1、第七章生命科學與礦業技術第一節第一節 石油與微生物技術石油與微生物技術第二節第二節 微生物冶金微生物冶金第三節第三節 煤炭微生物脫硫煤炭微生物脫硫第四節第四節 煤炭生物液化煤炭生物液化黑色能源黑色能源石油石油第一節第一節 石油與微生物技術石油與微生物技術 石油的原料是生物的尸體，生物石油的原料是生物的尸體，生物遺體沉降于海底或湖底并被淤泥覆蓋遺體沉降于海底或湖底并被淤泥覆蓋之后，氧元素分離，碳和氫則組成碳之后，氧元素分離，碳和氫則組成碳氫化合物。氫化合物。 隨著生物技術的發展，石油工業發展的需要和石隨著生物技術的發展，石油工業發展的需要和石油工業環境保護的需要，微生物與石油、環境保護油工業環境

2、保護的需要，微生物與石油、環境保護之間的相互關系日益受到重視。之間的相互關系日益受到重視。 微生物技術應用于以下幾個方面：微生物技術應用于以下幾個方面： 一、油氣勘探一、油氣勘探 二、原油采收率二、原油采收率 三、油田化學劑三、油田化學劑 四、原油的脫硫四、原油的脫硫 五、石油脫蠟五、石油脫蠟一、油氣微生物勘探氣態烴類如甲烷、乙烷、丙烷和丁烷等可以從油氣態烴類如甲烷、乙烷、丙烷和丁烷等可以從油氣層中滲漏，到達地表土壤和淺層地下水中。這氣層中滲漏，到達地表土壤和淺層地下水中。這些烴類能被專一性較強的微生物利用，從而改變些烴類能被專一性較強的微生物利用，從而改變地表土壤和淺層地下水的微生物生態。地

3、表土壤和淺層地下水的微生物生態。氧化氣態烴類的微生物在土壤和淺層水中分布規氧化氣態烴類的微生物在土壤和淺層水中分布規律的異常，是利用微生物進行油氣勘探的理論基律的異常，是利用微生物進行油氣勘探的理論基礎。礎。微生物提高石油采收率是將篩選的微生物或它們的微生物提高石油采收率是將篩選的微生物或它們的代謝產物注入到油藏中，通過微生物的代謝活動，代謝產物注入到油藏中，通過微生物的代謝活動，產生降解重質烴類和石蠟的酶類，產生二氧化碳、產生降解重質烴類和石蠟的酶類，產生二氧化碳、甲烷等氣體，產生表面活性物質、生物聚合物、有甲烷等氣體，產生表面活性物質、生物聚合物、有機酸、醇類等化學物質，從而改變地層和原油

4、的性機酸、醇類等化學物質，從而改變地層和原油的性能，提高石油采收率。能，提高石油采收率。這一方法具有以下優點：這一方法具有以下優點：具有自我復制機能，注入到油藏中的細菌通過生長繁殖，具有自我復制機能，注入到油藏中的細菌通過生長繁殖，可以在一段很長的時期內起作用；可以在一段很長的時期內起作用；可以使幾種機理同時起作用，在礦場試驗中往往將具有可以使幾種機理同時起作用，在礦場試驗中往往將具有不同功能的細菌一起注入地下，使它們共同起作用；不同功能的細菌一起注入地下，使它們共同起作用；所需設備和注入工藝簡單，施工方便；所需設備和注入工藝簡單，施工方便；1. 成本低廉。成本低廉。四、原油的微生物脫硫高含硫

5、原油是大氣污染物二氧化硫的主要來源高含硫原油是大氣污染物二氧化硫的主要來源之一，也是石油加工煉制設備腐蝕的重要原因之一，也是石油加工煉制設備腐蝕的重要原因之一。之一。原油微生物脫硫的工業化，是今后研究的主要原油微生物脫硫的工業化，是今后研究的主要課題和發展方向。課題和發展方向。第二節 微生物冶金微生物冶金又稱為細菌冶金，是近代濕法冶金工微生物冶金又稱為細菌冶金，是近代濕法冶金工業上的一種新工藝，它主要是利用微生物及其代業上的一種新工藝，它主要是利用微生物及其代謝產物作為浸礦劑，溶解礦石中的有效成分，最謝產物作為浸礦劑，溶解礦石中的有效成分，最后從收集的浸取液中分離、濃縮和提純有用的金后從收集的

6、浸取液中分離、濃縮和提純有用的金屬的過程。屬的過程。 一、微生物冶金的原理 生物冶金方法處理的對象本質上是金屬硫化物，生物冶金方法處理的對象本質上是金屬硫化物，即應用浸礦微生物產生的酸性溶液使硫化礦物即應用浸礦微生物產生的酸性溶液使硫化礦物氧比分解浸出金屬，溶液中的有價金屬離子則氧比分解浸出金屬，溶液中的有價金屬離子則通過萃取通過萃取電積或其他濕法冶金方法制備高純電積或其他濕法冶金方法制備高純金屬。金屬。微生物浸出金屬的原理分為間接作用與直接作用微生物浸出金屬的原理分為間接作用與直接作用間接作用原理間接作用原理二、用于冶金工業的微生物第三節 煤炭微生物脫硫 煤炭是重要的工業能源，但煤炭是重要的

7、工業能源，但煤含硫（有機硫和無機硫）煤含硫（有機硫和無機硫）過高，用作燃料在燃燒過程過高，用作燃料在燃燒過程中要釋放出高濃度二氧化硫、中要釋放出高濃度二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳和顆粒氮氧化物、一氧化碳和顆粒物等有害氣體和塵埃，對人物等有害氣體和塵埃，對人體的健康、動植物的生長都體的健康、動植物的生長都有影響，并使金屬腐蝕。有影響，并使金屬腐蝕。 有關煤炭資源利用的傳統觀點煤是地球上，尤其是中國儲量最煤是地球上，尤其是中國儲量最豐富的化石資源，因而應該被作豐富的化石資源，因而應該被作為廉價的能源利用。為廉價的能源利用。在今后數十年內煤炭仍然是中國在今后數十年內煤炭仍然是中國的主要能源。的主要能

8、源。煤碳脫硫的方法化學法化學法在高溫、高壓下進行，能耗高、費用大在高溫、高壓下進行，能耗高、費用大物理法物理法通過重選、磁選、浮選等對煤進行處理，無法脫通過重選、磁選、浮選等對煤進行處理，無法脫除黃鐵礦細粉和有機硫除黃鐵礦細粉和有機硫生物法生物法能同時脫除有機硫和無機硫，投資和運行成本低，能同時脫除有機硫和無機硫，投資和運行成本低，不污染環境不污染環境二、微生物脫硫的原理 黃鐵礦硫的微生物脫除，是由于微生物的氧化分解作用；黃鐵礦硫的微生物脫除，是由于微生物的氧化分解作用； 有機硫通過氧化分解脫除。有機硫通過氧化分解脫除。煤炭微生物脫硫技術的實際應用受諸多因素影響：煤炭微生物脫硫技術的實際應用受諸多因素影響：如煤質結構不均勻；如煤質結構不均勻；煤塊與微生物的反應界面有限，煤塊與微生物的反應界面有限，脫硫細菌生長緩慢，難于富集；脫硫細菌生長緩慢，難于富集；脫硫率低且不穩定。脫硫率低且不穩定。但與物理脫硫相比，微生物脫硫仍不失為一種投但與物理脫硫相比，微生物脫硫仍不失為一種投資少、耗能低、無污染的工藝，有著進一步研究資少、耗能低、無污染的工藝，有著進一步研究和