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1　绪论1

1.1　生物浸出提铜的发展现状1

1.2　生物浸出提铜的基本方法5

1.3　生物浸出提铜的成本考虑7

1.4　硫化铜矿生物浸出的发展趋势8

参考文献8

2　浸矿微生物及其生长规律11

2.1　浸矿微生物的种类与属性11

2.1.1 嗜温浸矿菌12

2.1.2 中等嗜热菌14

2.1.3　极端嗜热菌16

2.1.4　浸矿微生物代谢的基本属性18

2.2　浸矿微生物的生长趋势24

2.2.1 浸矿微生物生长的一般趋势24

2.2.2 各因素对浸矿微生物生长的影响26

2.3　浸矿微生物生长动力学31

2.3.1 浸矿微生物生长动力学方程31

2.3.2 动力学方程的比较与修正35

参考文献39

3　微生物的浸矿作用43

3.1　生物浸出的直接作用与间接作用43

3.1.1 直接作用与间接作用43

3.1.2 关于直接作用和间接作用的讨论46

3.1.3 间接作用过程的两种机理49

3.2　微生物对硫化铜矿浸出的影响54

3.2.1 不同菌种对铜蓝浸出的影响54

3.2.2　极端嗜热菌对黄铜矿浸出的影响59

3.2.3 辉钼矿精矿中黄铜矿的选择性浸出62

3.2.4　铜铅锌复合硫化精矿的浸出64

3.2.5 Ag对黄铜矿生物浸出的催化作用66

参考文献70

4　微生物／矿物的界面行为74

4.1　微生物在矿物表面的黏附74

4.1.1 微生物在矿物表面的黏附过程74

4.1.2　微生物在矿物表面的黏附形态及作用78

4.1.3 微生物的矿化与腐蚀作用86

4.1.4　微生物对矿物晶面的选择性吸附与腐蚀89

4.2　生物浸出矿物界面物质传递宏观动力学95

4.2.1 界面的物质传递动力学方程95

4.2.2 固体－溶液界面物质传递与浸出反应97

4.2.3 表面物质传递速率与矿物总氧化反应速率的关系98

4.3　细菌表面流体动力学103

4.3.1 细菌表面流体动力学模型与假设103

4.3.2 细菌周围及细菌－矿物间的流体和Fe3+分布104

4.3.3 多个固定细菌周围流体流速与Fe3+浓度的分布106

4.4　生物浸出时硫化矿／溶液界面电子、空穴转移理论浅析108

4.4.1 硫化矿的半导体性质与固体的能带模型108

4.4.2　半导体／溶液界面理论110

4.4.3 生物浸出过程硫化矿／溶液界面理论115

参考文献119

5　生物浸出体系的电化学123

5.1　生物浸出体系溶液电位与浸出的关系123

5.1.1 Fe3+浸出时溶液电位与浸出的关系123

5.1.2 细菌存在时电位与浸出的关系129

5.2　生物浸出体系硫化矿的阳极氧化机理133

5.2.1 黄铁矿阳极氧化过程机理133

5.2.2　辉铜矿阳极氧化过程机理137

5.2.3　斑铜矿阳极氧化过程机理141

5.2.4　黄铜矿阳极氧化过程机理143

5.2.5　硫砷铜矿阳极氧化过程机理151

5.3　硫化矿生物浸出体系的原电池效应154

5.3.1 硫化矿的静电位与原电池效应154

5.3.2 原电池效应下不同硫化矿的氧化规律154

5.3.3 原电池效应对不同硫化矿浸出的影响157

5.4　控制电位下硫化铜矿的生物浸出161

5.4.1 外控制电位对浸出的强化作用161

5.4.2 控制电位下多金属硫化矿的选择性浸出162

参考文献163

6　硫化铜精矿的生物反应器浸出及反应器设计167

6.1 反应器中微生物生长与矿物浸出动力学基础167

6.1.1 反应器中微生物的生长动力学167

6.1.2 与微生物生长关联的浸矿动力学168

6.2　反应器中各因素对微生物生存的影响171

6.2.1 机械搅拌器的作用171

6.2.2　搅拌器速度／形状的影响172

6.2.3 固体颗粒尺寸／形状的影响174

6.2.4 反应器内气体物质传递的影响177

6.3　反应器中各因素对硫化铜精矿生物浸出的影响180

6.3.1 矿浆中矿物粒度和质量分数的影响180

6.3.2　温度和pH值的影响182

6.4　生物浸出反应器的设计183

6.4.1 反应器设计的一般原则183

6.4.2 叶轮搅拌生物浸出反应器（BIO-STR）183

6.4.3　Pachuca槽生物浸出反应器186

6.4.4　通风槽生物浸出反应器187

6.4.5　低能耗生物浸出反应器187

6.4.6　Delft斜板生物浸出反应器188

6.4.7 转鼓生物浸出反应器189

参考文献191

7　硫化铜矿的生物堆浸及其过程动力学194

7.1　硫化铜矿生物堆浸工艺与实践194

7.1.1 生物堆浸各工艺因素195

7.1.2　硫化铜矿堆浸筑堆衬垫的选择200

7.1.3 极端环境下的堆浸工艺202

7.1.4　某次生硫化铜矿的生物堆浸实践203

7.2　生物因素影响下的堆浸过程动力学210

7.2.1 生物堆浸中存在的动力学问题简析210

7.2.2 堆中微生物生长影响下的堆浸过程动力学212

7.3　溶液电位与堆结构影响下的堆浸过程动力学216

7.3.1 基于溶液电位影响的堆浸过程动力学方程216

7.3.2　溶液电位与堆结构影响堆浸过程的动力学规律219

7.4　气体流动影响下的堆浸过程动力学222

7.4.1 自然空气供给下的堆浸过程动力学222

7.4.2　充气时堆浸过程动力学228

7.5　生物堆浸过程温度场分布与相关动力学236

7.5.1 温度场分布对生物堆浸的重要性236

7.5.2　堆浸过程热平衡模型236

7.5.3 不同液气体流速对堆中温度变化与分布的影响242

7.5.4 不同堆高时堆中温度的变化与分布249

7.5.5 排液层对堆中温度变化与分布的影响250

7.5.6 顶盖对堆中温度变化与分布的影响251

参考文献252

8　生物浸出液的提纯与电积制备阴极铜255

8.1　生物浸出液的提纯255

8.1.1 浸出液铜萃取化学原理255

8.1.2 生物浸出液萃取过程的优化控制257

8.1.3　反萃过程的优化控制259

8.1.4　萃取系统物质平衡260

8.1.5　除杂与第三相防治261

8.2　电积制备阴极铜264

8.2.1 铜电积的基本原理264

8.2.2 阴极、阳极材料的影响267

8.2.3 电解液质量控制270

8.2.4　Fe3+、Cu2+、酸度对电积过程的影响272

8.2.5 电解液流速、电流密度与电积的关系276

8.2.6　添加物影响电积过程机理279

参考文献283

符号表285

术语索引287