[发明专利]用于大规模连续培养和/或繁殖可用于矿石生物浸滤的分离的和/或天然的微生物的反应器

说明书

技术领域

本发明涉及用于大规模连续培养和/或繁殖可用于矿石金属硫化物浸滤的微生物的反应器，这些微生物是在有或没有天然微生物的情况下共同分离的。所述反应器还用于，通过嗜极端微生物(extremophilicmicroorganisms)的作用的生物氧化，所述微生物能氧化整个处理、限制和金属回收过程中的阳离子例如亚铁离子、亚砷离子、亚铜离子或含于流出物、液态工业残留物或有工业价值的其它溶液中的阳离子。本发明特别涉及用于在有或没有其它微生物的情况下大规模培养和/或繁殖Acidithionacillus thiooxidans Licanantay DSM 17318分离微生物与Acidithiobacillus ferrooxidans Wenelen DSM 16786在一起的组合体的反应器。

背景技术

一般而言，在微生物的培养中，使用人造的或特意配制的培养基，常常是从高纯度的有机和/或无机化学产品开始。这一般有如下目的：将与微生物的需要有关的变量控制到最大值，以及避免所有潜在的污染源或微生物生长抑制作用。

目前，世界上90％以上的矿铜是从硫化铜矿加工得到。矿石中存在的最重要的硫化铜物质是黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿、铜蓝、砷铜矿和硫砷铜矿，其中黄铜矿是以最大相对丰度发现的物质，因此是最有经济价值的物质之一。

现在，硫化铜矿加工是由基于物理和化学过程的技术支撑的，所述物理和化学过程与如下过程有关：矿石粉碎、研磨和浮选，继之以精矿的熔解-变换和金属的电解精炼。实践中，80％以上的铜是通过上述途径(称为创规途径)生产的，所述常规途径局限于高等级和中等级矿石，取决于矿床的具体特征以及矿石加工厂的具体特征。为此，存在较低的年等级矿石的广泛来源，采用常规技术这些来源就是没有经济价值的，由于没有有效的技术加工它们而没有对其加以开采。

另一方面，其中铜以氧化物(容易溶于酸)形式存在的矿石是借助下列过程加工的：酸浸滤过程，继之以溶剂提取过程以及在所谓的通过湿法冶金的铜开采中金属的电开采。由于其较低的操作和投资费用(与常规技术相比)而且由于其较小的环境影响，该途径是很有吸引力的。然而，这种技术的应用局限于氧化物矿石，或局限于铜氧化物混合矿石，在该矿石中，金属以次级硫化物(辉铜矿和铜蓝)的形式，这些硫化物在被微生物催化的高能氧化剂的存在下是酸溶性的(Uhrie，JL，Wilton，LE，Rood，EA，Parker，DB，Griffin，JB and Lamana，JR，2003，“The metallurgical development of the Morenci MFLProject”，Copper 2003 Int Conference Proceedings，Santiago，Chile，Vol VI，29-39)。

长久以来已经认为，硫化物矿石溶解或浸滤是受到铁和硫细菌的存在辅助的，这称为生物浸滤(例如参见近期的综述，Rawlings DE；Biomineralization of metal-containing ores and concentrates，TRENDS in Biotechnology，Vol.21 No.1，p38-42，2003)。当在25-45℃范围内的温度下采用使用嗜温微生物在矸石堆或废料场中工业规模的生物浸滤来加工这些金属时，对于生物浸滤次级硫化物例如铜蓝(CuS)和辉铜矿(Cu₂S)来说，在270天的操作中获得了令人满意的回收率和80％回收的提取速率。在这个温度范围内，最常提到的细菌属于Acidithiobacillus和钩端螺菌属(Leptospirillum genres)，其中最常见的菌种是A.ferrooxidans，A.thiooxidans，和L.ferrooxidans(Espejo RT and Romero，J.，1997，“Bacterialcommunity in copper sulifide ores inoculated and leached withsolutions from a commercial-scales copper leaching plant”，Applied&Environmental Microbiology，Vol 63，4，183-187)。