提高利用,友好环境 微生物冶金化腐朽为神奇
来源:科技导报 点击次数:次 发布时间:2005年06月14日 作者:田彦弘 黄鹂
享受着GDP连续20多年高速增长带来的丰硕成果,普通中国人几乎全然没有意识到一个严峻的事实:支撑我国经济快速发展的重要物质基础 矿产资源,面临日趋枯竭!
记者手头的资料表明,我国铜只能再用13年,铅6.5年,锌8.1年,锑4.3年,钼12.7年,金8年……这一现状为即将推出的国家中长期科学技术发展规划战略研究所严重关注:“我国矿产资源紧缺,形势严重”。
一方面是造物主的过分吝啬,另一方面则是我们的无度挥霍。专家介绍,我国矿产资源利用率仅为美国的26.9%%,日本的1/7。以我国消耗量居世界第二位且主要依赖进口的铜矿石来说,生产一吨铜耗费的矿石是世界平均水平的2.2倍。
如何提高有色金属资源开发和利用水平,进而促进经济可持续发展,是对中国冶金科技人员智慧和创新能力的考验。日前,记者采访了中南大学生物工程系主任、博士生导师柳建设教授。
柳建设从事冶金工业的教学和科研多年,对我国有色金属资源的状况可谓是烂熟于胸。他介绍,我国有色金之所以资源利用率低,除了技术工艺落后外,矿产资源品位低,复杂共生矿多造成复杂难处理和绝大多数属小型矿床是关键原因。因此,在采用传统的选冶金工艺生产过程中,效率低、流程长、生产成本高,更有70%%的资源总量被当作尾矿弃废,不仅浪费了宝贵的资源,还严重污染了环境。
从1994年开始,柳建设和他的课题组就奋力攻关,将业界称之为21世纪科技前沿的资源生物技术,应用于矿产综合利用中。即用以矿物铁、硫为营养基质的微生物,将矿物氧化分解从而使金属离子进入溶液,通过进一步分离、富集、纯化而提取所需金属。
江西德兴铜矿是个年产11万吨的国有大中型企业。作为亚洲最大的铜矿,该铜矿在露采过程中需要剥离堆存含铜0.1 0.25%%的几十亿吨的废矿石。这部分铜用传统的选冶技术难以经济有效的回收,造成了一定程度的资源浪费。1994年起中南大学、北京有色金属研究总院和德兴铜矿等研究单位强强联手,组织联合攻关,终于在生物冶金技术方面取得了长足的进展。在常温常压下,通过生物浸出,溶剂萃取等过程,一批批纯度达到99.999%%的精铜生产出来,成本却只有常规选冶的43%%。项目自1998年正式投产以来,每年产高纯铜2000吨,创利润2400万元以上,节约酸性废水处理费用400万元。迄今已为德兴铜矿累计创造经济价值2亿多元。
生物冶金技术引起了业界和国家有关部门的高度重视。一座规模年产5000吨、年创经济价值9000万元的示范工程正在广东金雁铜业公司兴建。生物冶金项目分别获得2002年度“中国高等学校十大科技进展”和2002年度湖南省科技进步一等奖。2004年被列入国家973基础研究发展规划,是我省目前唯一进入此类高级别基础研究的项目。
柳建设告诉记者,课题组当前除了继续深入研究硫化矿浸矿微生物生态规律、遗传及代谢调控机制、筛选和培育高效菌株,揭示微生物 矿物 溶液多相界面电子传递规律外,还将下大力气加快推广应用步伐。他算了一笔帐,这项技术在全国推广后将直接创造经济利润8700亿元以上。微生物冶金过程反应温和、环境友好,不产生传统选冶过程的废气、废渣、废水污染,可以显著改善生态环境。尤其重要的是将矿产资源利用率提高了3 4倍,就可使我国实际可利用铜金属量从1431万吨增加至4150万吨以上,铜保有储量的服务年限从13年延长至50年!