1、生物冶金課程教學大綱課程英文名稱：Biohydrometallurgy課程編號：133998300課程類別：專業課課程性質：選修課學 分： 2學分學 時： 32學時（其中：講課學時：32 實驗學時：0 上機學時：0）適用專業：礦物加工工程開課部門：環境與資源學院地質與礦物工程系一、課程教學目的和課程性質生物冶金是高等院校礦物加工工程專業的專業選修課程。生物冶金是一門交叉學科，涉及微生物學、分子生物學、冶金學、礦物學、電化學、固體物理、傳熱質理論和高等數學等。主要研究資源微生物處理技術的發展歷史、趨勢以及與傳統礦物加工方法的關系，同時介紹了相關的微生物學基礎知識；系統介紹了目前處理礦產資源的主要

2、微生物的種類和特性，以及微生物技術的工藝操作；詳細介紹了微生物技術在處理銅礦、難處理金礦、鈾礦、錳礦、鎳礦、鉛鋅礦、鉬礦、稀有金屬礦中的應用及在煤炭脫硫、重金屬吸附等具體礦物加工中的應用。二、本課程與相關課程的關系先修課程： 礦物學、高等數學、化學選礦后續課程： 礦物加工工程設計、礦產資源加工前沿技術三、課程的主要內容及基本要求第一單元 緒論（2學時）知 識 點礦物資源微生物處理技術的歷史回顧；礦物資源微生物處理技術的研究及應用概況；礦物資源微生物處理技術的發展趨勢；浸礦用微生物的能量代謝機理及菌種改良；礦物資源微生物技術的未來發展方向。 重 點礦物資源微生物處理技術的研究和應用；浸礦細菌的能

3、量代謝機理及改良；生物冶金技術的未來發展方向。難 點浸礦細菌的能量代謝機理及改良。基本要求1、識 記：生物冶金、直接作用機理、間接作用機理等。2、領 會：生物冶金技術的基本原理；浸礦細菌的能量代謝機理及改良的基本方法。3、簡單應用：生物冶金技術的主要發展方向和原理。4、綜合應用：生物技術可用于那些礦石的回收利用。第二單元 微生物學基礎（6學時）知 識 點微生物的概念；微生物的分類和命名；微生物的共同特點及特性；微生物的酶；微生物的營養；微生物的產能代謝；微生物的生長及繁殖；影響微生物生長的環境因素。 重 點微生物的分類、命名；微生物的共同特點及特性；微生物的酶、營養、產能代謝、生長及繁殖；影響

4、微生物生長的環境因素。難 點浸礦微生物的酶。基本要求1、識 記：微生物；微生物分類及特點；細胞結構；酶、分類及其特性；酶的組成和結構；新陳代謝；微生物的培養基；發酵；無氧呼吸；生長；繁殖。2、領 會：細菌的培養特征；細菌的物理性質和化學性質；酶活力及其影響因素；微生物的營養及營養類型；葡萄糖有氧呼吸過程3個階段；影響微生物生長的環境。3、簡單應用：應用革蘭氏染色法鑒別細菌；在顯微鏡下觀察細菌形狀、大小。4、綜合應用：應用習慣命名法、系統命名法對酶的進行命名；能根據研究目的設計簡單的培養基。第三單元 礦物加工工程中幾種常用的微生物 （4學時）知 識 點處理硫化物礦石的微生物：氧化亞鐵硫桿菌、還原

5、硫的細菌、無色硫細菌、光合自養硫細菌、其他種類的硫細菌；處理含錳礦石的微生物及其特性；分解難溶磷酸鹽的微生物；吸附和沉積重金屬離子的一些微生物。重 點氧化亞鐵硫桿菌、還原硫的細菌、無色硫細菌、光合自養硫細菌、其他種類的硫細菌；氧化錳的微生物；還原錳的微生物；分解難溶磷酸鹽的微生物種類及其特性；難 點能源物質鐵、硫的代謝轉化。基本要求1、識 記：常見的浸礦微生物。2、領 會：對硫化物礦物浸出的催化作用；對黃鐵礦表面性質的影響；微生物對錳氧化過程的催化機制；還原錳的微生物的種類及特性；微生物吸附和沉積重金屬離子的機理。3、簡單應用：根據礦物性質選擇合適的浸礦微生物。4、綜合應用：根據礦石氧化溶解機

6、制設計培養基、篩選、馴化細菌。第四單元 微生物浸礦工藝及其影響因素（4學時）知 識 點 微生物浸礦工藝；微生物浸礦流程；微生物浸礦設備；浸礦用微生物的連續培養；微生物浸出劑的再生與循環利用；微生物浸礦過程的影響因素。重 點微生物堆浸、槽浸、原位浸出、攪拌浸出；微生物浸礦流程；微生物培養設備；微生物浸出劑的連續制備與再生設備；微生物浸出劑的再生與循環利用；培養基組成、礦漿溫度、礦漿pH值對微生物浸礦過程的影響。 難 點微生物浸出劑的連續制備與再生設備。基本要求1、識 記：堆浸、槽浸、原位浸出、攪拌浸出概念。2、領 會：微生物浸礦工藝（堆浸、槽浸、原位浸出、攪拌浸出）、流程及其特點、操作方式；攪拌

7、的作用和方式；微生物培養設備結構和原理；微生物浸礦過程的影響因素；3、簡單應用：根據礦山實際情況選擇合適的微生物浸礦工藝。4、綜合應用：針對某種具體硫化礦設計的簡單浸礦工藝流程。第五單元 硫化銅礦的細菌浸出（4學時）知 識 點硫化銅礦的種類與可浸性比較；硫化銅礦細菌浸出理論基礎；產業化進展；硫化銅礦堆浸操作要領；硫化銅礦堆浸的數學模型；產業化實例；浮選精礦槽浸；Geobiotics工藝浸銅（浮選精礦堆浸）。重 點硫化銅礦的種類與可浸性比較；輝銅礦、黃銅礦、斑銅礦和銅藍的晶體結構、生物浸出基礎理論；礦體選擇、礦塊粒度、堆浸場地選擇、地墊構筑、供氧等因素對硫化銅礦堆浸的影響。難 點硫化銅礦堆浸的數

8、學模型。基本要求1、識 記：鐵礬層觀點、元素硫層觀點、金屬缺陷型層觀點。2、領 會：輝銅礦生物浸出的特性；黃銅礦溶解機理；硫化銅堆浸的操作要領。3、簡單應用：要求學生理論聯系實際，認真體會和理解關于硫化銅礦生物浸出基本原理和堆浸操作要領。4、綜合應用：應用硫化銅礦堆浸的數學模型，根據具體礦石生物浸出過程中檢測參數的變化，對某些參數進行調整，以利于生物浸出順利進行。第六單元 難處理金礦的細菌氧化預處理（4學時）知 識 點黃鐵礦、砷黃鐵礦的氧化；BIOX工藝；BacTech工藝；Newmont工藝；Geobiotics工藝；含砷廢液的處理。重 點難處理金礦類型；金礦預處理方法；黃鐵礦、砷黃鐵礦的氧

9、化機理；BIOX工藝；BacTech工藝；Newmont工藝；Geobiotics工藝；含有害離子廢液的中和與廢渣處理原理。難 點黃鐵礦氧化的電子能級圖。基本要求1、識 記：難處理金礦；金礦難處理的實質。2、領 會：難處理金礦類型；金礦預處理方法；黃鐵礦、砷黃鐵礦的氧化機理。3、簡單應用：要求學生理論聯系實際，認真體會和理解關于難處理金礦生物預處理基本原理和堆浸操作要領。4、綜合應用：根據難處理生物預處理的基本原理，調節過程參數，提高預處理效率。第七單元 煤炭微生物脫硫（4學時）知 識 點煤炭中硫的形態及形成；煤炭脫硫微生物的種類及其生理特征；煤炭微生物脫硫的方法及研究進展；煤炭微生物預處理-

10、浮選脫硫的影響因素；煤炭脫硫效果的評定指標。重 點煤炭脫硫微生物的種類及其生理特征；脫硫方法；煤炭微生物浸出脫硫原理及其動力學；微生物預處理-浮選脫硫的影響因素；脫硫效果的評價。難 點煤炭微生物浸出脫硫原理及其動力學；基本要求1、識 記：脫硫率；降硫率；精煤中硫分布律；脫硫效率。2、領 會：煤炭中硫的形成；脫硫微生物的種類及其生理特征；煤炭微生物脫硫的方法；煤炭微生物預處理-浮選脫硫的影響因素；煤炭微生物浸出脫硫原理及其動力學。3、簡單應用：根據煤炭中硫的存在形態選擇合適的脫硫方法。4、綜合應用：根據微生物脫硫的原理解釋煤炭脫硫的實驗現象。第八單元 生物吸附（4學時）知 識 點吸附金屬離子的微

11、生物；生物吸附機理；生物吸附平衡；重金屬離子的吸附；稀貴金屬的吸附；放射性金屬的吸附；生物吸附劑的固定化。重 點常見的具有吸附金屬離子的微生物；金屬離子在細胞上的吸附機理；生物吸附平衡；真菌的吸附、藻類的吸附；活性污泥吸附；稀貴金屬、放射性金屬的吸附；生物吸附劑的固定化。難 點放射性金屬的吸附；生物吸附劑的固定化。基本要求1、識 記：吸附容量；生物吸附平衡；生物固定化。2、領 會：金屬離子在細胞上的吸附機理；生物吸附平衡；真菌、藻類、活性污泥吸附；稀貴金屬、放射性金屬的吸附；生物吸附劑的固定化原理。3、簡單應用：要求學生理論聯系實際，認真體會和理解金屬離子在細胞上的吸附機理。4、綜合應用：根據

12、藻類吸附劑對不同金屬離子的親和性，分離不同的重金屬離子。 學時分配 知識單元理論學時第一單元 緒論2第二單元 微生物學基礎6第三單元 礦物加工工程中幾種常用的微生物4第四單元 微生物浸礦工藝及其影響因素4第五單元 硫化銅礦的細菌浸出4第六單元 難處理金礦的細菌氧化預處理4第七單元 煤炭微生物脫硫4第八單元 生物吸附4合計32四、教學方法與手段1、堅持理論聯系實際的教學方法，不斷地吸收先進理論知識和最新礦物加工的理論和實踐的動態，理論教學要結合案例分析和課堂討論等教學形式，盡力降低學生接受知識的難度，逐漸提高學生發現、分析和解決問題的能力。2、采用課堂教授與多媒體教學相結合，特別是動畫的演示，更

13、有助于學生的理解和想象。五、考核要求、方式與成績評定考核要求：需覆蓋教學大綱各章節全部教學內容 考核形式：考查成績評定： 課程考核選擇百分制模式，平時考查與期末考試相結合。1. 課程考核總評成績由3部分構成，包括考試成績（75%）、作業（20%）和考勤（5%）。2. 凡缺課三次及三次以上者，其成績一律作不及格處理。六、選用教材、講義和主要參考書課程教材： 1.生物技術在礦物加工中的應用，第一版，魏德洲、朱一民、李曉安編著，冶金工業出版社，2008年3月。參考書：1.微生物濕法冶金，楊顯萬、沈慶峰、郭玉霞編著，冶金工業出版社，2008年2月。2.含砷難處理金礦石生物氧化工藝及應用，楊松榮、邱冠周、胡岳華、謝紀元編著，冶金工業出版社，2006年1月；3.