(2) 细菌浸出间接作用理论
在硫化铜矿中,一般伴生黄铁矿,黄铁矿在自然条件下,接触到空气中的氧,被氧化为褐铁矿(Fe 2 O 3 )。在弱酸性溶液中,黄铁矿在细菌作用下,生成硫酸高铁和硫酸。反应方程式如下:
2FeS 2 (黄铁矿)+2H 2 O+7O 2 =2FeSO 4 +2H 2 SO 4 (细菌作用)
4FeSO 4 +O 2 +2H 2 SO 4 =2Fe 2 (SO 4 ) 3 +2H 2 O(细菌作用)
Fe 2 (SO 4 ) 3 是一种高效的金属矿物氧化剂,能够与多种金属硫化物发生氧化还原反应,硫膜被细菌氧化为硫酸,铜及其他金属硫化矿物可以被Fe 2 (SO 4 ) 3 浸出。有关反应方程式如下:
CuFeS 2 (黄铜矿)+2Fe 2 (SO 4 ) 3 =CuSO 4 +5FeSO 4 +2S
Cu 2 O(赤铜矿)+Fe 2 (SO 4 ) 3 +H 2 SO 4 =2CuSO 4 +2FeSO 4 +H 2 O
硫酸高铁还原为硫酸亚铁后需要再生,最经济的氧化剂就是细菌,能够把硫酸亚铁氧化为硫酸高铁。这样循环往复,Fe 2+ 不断得到再生,硫酸高铁的间接反应过程才能持续进行,否则,反应一次后就会处于停滞状态。要依靠添加氧化剂把硫酸亚铁氧化为硫酸高铁,生产成本高;依靠空气把硫酸亚铁氧化为硫酸高铁,速度较慢,硫酸高铁再生效果差。
在最适宜的条件下,细菌氧化Fe 2+ 为Fe 3+ 的速度比无机试剂的氧化速度快10万~100万倍,每毫克细胞的耗氧量达到21mL/h [9] 。