过恒流泵将细菌培养液从储存器里输入矿藏填料柱中，在填料柱中浸出液和气体相互逆流，填料塔选用绝缘材料，避免矿藏发生的热流失，从浸矿柱中流出的溶液再通过重力的效果，从头流入储存器里，如此循环。在28℃下，浸出120天，锌的浸出率到达72%。相关于气升式反响器，该工艺尽管增加了浸出周期，可是减少了矿藏拌和的本钱耗费。可是由于没有对浸矿柱进行恰当拌和，当浸出液自上而下流过浸矿柱的时分，简单构成沟壑，约束了矿藏与浸出液的充沛触摸，下降了浸出率。
(3)膜生物反响器。膜生物反响器(MBR)是20世纪末发展起来的高新技能，它将膜别离技能和生物技能有机地结合在一同，具有传统工艺不行比较的长处，成为近些年来生物技能范畴研讨的热门。膜生物反响器运用具有以下几个方面的长处：l)增大反响速率。在生物学中有许多反响是产品按捺型，即跟着反响的进行，产品浓度进步，反响速率下降。选用膜生物反响器可在反响进程中移去产品，使产品浓度坚持稳定，反响速率进步。2)进步反响转化率。膜生物反响器可使产品或副产品从反响区接连地别离出来，打理反响的平衡，然后可大大地进步反响转化率，增加产率或处理才干，进程能耗低，功率高。3)简化出产进程。膜生物反响器使反响和别离在同一个进程里完结，简化了出产进程，减少了劳动量，进步了劳动功率。4)截留生物催化剂，使细胞或酶在高浓度下进行。5)减少了能耗，节省了本钱。可是，在生物冶金范畴，膜生物浸出反响器却罕见报导，现在有报导运用膜生物浸出反响器浸出镍钼矿，镍和钼的浸出率高于相同条件下的柱浸。未来若能进一步加强这方面的研讨，MBR必将在生物浸出范畴大有作为。
对生物预氧化进程起效果的微生物依据其适合的温度规模首要可分为嗜温细菌组(Mesophile)、中等嗜热细菌组(Moderate thermophile)及高温嗜热菌(Exterme thermophile)三组。现在发现可用于生物湿法冶金的微生物已报导的有20余种，工业出产中用于预氧化处理金矿石的细菌首要有4种：氧化亚
铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans，简称A.f菌)、氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans，简称A.t菌)、氧化亚铁钩端螺旋菌(Leptospirillum ferrooxidans，简称L.f茵)和耐热氧化硫杆菌(Sulfobacillum thermosul fidooxidans，以上几种细菌都是嗜酸、好氧，无机化能自养，以空气中的CO2为碳源，其间前三种均归于中温菌，最适合成长的pH值为1.5~2.0，温度为25~35℃。其间运用最多的是A.f菌和A.t菌，现在在酸性环境下氧化浸矿的主导细菌是A.f菌。A.f茵简单别离、培养，对溶液中的金属离子Cu2+、Mg2+、Fe3+等有必定的耐受性，但不耐热，运用的温度一般不能超越40℃。Brierley以为在强酸性环境中硫化矿藏生物氧化系统中选用氧化铁铁杆菌和铁氧化钩端螺菌的混合菌氧化效果最佳。Schrenk等人的研讨指出，L.f菌与A.f菌散布广泛，对硫化矿藏的生物氧化极具工业运用远景。从浸出反响动力学来看，中高温菌在较高温度条件下不只能够显著地加速反响速度，缩短预氧化周期，并且能够避免硫化矿藏的过度钝化而阻止浸出反响，因而现在人们越来越注重中高温菌在生物冶金范畴的运用。Henry等人研讨标明：高于60℃环境下成长的高度嗜热菌在硫化矿生物浸出工业中运用较为困难，而最佳成长温度在45～55℃的中度嗜热菌在工业运用中极具优势，由于高度嗜热菌多为古细菌，其大部分短少细胞壁，一般难以耐受高矿浆浓度构成的较强剪切力，相对而言中度嗜热菌就具有较高矿浆浓度的耐受才干。澳大利亚BacTech公司培养出一种耐热温度可达45-90℃、最适合生计温度为60℃的高温耐热菌，并且在缺氧条件下能够存活数小时，已完结该细菌的半工业实验且计划在哈萨克斯坦选用该工艺建厂出产。我国中科院兰州化学物理所别离的T-901菌株和李雅序等人花费10年别离的MP30菌株都为中度嗜热菌，能一起氧化铁和硫，氧化金属硫化物矿藏最适合温度为45-50℃。姚国成等研讨者也进行了中高温细菌强化浸矿的研讨作业，而为了习惯北美气候，加拿大学者培养出了低温下高活性的A.f菌，其适合的温度规模为5-35℃，并对该A.f菌对难处理硫化矿的低温氧化行为进行了研讨。
细菌作为活的机体，一方面需求各种养分成分来确保本身的成长，另一方面又作为催化剂参加反响，因而优秀菌种的获取是微生物技能的要害和中心。微生物赖以生计并繁衍的养分介质就是培养基，首要由氮、钾、磷及微量元素组成，培养基有液体培养基和固体培养基之分，液体培养基首要用于大略的别离和培养某种微生物，而固体培养基首要是用于微生物的纯种别离。常用的浸矿培养基有9K和Leathen培养基。国内外学者的研讨标明浸矿菌的生物量与浸出速率和浸出率有显着的正相关性，细菌的活性、浓度和生物量直接影响力生物氧化的效果，因而不少学者通过对浸矿微生物养分学的研讨企图促进生物冶金功率低的问题得到有用处理。俄罗斯科学家将饲料工业抛弃的胶原蛋白降解成制剂运用于冶金微生物浸矿进程中，对浸矿效果有杰出的促进效果。在BIOX工艺的养分液中含有5%的酵母水解物，现阶段国内从微生物成长所需养分条件视点进行的研讨较少。浸矿细菌在运用前，需求对工业环境中的各种条件进行习惯性驯化，以使细菌赶快进入成长对数期，廖梦霞等人通过近10年的选育、别离、驯化，培养出了耐砷18g/L的高效浸矿工程菌株Mdl。
生物氧化预处理进程是一个杂乱的反响进程，需求依托细菌来完结，其本质是细菌的生命活动，细菌所表现出的浸出机理是直接效果仍是直接效果，都是由其内涵的生理、生化特性决议的，用于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。由此可见，只要选用氧化才干强、繁衍速度快的菌株作菌种并确保细胞成长、繁衍环境，才干进步氧化速率及氧化率。
