冶金工业的能手

第三节　冶金工业的能手

微生物的确是现代生物工程中的主角。小小的微生物不仅有本事开采“死井”中的石油，还可以作为浸矿剂，收集尾矿、贫矿和海洋中的金属，它的卓越才能深受人们注意。

微生物冶金，就是利用细菌的直接、间接作用，对矿石、废水、甚至海洋中的有用金属进行浸出和回收的过程。下面我们就来分别介绍这几方面微生物冶金的情况。

微生物回收矿石中的金属

随着现代工业的发展，许多含量丰富的高品位矿不断消耗，贫矿、尾矿日益增多。这些贫矿和尾矿如果弃之不用，就浪费了不少很有用的金属，十分可惜；可是如果设法从中提炼呢，又要耗费大量能源，污染也很严重。怎么办呢？随着生物工程的深入发展，利用有特殊本领的微生物及其代谢产物作为浸矿剂，可以把矿石、矿渣中的有色金属溶解并浸出。

这一工艺的奥秘是这样的：矿石中的金属，被微生物作用后产生的硫酸和高铁盐溶解，甚至是细菌牢牢地吸附在有色金属上，和它结合在一起，把这些金属从矿石中分离出来。

现在生产中所用的细菌主要是硫杆菌家族中的个别细菌，用这类细菌来浸铜，早已为各国所采用。美国用这种办法回收的铜占到总产量的15%。目前，美国、加拿大、日本、澳大利亚、英国、联邦德国、南非、印度、俄罗斯等许多国家都在积极进行细菌冶金的研究和生产，细菌浸出的金属已有铜、铀、钴、镍、砷等十多种，但大规模的生产还只限于铜和铀。

铀的浸沥工艺比较特殊，采用的是原位开采——不是把铀矿挖到地面上来，利用菌液浸渍，而是把菌液经地下井浸滤金属，再将液体抽回到地面，回收金属。这种“地下液体冶金”的方法，最早应用于加拿大铀矿，而且是偶然发现的。1960年，加拿大的一个铀矿开采两年之后，发现天然地下水中有大量溶解的铀，结果1962年一年中，他们从这种地下水中回收到的氧化铀竟达到了1．3万公斤。这种工艺还有一个优点，就是对地表面的破坏最少，成本也较低，对深层的或含量少的矿石开采起来也很容易。

目前，只有铜和铀的开采规模比较大。回收铜的方法一般是地表堆集法。这种方法铜的浸出周期比较长，但浸出规模非常大，可达几十亿吨，经济效益很明显。美国在矿山山谷兴建的堆浸设施，可以容纳40亿吨矿石，回收价值上百万英镑的铜；世界上的20个大矿山，每年用细菌浸出的铜可达数十万吨！

铀矿的浸出虽不像铜那样广泛，但由于核电站的需要，许多国家的采矿公司积极从贫铀矿、废铀矿中回收铀。从1977年起，加拿大每天要用细菌法处理铀矿3000吨。在国际原子能机构协助下，英、美、加等国组成了国际性科研协作组，分工开展研究工作。

美国还有七十多亿吨硫化矿床，平均含镍0．2%，采用细菌浸出方法后，不但可以回收价值600亿美元的镍，还能回收四亿磅钴，价值100亿美元。

废水中金属的回收

利用微生物浓缩废水中的金属也是件一举两得的事情。第一可以回收金属，物尽其用；第二可以消除金属造成的污染。微生物为什么会浓缩废水中的金属呢？原来，微生物能使金属结合在自己的表面，再进入细胞内，越吸越多，自然就起到浓缩的作用了。

美国田纳西州橡树岭的国立实验室证明，微生物能从工业废水中消除重金属，如钴、镍、银、金、铀、镨，而且利用这种方法从稀溶液中回收金属也是可行的，常见的面包酵母菌就能积累占细胞总重量20%的铀。而非生物方法成本高，就不合算了。

海水中提取金属

生物工程还可以用于从海水中提取铀，这和从废水中提取金属的道理相同。德国里希核子研究所的生物浓集法在这方面是很著名的。他们把蓝藻和绿藻经过专门培养，再放入海水中去浓集铀。这种藻类浓集铀的速度极快，很有发展前途。

近年来，国外细菌冶金方面的研究正在日新月异地发展，对精矿的浸出研究日益活跃，他们的目标是既回收贵重金属，又要除去精矿中的杂质；另外，工艺和设备以及在挑选更合格的细菌方面的研究也都取得了骄人的成绩。