依托地調(diào)項(xiàng)目《丹巴低品位銅鎳礦高效利用新技術(shù)研究》開(kāi)展銅鎳礦生物浸出工作，獲得了鎳浸出率>95%、銅浸出率>80%的良好指標(biāo)；依托國(guó)土資源部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)《銅礦山廢石資源調(diào)查與綜合利用技術(shù)研究》開(kāi)展含銅廢石生物浸出工作，取得重大突破，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了預(yù)期要求，而因該項(xiàng)目工業(yè)化開(kāi)展所延伸的兩個(gè)市場(chǎng)項(xiàng)目——《白銀含銅廢石堆浸生物培養(yǎng)設(shè)備研制》和《白銀含銅廢石生物堆浸技術(shù)研究》也取得了重大進(jìn)展，相關(guān)生物培養(yǎng)設(shè)備按要求進(jìn)行自制與定制，并全部運(yùn)至白銀堆浸現(xiàn)場(chǎng)，白銀公司的露天礦含銅廢石生物浸出示范工程不日將正式運(yùn)行……
　　后來(lái)居上方顯英雄本色。中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所（以下簡(jiǎn)稱“成都綜合所”）生物冶金實(shí)驗(yàn)室于2008年籌建，2010年完成建設(shè)并投入使用，緣何能在短短幾年時(shí)間內(nèi)就呈現(xiàn)出強(qiáng)勁的后發(fā)超越之勢(shì)，一躍成為全國(guó)國(guó)土資源系統(tǒng)生物選礦領(lǐng)域的一個(gè)標(biāo)桿呢？帶著謎團(tuán)和好奇，記者近日專程趕到成都綜合所進(jìn)行了采訪。
　　生態(tài)文明催生生物冶金
　　事實(shí)上，我國(guó)業(yè)內(nèi)人士對(duì)生物冶金并不陌生，國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)和大專院校已研究多年，但真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)化并具有示范意義的實(shí)例并不多。國(guó)土資源系統(tǒng)內(nèi)原來(lái)也有幾家科研機(jī)構(gòu)曾開(kāi)展過(guò)生物冶金，但往往只開(kāi)花不結(jié)果，沒(méi)有形成氣候。
　　“隨著生物技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸考慮將其應(yīng)用于礦物加工行業(yè)。目前，許多領(lǐng)域仍處空白，包括相關(guān)現(xiàn)象理論和工藝研究都尚未成熟。”成都綜合所所長(zhǎng)劉亞川說(shuō)。
　　隨著生態(tài)文明建設(shè)的提出和推進(jìn)，以及國(guó)家對(duì)礦產(chǎn)資源選冶領(lǐng)域環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高，作為清潔環(huán)保選冶工藝的生物冶金技術(shù)迅猛升溫，再次成為礦山企業(yè)尤其是科研機(jī)構(gòu)關(guān)注和追逐的焦點(diǎn)。
　　據(jù)了解，傳統(tǒng)的選礦辦法是用物理分離方法如浮選、磁選、重選等從礦石中回收有價(jià)礦物，在分選出有價(jià)礦物產(chǎn)品的同時(shí)，產(chǎn)生出大量尾礦固體廢物與廢水。選礦中的清潔生產(chǎn)，雖然可通過(guò)優(yōu)化分離工藝、優(yōu)化浮選捕收劑配方等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，但通常離不開(kāi)化學(xué)藥劑的使用，有機(jī)、無(wú)機(jī)藥劑都會(huì)有殘留。另外，選礦廢水處理成本高，容易造成二次污染，這些都很難達(dá)到清潔生產(chǎn)指標(biāo)。
　　而微生物因繁殖快、種類多、分布廣、易培養(yǎng)、代謝能力強(qiáng)、容易變異等特點(diǎn)，在各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。生物技術(shù)在礦物工程中的應(yīng)用，稱之為礦物生物工程。礦物生物技術(shù)具有能充分利用資源、成本低、投資少、基本無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)已成為礦物工程領(lǐng)域中發(fā)展最快、研究最為活躍的領(lǐng)域之一，其應(yīng)用也越來(lái)越普遍，應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大。
　　而作為我國(guó)礦產(chǎn)資源選冶領(lǐng)域功勛卓著的老牌勁旅，成都綜合所在金屬礦產(chǎn)尤其是釩鈦磁鐵礦的選冶研究和綜合利用方面有著深厚的功底和得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，但在生物冶金領(lǐng)域卻是個(gè)空白。
　　明者因時(shí)而變，知者隨事而制。2008年，具有超前眼光、早就捕捉到生物冶金技術(shù)的巨大潛力和美好前景的成都綜合所所長(zhǎng)劉亞川看準(zhǔn)時(shí)機(jī)后果斷出手。當(dāng)時(shí)，他甩出的話硬梆而充滿自信——“我們?cè)诓粩囔柟毯吞嵘齻鹘y(tǒng)的物理選冶技術(shù)的同時(shí)，還必須順應(yīng)時(shí)代發(fā)展要求，打破慣性思維，在生物冶金這一全新的選冶領(lǐng)域有所突破、創(chuàng)新和發(fā)展！”
　　此語(yǔ)一出驚四座。成都綜合所幾十年一直致力于物理選冶領(lǐng)域，并在業(yè)內(nèi)得到了高度認(rèn)可，僅憑借這一傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)即可吃喝不愁、高枕無(wú)憂了，為何還要去冒險(xiǎn)拓展生物冶金這項(xiàng)陌生且國(guó)內(nèi)尚不成熟的技術(shù)呢？當(dāng)時(shí)，許多人不理解，甚至提出了質(zhì)疑。
　　“作為清潔選礦技術(shù)，生物冶金是將來(lái)的必然發(fā)展趨勢(shì)，早上早主動(dòng)，越晚越被動(dòng)！”劉亞川與成都綜合所主管科技的副所長(zhǎng)陳炳炎等骨干技術(shù)人員充分分析醞釀后，最后定下來(lái)干！
　　凡事一旦認(rèn)識(shí)統(tǒng)一、思想重視，困難立馬退避三舍，效果也會(huì)立竿見(jiàn)影。沒(méi)有這方面的人才不要緊，可以破格引進(jìn)！一個(gè)主攻生物冶金的碩士被“挖”了過(guò)來(lái)。沒(méi)有實(shí)驗(yàn)室，也不用怕，成都綜合所自己投資建設(shè)！投資數(shù)十萬(wàn)元的生物冶金實(shí)驗(yàn)室兩年時(shí)間內(nèi)便建成并投入使用。缺少項(xiàng)目，也不用擔(dān)心，由成都綜合所領(lǐng)導(dǎo)親自帶隊(duì)進(jìn)行立項(xiàng)考察，爭(zhēng)取國(guó)家項(xiàng)目！
　　生物冶金技術(shù)，最終在成都綜合所邁出了艱難而又堅(jiān)實(shí)的第一步！
　　借助國(guó)家項(xiàng)目“小試牛刀”
　　生物學(xué)和礦物學(xué)似乎是風(fēng)馬牛不相及的。然而隨著生物工程的興起，相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者們把它們巧妙地結(jié)合在一起，創(chuàng)造了新興的交叉學(xué)科——生物探礦學(xué)、生物冶金學(xué)以及生物選礦學(xué)，其綜合效能隨之釋放爆發(fā)。
　　而當(dāng)生物學(xué)專業(yè)的技術(shù)人員真正融入到成都綜合所時(shí)，其“生物潛能”和同行們的“礦物潛能”不僅得到了淋漓盡致的發(fā)揮，而且碰撞后產(chǎn)生的裂變效應(yīng)也十分驚人。
　　生物冶金又稱“微生物浸礦”或“細(xì)菌浸出”，是利用細(xì)菌或其代謝產(chǎn)物的作用將礦石中的金屬溶解出來(lái)，然后提取回收這些金屬。成都綜合所技術(shù)人員如數(shù)家珍地說(shuō)，這種將微生物用作冶金的方法，其實(shí)由來(lái)已久。早在公元前2世紀(jì)，中國(guó)就有膽水浸銅的記載。上世紀(jì)40年代開(kāi)始，美國(guó)的科學(xué)家注意到一些硫化細(xì)菌在氧化金屬硫化物中所起的作用。生物工程出現(xiàn)以后，世界各國(guó)的科學(xué)家研究篩選那些專門(mén)用于冶金的細(xì)菌，并且利用遺傳工程技術(shù)培育出高效多能的工程細(xì)菌?？梢灶A(yù)測(cè)，隨著科學(xué)技術(shù)的深入發(fā)展，生物冶金學(xué)必將在礦物加工過(guò)程中扮演更為重要的角色。
　　而生物選礦學(xué)的發(fā)展前景和應(yīng)用潛力也十分被看好，在未來(lái)還有取代某些傳統(tǒng)技術(shù)的趨勢(shì)。據(jù)了解。近幾年來(lái)，為了適應(yīng)礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要，世界各國(guó)都在嘗試采用新的礦物加工技術(shù)來(lái)改造傳統(tǒng)礦物加工技術(shù)。特別是對(duì)于一些過(guò)去被忽視的低品位、細(xì)分散、難處理礦石，人們開(kāi)始重視并設(shè)法經(jīng)濟(jì)而又環(huán)保地對(duì)其進(jìn)行利用。
　　雖然成都綜合所以前從未從事過(guò)生物冶金研究，但其在選礦領(lǐng)域的綜合實(shí)力、創(chuàng)新能力以及多年來(lái)積累的優(yōu)勢(shì)和經(jīng)驗(yàn)，還是為生物冶金技術(shù)的拓展贏得了一定的空間。該所成立生物冶金實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間不長(zhǎng)，就得到了高度認(rèn)可，先后得到了地調(diào)項(xiàng)目——丹巴低品位銅鎳礦高效利用新技術(shù)研究和川西難處理金礦高效提金技術(shù)研究以及國(guó)土資源部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)——銅礦山廢石資源調(diào)查與綜合利用技術(shù)研究等國(guó)家項(xiàng)目。
　　在生物冶金技術(shù)方面，他們依托地調(diào)項(xiàng)目《丹巴低品位銅鎳礦高效利用新技術(shù)研究》，開(kāi)展銅鎳礦生物浸出工作。在工藝礦物學(xué)和選礦研究基礎(chǔ)上，他們通過(guò)對(duì)丹巴銅鎳礦原礦和混合浮選精礦的生物浸出研究，獲得了3項(xiàng)主要成果：通過(guò)選育馴化獲得BC-2（30℃）和BM-1（48℃）浸礦細(xì)菌，能較好地適應(yīng)丹巴銅鎳礦特性，具有較好的浸礦性能；丹巴銅鎳礦中鎳礦物和銅礦物的最佳浸出條件略有不同，通過(guò)優(yōu)化浸出條件可獲得鎳浸出率>95%、銅浸出率>80%的良好指標(biāo)；以柱浸實(shí)驗(yàn)?zāi)M堆浸現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)酸浸預(yù)處理優(yōu)化工藝可顯著改善礦柱的滲流性和透氣性，提升生物柱浸效果，縮短生物浸出周期，最終在161天的柱浸周期內(nèi)，應(yīng)用BM-1細(xì)菌浸出-20毫米粒級(jí)礦石，獲得鎳浸出率76.72%、銅浸出率51.30%的指標(biāo)。
　　該所依托國(guó)土資源部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)《銅礦山廢石資源調(diào)查與綜合利用技術(shù)研究》開(kāi)展含銅廢石生物浸出工作，也取得了明顯成效：從白銀礦坑水中選育出來(lái)的BY1#細(xì)菌具有較好的浸礦性能，尤其對(duì)氧化黃鐵礦表現(xiàn)出一定優(yōu)勢(shì)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)采用BioMetal SM-3中等嗜熱嗜酸菌可獲得較高的銅浸出率（190天，-15毫米粒級(jí)銅浸出率60.53%），且不存在常溫生物浸出后期銅浸出速率明顯由快轉(zhuǎn)慢的鈍化問(wèn)題，同時(shí)確定了生物堆浸工業(yè)試驗(yàn)方案。
　　重點(diǎn)培育拓展新領(lǐng)域
　　梧高鳳必至，花香蝶自來(lái)。成都綜合所自身的雄厚科研實(shí)力和生物冶金技術(shù)的巨大發(fā)展優(yōu)勢(shì)，贏得了礦山企業(yè)的青睞，一批生物冶金的市場(chǎng)項(xiàng)目隨之而來(lái)。
　　該所通過(guò)《銅礦山廢石資源調(diào)查與綜合利用技術(shù)研究》的工業(yè)化開(kāi)展，不僅使生物技術(shù)得以應(yīng)用，并且開(kāi)發(fā)出4個(gè)市場(chǎng)項(xiàng)目——《白銀含銅廢石堆浸生物培養(yǎng)設(shè)備研制》、《白銀含銅廢石生物堆浸技術(shù)研究》、《實(shí)驗(yàn)室生物柱浸試驗(yàn)設(shè)備研制》和《白銀銅礦尾渣綜合利用技術(shù)研究》。
　　這項(xiàng)技術(shù)的成功，對(duì)白銀公司乃至許多礦山企業(yè)來(lái)說(shuō)都是一場(chǎng)革命。據(jù)了解，白銀露天礦廢石堆場(chǎng)內(nèi)存放的廢石主要包括礦山早期生產(chǎn)有計(jì)劃集中堆放的部分氧化礦和低品位表外礦和含銅礦巖，粗略估計(jì)共含銅礦巖25357萬(wàn)噸、銅金屬量52萬(wàn)噸左右。在自然環(huán)境下，由于氧化作用會(huì)釋放大量的重金屬離子，這些廢石嚴(yán)重污染了礦區(qū)的土壤和水資源，對(duì)礦區(qū)環(huán)境安全存在巨大威脅。而生物堆浸技術(shù)的應(yīng)用將使這些廢石變廢為寶，不僅可以釋放廢石場(chǎng)中的金屬資源，增加金屬產(chǎn)量，還可提高綜合利用水平，擴(kuò)大可利用金屬資源儲(chǔ)量，提高遠(yuǎn)期金屬資源保障程度，又可有效減少?gòu)U石堆放過(guò)程中釋放的金屬離子對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生的土壤污染和水質(zhì)污染，緩解礦山尤其是危急礦山的資源瓶頸問(wèn)題，同時(shí)還可增加就業(yè)崗位，提高企業(yè)收入，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定與繁榮。
　　“生物堆浸是一個(gè)流程簡(jiǎn)單、投入小、能耗少、不污染環(huán)境的技術(shù)。經(jīng)過(guò)兩年的設(shè)計(jì)、論證與基建準(zhǔn)備工作，白銀生物堆浸工業(yè)試驗(yàn)已于2014年6月開(kāi)始正式實(shí)施，相關(guān)的堆浸成果將于2015年初獲得。”據(jù)該所技術(shù)人員介紹，本次中溫生物堆浸工業(yè)試驗(yàn)的目的是驗(yàn)證現(xiàn)場(chǎng)較大規(guī)模中溫生物堆浸的可行性，為大規(guī)模工業(yè)化利用廢石場(chǎng)堆存多年的含銅礦石提供決策依據(jù)。試驗(yàn)需重點(diǎn)考察中溫浸礦細(xì)菌在現(xiàn)場(chǎng)的適應(yīng)性和浸礦特性，打通從含銅廢石采運(yùn)、破碎、筑堆、浸出、銅回收等全工藝流程，為大規(guī)模工業(yè)化生物堆浸進(jìn)行初步的經(jīng)濟(jì)成本概算。
　　特別值得一提的是，該所還突破“禁區(qū)”，依靠生物技術(shù)成功涉足了鈾礦綜合利用領(lǐng)域。他們依托市場(chǎng)項(xiàng)目——《商丹地區(qū)偉晶花崗巖型鈾礦石選冶工藝試驗(yàn)和工業(yè)指標(biāo)研究》開(kāi)展鈾礦生物浸出工作，著重探討研究鈾礦選冶流程方案，根據(jù)商丹地區(qū)鈾礦石特性，為降低工業(yè)生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)氧化劑的循環(huán)再生，創(chuàng)新性地將生物氧化技術(shù)引入鈾礦浸出過(guò)程中。
　　“該技術(shù)的核心思想是將浸出鈾礦的過(guò)程與細(xì)菌氧化的過(guò)程分離開(kāi)。整個(gè)系統(tǒng)里，細(xì)菌不再與鈾礦直接接觸，因此不存在細(xì)菌對(duì)鈾的耐受問(wèn)題。鈾礦在氧化劑的作用下被浸出，而過(guò)程中消耗的氧化劑在微生物的氧化作用下得到再生。”劉亞川激動(dòng)地說(shuō)：“從國(guó)內(nèi)外來(lái)看，該技術(shù)均屬首次在鈾礦浸出方面，不添加任何氧化劑的條件下實(shí)現(xiàn)鈾礦的高效浸出，若能成功實(shí)施對(duì)礦產(chǎn)資源實(shí)現(xiàn)高效綜合利用具有重要的參考價(jià)值。”
　　該所還積極參與到生物選礦這種新技術(shù)的研發(fā)中。因生物選礦技術(shù)所需微生物與生物冶金所用微生物完全不同。目前，該所的生物冶金實(shí)驗(yàn)室側(cè)重于細(xì)菌的篩選工作，已分離純化五株細(xì)菌。通過(guò)生物吸附試驗(yàn)證明，有一株細(xì)菌對(duì)礦物具有選擇性吸附特性，并且對(duì)赤鐵礦等礦物表現(xiàn)出生物絮凝的作用，從基礎(chǔ)研究角度看該細(xì)菌作為選礦微生物是可行的。目前，該所已將這些研究成果進(jìn)行總結(jié)，并以此為基礎(chǔ)申報(bào)國(guó)家項(xiàng)目（國(guó)家自然科學(xué)基金）。
　　“生物冶金技術(shù)是一個(gè)節(jié)能環(huán)保的清潔選礦技術(shù)，對(duì)過(guò)去被人們忽略的為數(shù)眾多的低品位礦的綜合利用將起到有力的推動(dòng)作用。”劉亞川最后表示：“我們所今后要重點(diǎn)培育發(fā)展這一技術(shù)，力爭(zhēng)在低品位的鈾礦、銅多金屬礦、金礦等綜合利用方面發(fā)揮出更大的優(yōu)勢(shì)。”