随着人类社会的快速发展,人类对自然资源的需求量与日俱增,而自然矿产资源的枯竭,对矿冶工作提出了更高的要求。微生物冶金技术是近代学科交叉发展生物工程技术和传统矿物加工技术相结合的工业上的一种新工艺其能耗少、成本低、工艺流程简单、无污染等优点。
常规冶金技术在品位低的矿物加工过程中，成本高，污染大。使用生物冶金技术，又称生物浸出技术，通俗的讲就是用含细菌的菌液进行浸泡，这些微生物大多是一些化能自养菌，它们以矿石为食，通过氧化获取能量，这些矿石由于被氧化，从不溶于水变成可溶，人们就能够从溶液中提取出矿物。生物冶金具有成本低，污染小，可重复利用的特点，是未来冶金行业发展的理想方向之一。
这些微生物被称作适温细菌，大约有0.5-2.0微米长、0.5微米宽，只能在显微镜下看到，靠无机物生存，对生命无害。适温细菌和其他细菌通常生活在因硫氧化而产生的酸性环境中，如温泉、火山附近地区和富含硫的地区。由澳大利亚一家公司培养的适温细菌最早是在西澳的一矿山中发现的，在含硫的酸性环境中，在高温条件下对可溶性金属有很好的聚积作用。化学和生物作用将酸性金属氧化变成可溶性的硫酸盐，不可溶解的贵金属留在残留物中，铁、砷和其他贱金属，如铜、镍和锌进入溶液。溶液可与残留物分离，在溶液中和之前，采取传统的加工方式，如溶剂萃取，来回收贱金属，如铜。残留物中可能存在的贵金属，经细菌氧化后，通过氰化物提取。
按照微生物在矿物加工中的作用可将生物冶金技术分为:生物浸出、生物氧化、生物分解。硫化矿的细菌浸出的实质是使难溶的金属硫化物氧化使其金属阳离子溶入浸出液,浸出过程是硫化物中S2-的氧化过程。其浸出机理是:1.直接作用:指细菌吸附于矿物表面,对硫化矿直接氧化分解的作用。2.间接作用:指金属硫化物被溶液中Fe3+氧化。3.原电池效应。两种或两种以上的固相相互接触并同时浸没在电解质溶液中时各自有其电位,组成了原电池,发生电子从电位低的地方向高的地方转移并产生电流。原电池的形成会加速阳极矿物的氧化,同时细菌的存在会强化原电池效应。
对于难处理金矿,金常以固-液体或次显微形态被包裹于砷黄铁矿(FeAsS)、黄铁矿(FeS2)等载体硫化矿物中,应用传统的方法难以提取,很不经济。应用生物技术可预氧化载体矿物,使载金矿体发生某种变化,使包裹在其中的金解离出来,为下一步的氰化浸出创造条件,从而使金易于提取。生物预氧化方法其投资少、成本低、无污染等优点,在处理难处理金矿过程中体现了理想的效果,并取得了较好的经济效益。
铝土矿存在许多细菌,该类微生物可分解碳酸盐和磷酸盐矿物。例如:Bacillusmucilaginous分泌出的多糖可和铝土矿中的硅酸盐、铁、钙氧化物作用,应用Aspergillusniger、Bacilluscirculans、Bacilluspolymyxa和Pseudomonusaeroginosa可从低品位铝土矿中选择性浸出铁和钙。
随着社会的发展,人类对自然资源的需求量与日俱增而自然矿产资源的枯竭,环境污染日益严重影响着人类的生存与发展。为了解决这一问题,微生物冶金技术在矿产资源中的应用愈来愈受到人们的重视。微生物冶金技术具有工艺简单、投资少、环境污染少等许多优点,正发挥着巨大的作用,显示出巨大的潜力和广阔的前景,将对人类产生深远的影响。
