微生物诱导的铁矿石选矿—高效、环保的替代方案

为了满足钢铁工业不断增长的需求，世界对铁矿石的需求使得必须利用所有可用资源，包括贫品位矿石、开采废料、加工尾矿和矿场积累的蓝尘粉。大多数此类资源以较细的颗粒形式存在，而贫级矿石则需要细磨以释放相关脉石矿物。

赤铁矿是现有资源中最丰富的铁矿石矿物，主要杂质包括二氧化硅、氧化铝、方解石、粘土和磷。传统的选矿工艺，如浮选、静电和磁选、重力法以及使用化学试剂的絮凝分散法来处理较细的铁矿石资源，往往效率低下、能源密集、成本高昂且对环境不友好。

为什么采用微生物诱导的铁矿石选矿？与使用有毒化学品的化学选矿相比，微生物诱导的选矿工艺更具有成本效益、能源效率和环境友好性。可用于选矿的微生物本身就存在于铁矿床、尾矿坝和加工废物中。铁矿床中的采矿生物参与生物矿化过程，例如赤铁矿、磁铁矿和针铁矿的形成及其在采矿环境中的氧化还原、溶解和沉淀。同样，脉石矿物，如二氧化硅、硅酸盐、粘土、方解石、氧化铝和磷酸盐，通常被生物捕获并结壳在赤铁矿-磁铁矿基质中。

自养、异养、需氧和厌氧微生物，例如酸硫杆菌属、芽孢杆菌属。铁矿石矿化地点栖息着假单胞菌、类芽孢杆菌、SRB 等厌氧菌、酵母菌等酵母菌和真菌。许多此类生物体可用于选矿过程，因为它们能够使矿物发生表面化学变化。微生物细胞和代谢产物如多糖、蛋白质、有机酸和无机酸可用作矿物浮选和絮凝的试剂。

铁矿床中采矿微生物的分离、表征和有效性测试是开发适合铁矿石选矿生物技术工艺的关键。由于许多微生物栖息在铁矿床中，有助于生物发生和生物矿化，因此没有理由不能分离并使用它们来实现有用的选矿功能。尽管已知铁矿石矿床中栖息着无数微生物，但目前仅鉴定出其中的少数微生物，并且其中也只有少数微生物经过测试以用于可能的铁矿石选矿应用。

选择生物技术替代品来代替现有的化学替代品进行铁矿石选矿有几个优点。

1.使用从铁矿床中分离出来的本土微生物使得该过程更便宜、灵活且环保。

2.传统选矿过程中使用的昂贵且有毒的化学品可以被可生物降解的、矿物特异性的、生物衍生的试剂取代，例如胞外多糖、生物蛋白、有机酸、生物抑制剂和生物絮凝剂。

3.铁矿石选矿可通过选择性溶解、微生物诱导浮选和选择性絮凝分散三种方法进行。该生物工艺特别适合处理细粉、煤泥和废尾矿。