细菌与卡林型金矿石碳质物键合作用和抑制劫金机理研究

卡林型金矿分布广泛、储量巨大。在8种卡林型金矿元素组合中都含有碳，同时矿石中的金颗粒以微细浸染状赋存。由于矿石含砷含碳，存在包裹金和碳吸金两大问题，造成金的浸出率极低，被称为双重难浸矿石或顽固矿石，是举世公认的难题。矿石中碳质物具有劫金作用，提金过程中"贵损"严重。本项目针对矿石中的碳质物，从卡林型金矿的工艺矿物学研究入手，分析查明矿石中碳种类、有机碳与金的关系、各种碳的载金能力；利用浸矿细菌胞外的多种官能团与碳质物键合的作用，抑制其吸附金的能力，研究在多相体系中细菌吸附于碳质物表面和游离于溶液的阶段特征和平衡状态、碳质物表面吸附细菌的条件；研究细菌作用后，碳质物表面孔隙结构重组、表面钝化、活性消除的机理，达到抑制碳质物的吸附能力、螯合性能，解除劫金效应的目的。通过细菌氧化和键合作用，实现在一个体系中解决包裹金和吸附金的问题。这是本课题的特色与创新，研究具有深刻的理论意义和实际生产意义。

卡林型金矿分布广泛、储量巨大。在卡林型金矿的8种元素组合中都含有碳，同时矿石中的金颗粒以微细浸染状赋存。由于含砷含碳，存在包裹金和碳吸金两大问题，该类金矿的直接氰化浸出率很低，被称为双重难浸矿石或顽固矿石，是举世公认的难题。由于金矿中的碳质物具有劫金作用，因此，在回收过程中“贵损”严重。研究发现：卡林型金矿中的碳质物主要包括无机碳，有机碳与元素碳三大类。其中无机碳为碳酸盐类矿物中碳；有机碳主要包括有机酸和烃类；元素碳为类活性炭和石墨碳。卡林型金矿中无机碳、有机碳和元素碳的含量分别为1.29~2.35 wt.%、0.05~1.74 wt.%和0.74~2.15 wt.%。元素碳的吸金行为与活性炭相似；有机酸可通过自身官能团吸附和螯合作用劫金，烃类物质与劫金作用无关，但对金的溶解有阻碍作用。本项目首先用去矿化-密度分离法和粒浮-沉降法、“碱溶-酸析”法和苯抽提法分别对碳质卡林型金矿中的元素碳、有机酸和烃类物质进行提取；并对所提取碳质物表面化学性质及劫金能力进行了表征。研究发现，元素碳提取物的结晶度不高，是石墨类晶体碳和活性炭类无定形碳的混合物；有机酸提取物是一种腐殖酸类似物；烃类提取物含有较多的烷烃、芳烃和含氧基团。其中碳质提取物的劫金能力以元素碳最大、有机酸次之，烃类最小。在多相体系中，碳质物对HQ0211菌的吸附能力以活性炭最大，石墨次之，腐殖酸最小；从解吸能力研究发现：细菌胞外聚合物的去除对活性炭对菌的吸附影响较小，但可降低石墨对细菌的吸附能力。.通过对浸矿菌对碳质物的表面改性及劫金效应影响的研究发现，黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)具有降解卡林型金矿碳质物的能力和作用。经P. chrysosporium作用14 d、16 d和24 d后，元素碳、有机酸和烃类提取物的降解率分别为34.09 wt.%、31.63 wt.%和47.24 wt.%；碳质物中一些大分子结构被破坏，脂肪族结构和含氧基团的数量增多，芳香结构的数量减少，比表面积和孔容积明显减小，低热稳定性组分增多。经P. chrysosporium作用后，元素碳、有机酸和烃类提取物的劫金能力分别降低了14.37 wt.%、11.68 wt.%和8.12 wt.%。研究发现，HQ0211菌对碳质物的作用以钝化为主；P. chrysosporium对碳质物的降解转化及氰化提