微生物氧化法是运用细菌的氧化效果，将难处理金矿中包裹金的含砷矿藏（如毒砂FeAsS2、雄黄AsS、雌黄As2S3）和含硫矿藏（如黄铁矿FeS2、白铁矿FeS2、磁黄铁矿FeS等）氧化解离，使金的颗粒露出出来，然后再用化法或其他办法提金。细菌的氧化有直接效果和直接效果两种方法，前者是细菌吸附在矿藏表面上直接与矿藏效果，后者是运用细菌的代谢效果，将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后Fe3＋再与矿藏效果；有时则多是直接与直接的两种联合效果。现在，在难处理金矿的预氧化工艺中运用的细菌首要有：氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌、氧化铁小螺旋菌、耐热氧化硫杆菌。这几种细菌均归于化能自氧菌，即它们在成长繁衍过程中不需求有机养分物，首要靠氧化亚铁离子、元素硫或硫化矿藏等无机物获得所需的能量，以空气中的CO2作为碳源，并吸收培育其间的氮、磷等无机养分物，组成菌体细胞。它们在成长过程中需求氧气，归于好氧菌。在自然界中，它们广泛日子于金属硫化矿和煤矿的矿山酸性矿坑水中或湿润的矿泥内，通过人工挑选、培育与驯化，才能在工业上运用。上述细菌的一般特性如表1所示。
表1 难处理金矿的预氧化工艺中所用细菌的特性
菌种
生计温度/℃
生厚酸并pH
形 状
尺度/μm
革兰氏染色
氧化亚铁硫杆菌
5～40
1.2～6.0
短杆状
0.3～0.5
阴性
最佳28～35
1.5～2.8
1.0～1.7
氧化硫硫杆菌
5～40
0.5～6.0
圆头短杆状
0.5～1.0
阴性
最佳28～35
2.0～3.5
2.0
氧化铁小螺旋菌
5～40
1.4～4.0
螺旋状
0.2～0.4
阴性
最佳30
2.0～3.0
0.9～1.1
耐热氧化硫杆菌
20～60
1.1·5.0
杆状
1.0～2.0
阴性
最佳45～55
1.7～2.4
3.0～4.0
微生物冶金成功运用于工业是从20世纪60年代起，首要用于低档次铜矿的大规划细菌堆浸和低档次铀矿的地上及井下细菌浸出。进入20世纪80年代，难处理金矿的微生物氧化预处理工艺引起了注重，因为与其他氧化预处理工艺比较，微生物氧化预处理具有出资少、出产成本低、环境污染小等长处。因此，许多国家都展开了很多的研讨与开发作业，并进行了中间工厂实验；通过中试厂的成功作业，获得了满足的牢靠作业经历和工厂规划数据，在此根底上很快进入到工业运用阶段。在微生物预氧化难处理金矿的工艺中，已成功得到工业运用的有以下几种工艺。
一、Biox工艺
该工艺是20世纪70年代末由南非Gencor公司的Genmin工艺研傲视群雄所开发成功，意图是处理该公司所属的Fairview金矿焙烧车间的污染问题。在实验室研讨的根底上，1984年建成日处理金精矿750kg的中试厂。接连作业两年，工艺目标逐步提高，1986年扩展规划建成处理才能40t/d金精矿的国际上第一座难处理金矿的微生物氧化预处理厂，然后封闭了运用几十年的焙烧炉。该Fairview金矿的细菌氧化预处理－化提金厂的出产流程图1所示，该公司为此申请了注册商标，定名为Biox工艺。从20世纪90年代起，已向国际各地转让该工艺技能。例如，1991年建成的巴西Sao Bento矿业公司细菌氧化厂，该厂是选用细菌氧化与加压氧化联合法处理难浸金精矿的工艺流程，处理才能150t/d金精矿，Sao Bento厂的工艺流程如图2所示；1992年建成的澳大利亚Harboar Lights细菌氧化厂，处理以肋条40t/d金精矿；1993年建成的澳大利亚Wiluna细菌氧化厂，处理才能115t/d金精矿；1994年建成的加纳Ashanti细菌氧化厂，处理才能115t/d金精矿；该公司还与英国Lonrbo公司合资在乌兹别克斯坦树立一座现在国际上规划最大的细菌氧化厂，处理才能为900～1000t/d金精矿。
图1 Fairview细菌氧化提金厂流程
图2 Sao Bento厂工艺流程
二、Bactech工艺
该工艺开发于1984年，是运用一种耐热混合培育菌M4。该菌株是由英国Barret博士领导的科研小组在西澳大利亚酷热的沙漠区域找到的，归于中等耐热菌，最佳生计温度为46℃。Bactech公司运用该菌株处理西澳大利亚Youanmi难浸金精矿获得成功，该菌株本领当地的高温文高盐度水质，很适合于当地干旱缺少淡水的条件，并可削减氧化反响时的冷却费用。1994年选用Bactech工艺在西澳大利亚Youanmi金矿建成第一座运用耐热菌的细菌氧化厂，处理才能为120t/d金精矿，Youanmi厂的工艺流程如图3所示。该工厂投产后设备作业安稳，出产目标杰出，方案进一步扩展出产规划。一起，Bactech公司还培育出本领更高温度，能够在60℃条件下运用的菌株，进行了规划1t/d金精矿的中间工厂实验，方案在哈萨克斯坦建造合资的细菌氧化预处理厂提金。
图3 Youanmi金矿细菌氧化厂工艺流程
三、Minbac工艺
该工艺是由南非的Mintek矿业公司、南非英美矿业公司和Bateman跨国工程公司三家联合开发成功的。运用的细菌是氧化亚铁硫杆菌与氧化铁小螺旋菌的混合培育菌，在南非建有规划1t/d金精矿的中间实验厂。通过实验点评了50多种难处理金矿的细菌氧化预处理的可行性。选用Minbac工艺在南非英美矿业公司的Veal Reefs金矿建成了处理才能20t/d金精矿的细菌氧化厂。
四、Newmont工艺
该工艺是由美国Newmont黄金公司开宣布的一种用于处理难浸金矿的细菌氧化制粒堆浸工艺。鉴于其他工艺都是处理难浸的浮选金精矿，因为选用拌和槽细菌氧化技能时，只能在较低的矿浆浓度下（15%～20%固体）进行操作，从经济上考虑只适合于处理经浮选富集后的金精矿；在现在金价格的条件下，关于难浸金矿的原矿或低档次矿，选用拌和槽细菌氧化工艺是不合理的。Newmont工艺则是针对低档次难浸金矿选用制粒后细菌氧化堆浸预处理的工艺，获得了美国专利。1996年，在美国内华达州的卡林金矿进行了数百t到百万t级的一系列细菌氧化堆浸实验获得了成功，所处理的卡林金矿含金档次为0.6～1.2g/t，矿石制粒的粒度为80%小于19mm，细菌氧化周期为80～100天，金回收率为60%～70%，加工成本为5美元/t矿石左右。Newmont黄金公司已将该工艺用于美国卡林难浸金矿石的工业堆浸，并宣称要向国外转让该项工艺技能。Newmont工艺的流程图如所4所示。
图4 难处理贫金矿细菌氧化堆浸工艺暗示
综上所述，难浸金矿细菌氧化预处理工艺虽然只要近20年的前史，但展开速度较快。从第一座细菌氧化厂投产到现在已有多座细菌氧化厂建成并作业；处理才能越来越大，已由初期的10～40t/d金精矿提高到数百至数千t/d金精矿；细菌氧化周期由初期的8～10天已缩短到3.5～4天；在规划100t/d金精矿以上的细菌氧化厂中，拌和式细菌氧化槽的容积已达到数百m3；细菌氧化槽的安装、原料、拌和器结构、供气方法及控制系统等，都有很大改善；所用的细菌品种，已由初期的单一菌种展开到多种菌的混合运用，发挥不同菌种的效果。现在，国际上已投产的难处理金矿细菌氧化预处理工厂的情如表2所示。
表2 国际上已投产的难处理金矿细菌氧化预处理工厂
工厂
国别
投产年份
规划/（t·d－1）
运用细菌
作业温度/℃
反响槽容积/m3
Fairview
南 非
1986
40
T.f.；L.f.
35～40
100
Sao Bento
巴 西
1991
100
T.f.；L.f.
35～40
580
Harbour Lights
澳大利亚
1992
40
T.f.；L.f.
35～40
250
Wiluma
澳大利亚
1993
150
T.f.；L.f.
35～40
450
Asbanti
加 纳
1994
750
T.f.；L.f.
35～40
900
Youanmi
澳大利亚
1994
120
M4
45
500
Yamantoto
乌兹别克斯坦
1997
1000
T.f.；L.f.
35～40
注：T.f－氧化亚铁硫杆菌；L.f.－氧化铁小螺旋菌；M4－中等耐热混合菌。
难处理金矿细菌氧化预处理工艺的展开也不是一往无前的，20世纪90年代美国内华达州Tonkin Springs金矿规划为20t/d金精矿的细菌氧化厂，因为事前未经中试及细菌氧化作业的工程研讨就匆促建厂，导致工厂投产后作业失利，这一失误曾给在工业上运用细菌氧化预处理工艺产生过消极影响，使北美工业界对该工艺产生了在工业上运用尚不老练的形象，这也是美国、加拿大等北美国家至今在工业上未选用细菌氧化预处理工艺的原因之一。
我国难处理金矿细菌氧化预处理工艺的研讨起始于20世纪80年代。最早展开此项研讨的是中国科学院微生物研讨所，于1981年在广西六岑金矿进行了单槽1000kg细菌氧化金精矿脱砷的实验，在国内培育出耐砷的氧化亚铁硫杆菌菌株。随后与中国科学院化工冶金研讨所、兰州化学物理研讨所协作，对河北半壁山金精矿进行了公斤级多槽接连细菌氧化脱砷和提金的实验，并运用了能够耐40℃的中等嗜热菌株。跟着国内对难处理金矿的开发日益注重，一些研讨单位也相继展开了细菌氧化预处理工艺的研讨，例如吉林冶金研讨所进行了细菌氧化预处理的扩展接连实验，用于处理新疆阿希金矿并获得了较好目标；长春黄金研讨所完成了“九五”国家科技攻关项目“细菌氧化－化提金工艺”的研讨，进行了5kg/d和100kg/d的扩展接连实验；陕西地质勘探局矿业生物工程研讨中心1996年建成1t/d半工业实验厂，1998年建成10t/d工业实验厂，先后同处理了难处理含砷金精矿近1000t，并在双王金矿进行了2000t级细菌氧化堆浸预处理的实验；北京有色冶金规划院等单位共同开发规划山东烟台市黄金冶炼厂细菌氧化预处理车间；山东莱州市黄金冶炼厂则拟引入澳大利亚的技能，筹建细菌氧化预处理车间。从上述情况能够看出，我国对难处理金矿细菌氧化预处理工艺已有必定的作业根底，并具有必定的技能开发才能，虽然在工业化进程方面与发达国家比较尚有较大距离，但信任通过持续尽力，将会在黄金工业中较快地得到运用。
表1 难处理金矿的预氧化工艺中所用细菌的特性
菌种
生计温度/℃
生厚酸并pH
形 状
尺度/μm
革兰氏染色
氧化亚铁硫杆菌
5～40
1.2～6.0
短杆状
0.3～0.5
阴性
最佳28～35
1.5～2.8
1.0～1.7
氧化硫硫杆菌
5～40
0.5～6.0
圆头短杆状
0.5～1.0
阴性
最佳28～35
2.0～3.5
2.0
氧化铁小螺旋菌
5～40
1.4～4.0
螺旋状
0.2～0.4
阴性
最佳30
2.0～3.0
0.9～1.1
耐热氧化硫杆菌
20～60
1.1·5.0
杆状
1.0～2.0
阴性
最佳45～55
1.7～2.4
3.0～4.0
微生物冶金成功运用于工业是从20世纪60年代起，首要用于低档次铜矿的大规划细菌堆浸和低档次铀矿的地上及井下细菌浸出。进入20世纪80年代，难处理金矿的微生物氧化预处理工艺引起了注重，因为与其他氧化预处理工艺比较，微生物氧化预处理具有出资少、出产成本低、环境污染小等长处。因此，许多国家都展开了很多的研讨与开发作业，并进行了中间工厂实验；通过中试厂的成功作业，获得了满足的牢靠作业经历和工厂规划数据，在此根底上很快进入到工业运用阶段。在微生物预氧化难处理金矿的工艺中，已成功得到工业运用的有以下几种工艺。
一、Biox工艺
该工艺是20世纪70年代末由南非Gencor公司的Genmin工艺研傲视群雄所开发成功，意图是处理该公司所属的Fairview金矿焙烧车间的污染问题。在实验室研讨的根底上，1984年建成日处理金精矿750kg的中试厂。接连作业两年，工艺目标逐步提高，1986年扩展规划建成处理才能40t/d金精矿的国际上第一座难处理金矿的微生物氧化预处理厂，然后封闭了运用几十年的焙烧炉。该Fairview金矿的细菌氧化预处理－化提金厂的出产流程图1所示，该公司为此申请了注册商标，定名为Biox工艺。从20世纪90年代起，已向国际各地转让该工艺技能。例如，1991年建成的巴西Sao Bento矿业公司细菌氧化厂，该厂是选用细菌氧化与加压氧化联合法处理难浸金精矿的工艺流程，处理才能150t/d金精矿，Sao Bento厂的工艺流程如图2所示；1992年建成的澳大利亚Harboar Lights细菌氧化厂，处理以肋条40t/d金精矿；1993年建成的澳大利亚Wiluna细菌氧化厂，处理才能115t/d金精矿；1994年建成的加纳Ashanti细菌氧化厂，处理才能115t/d金精矿；该公司还与英国Lonrbo公司合资在乌兹别克斯坦树立一座现在国际上规划最大的细菌氧化厂，处理才能为900～1000t/d金精矿。
图1 Fairview细菌氧化提金厂流程
图2 Sao Bento厂工艺流程
二、Bactech工艺
该工艺开发于1984年，是运用一种耐热混合培育菌M4。该菌株是由英国Barret博士领导的科研小组在西澳大利亚酷热的沙漠区域找到的，归于中等耐热菌，最佳生计温度为46℃。Bactech公司运用该菌株处理西澳大利亚Youanmi难浸金精矿获得成功，该菌株本领当地的高温文高盐度水质，很适合于当地干旱缺少淡水的条件，并可削减氧化反响时的冷却费用。1994年选用Bactech工艺在西澳大利亚Youanmi金矿建成第一座运用耐热菌的细菌氧化厂，处理才能为120t/d金精矿，Youanmi厂的工艺流程如图3所示。该工厂投产后设备作业安稳，出产目标杰出，方案进一步扩展出产规划。一起，Bactech公司还培育出本领更高温度，能够在60℃条件下运用的菌株，进行了规划1t/d金精矿的中间工厂实验，方案在哈萨克斯坦建造合资的细菌氧化预处理厂提金。
图3 Youanmi金矿细菌氧化厂工艺流程
三、Minbac工艺
该工艺是由南非的Mintek矿业公司、南非英美矿业公司和Bateman跨国工程公司三家联合开发成功的。运用的细菌是氧化亚铁硫杆菌与氧化铁小螺旋菌的混合培育菌，在南非建有规划1t/d金精矿的中间实验厂。通过实验点评了50多种难处理金矿的细菌氧化预处理的可行性。选用Minbac工艺在南非英美矿业公司的Veal Reefs金矿建成了处理才能20t/d金精矿的细菌氧化厂。
四、Newmont工艺
该工艺是由美国Newmont黄金公司开宣布的一种用于处理难浸金矿的细菌氧化制粒堆浸工艺。鉴于其他工艺都是处理难浸的浮选金精矿，因为选用拌和槽细菌氧化技能时，只能在较低的矿浆浓度下（15%～20%固体）进行操作，从经济上考虑只适合于处理经浮选富集后的金精矿；在现在金价格的条件下，关于难浸金矿的原矿或低档次矿，选用拌和槽细菌氧化工艺是不合理的。Newmont工艺则是针对低档次难浸金矿选用制粒后细菌氧化堆浸预处理的工艺，获得了美国专利。1996年，在美国内华达州的卡林金矿进行了数百t到百万t级的一系列细菌氧化堆浸实验获得了成功，所处理的卡林金矿含金档次为0.6～1.2g/t，矿石制粒的粒度为80%小于19mm，细菌氧化周期为80～100天，金回收率为60%～70%，加工成本为5美元/t矿石左右。Newmont黄金公司已将该工艺用于美国卡林难浸金矿石的工业堆浸，并宣称要向国外转让该项工艺技能。Newmont工艺的流程图如所4所示。
图4 难处理贫金矿细菌氧化堆浸工艺暗示
综上所述，难浸金矿细菌氧化预处理工艺虽然只要近20年的前史，但展开速度较快。从第一座细菌氧化厂投产到现在已有多座细菌氧化厂建成并作业；处理才能越来越大，已由初期的10～40t/d金精矿提高到数百至数千t/d金精矿；细菌氧化周期由初期的8～10天已缩短到3.5～4天；在规划100t/d金精矿以上的细菌氧化厂中，拌和式细菌氧化槽的容积已达到数百m3；细菌氧化槽的安装、原料、拌和器结构、供气方法及控制系统等，都有很大改善；所用的细菌品种，已由初期的单一菌种展开到多种菌的混合运用，发挥不同菌种的效果。现在，国际上已投产的难处理金矿细菌氧化预处理工厂的情如表2所示。
表2 国际上已投产的难处理金矿细菌氧化预处理工厂
工厂
国别
投产年份
规划/（t·d－1）
运用细菌
作业温度/℃
反响槽容积/m3
Fairview
南 非
1986
40
T.f.；L.f.
35～40
100
Sao Bento
巴 西
1991
100
T.f.；L.f.
35～40
580
Harbour Lights
澳大利亚
1992
40
T.f.；L.f.
35～40
250
Wiluma
澳大利亚
1993
150
T.f.；L.f.
35～40
450
Asbanti
加 纳
1994
750
T.f.；L.f.
35～40
900
Youanmi
澳大利亚
1994
120
M4
45
500
Yamantoto
乌兹别克斯坦
1997
1000
T.f.；L.f.
35～40
注：T.f－氧化亚铁硫杆菌；L.f.－氧化铁小螺旋菌；M4－中等耐热混合菌。
难处理金矿细菌氧化预处理工艺的展开也不是一往无前的，20世纪90年代美国内华达州Tonkin Springs金矿规划为20t/d金精矿的细菌氧化厂，因为事前未经中试及细菌氧化作业的工程研讨就匆促建厂，导致工厂投产后作业失利，这一失误曾给在工业上运用细菌氧化预处理工艺产生过消极影响，使北美工业界对该工艺产生了在工业上运用尚不老练的形象，这也是美国、加拿大等北美国家至今在工业上未选用细菌氧化预处理工艺的原因之一。
我国难处理金矿细菌氧化预处理工艺的研讨起始于20世纪80年代。最早展开此项研讨的是中国科学院微生物研讨所，于1981年在广西六岑金矿进行了单槽1000kg细菌氧化金精矿脱砷的实验，在国内培育出耐砷的氧化亚铁硫杆菌菌株。随后与中国科学院化工冶金研讨所、兰州化学物理研讨所协作，对河北半壁山金精矿进行了公斤级多槽接连细菌氧化脱砷和提金的实验，并运用了能够耐40℃的中等嗜热菌株。跟着国内对难处理金矿的开发日益注重，一些研讨单位也相继展开了细菌氧化预处理工艺的研讨，例如吉林冶金研讨所进行了细菌氧化预处理的扩展接连实验，用于处理新疆阿希金矿并获得了较好目标；长春黄金研讨所完成了“九五”国家科技攻关项目“细菌氧化－化提金工艺”的研讨，进行了5kg/d和100kg/d的扩展接连实验；陕西地质勘探局矿业生物工程研讨中心1996年建成1t/d半工业实验厂，1998年建成10t/d工业实验厂，先后同处理了难处理含砷金精矿近1000t，并在双王金矿进行了2000t级细菌氧化堆浸预处理的实验；北京有色冶金规划院等单位共同开发规划山东烟台市黄金冶炼厂细菌氧化预处理车间；山东莱州市黄金冶炼厂则拟引入澳大利亚的技能，筹建细菌氧化预处理车间。从上述情况能够看出，我国对难处理金矿细菌氧化预处理工艺已有必定的作业根底，并具有必定的技能开发才能，虽然在工业化进程方面与发达国家比较尚有较大距离，但信任通过持续尽力，将会在黄金工业中较快地得到运用。
