隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對能源和資源的需求量不斷增加，礦產(chǎn)資源的開采量也與日俱增，而尾礦的排放量也隨之猛增。由于我國很多種類的礦產(chǎn)資源都面臨富礦少而貧礦多的問題，尾礦的產(chǎn)出量就更為可觀。有資料顯示，我國現(xiàn)有9000多個國營礦山和26萬多個地方礦山，堆存的尾礦量就達(dá)50億噸左右，年排出的尾礦量就高達(dá)5億噸以上。銅礦在我國是一個主要礦種，每年都有大量的銅礦被開采和冶煉，同時也排出大量的銅尾礦。銅尾礦中含有Fe、S等大量的有價元素，如果將其回收并加以利用，將是一筆數(shù)目龐大的資源，因此，開展銅尾礦綜合利用具有重要意義。

如何利用銅尾礦資源，減少環(huán)境污染，國內(nèi)外學(xué)者在此做了很多有益工作。中國有色集團(tuán)公司國家銅冶煉及加工工程技術(shù)中心副主任潘文秀認(rèn)為，我國銅尾礦回收成本高、研發(fā)投入不夠的現(xiàn)狀，要求我們在銅尾礦資源再利用和尾礦環(huán)境治理方面實現(xiàn)技術(shù)突破。作為中國有色金屬生物濕法冶金領(lǐng)域的杰出專家，潘文秀也在此領(lǐng)域做出了重要貢獻(xiàn)。

潘文秀介紹說，銅尾礦處理的經(jīng)濟(jì)成本非常高昂，我國現(xiàn)有尾礦庫每年的營運費高達(dá)7.5億元,尾礦基建投資高達(dá)1-3元/t，而生產(chǎn)經(jīng)營管理費用也要3-5 元/t。我國尾礦利用率相比國外，水平較低，徘徊在7%，國內(nèi)企業(yè)僅有10%的礦山進(jìn)行了尾礦利用，回收率實現(xiàn)70%以上的企業(yè)廠礦屈指可數(shù)，超過半數(shù)利用率不到25% 。同時，銅尾礦周邊的地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，極易發(fā)生滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，破壞性極大。另一方面，我國銅資源對外依存度居高不下，已經(jīng)成為世界第一銅礦石進(jìn)口國和精銅生產(chǎn)國，這與我國銅尾礦利用率不足的現(xiàn)實差距密切相關(guān)，我國礦業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)當(dāng)前的重要任務(wù)就是要開發(fā)利用長期擱置的大量尾礦。

為此，潘文秀特研發(fā)了微生物浸出技術(shù)，在行業(yè)內(nèi)首次實現(xiàn)了用微生物浸出法對銅尾礦中有價金屬的回收，并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，為銅尾礦再利用開辟了一條全新的道路。

微生物浸出技術(shù)，即生物濕法冶金技術(shù)，是利用微生物特別是細(xì)菌的自身代謝過程對礦石中的金屬元素實現(xiàn)氧化還原作用，從礦石中選擇性浸出有價金屬的過程。微生物浸出技術(shù)與傳統(tǒng)浮選或化學(xué)浸出的處理方式相比，具有能耗較低、能夠綜合利用資源、投資和操作費用少、無二次污染、環(huán)境友好等特點，能夠處理傳統(tǒng)冶煉方式不能處理或難以處理的低品位礦資源，是一門新興的濕法冶金技術(shù)。在過去一段時間里，這項技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用于原礦的金屬回收和預(yù)處理方面，但一直未能在尾礦中產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，與尾礦與原生礦的差異性有關(guān)。

尾礦中除含有重金屬外，還含有大量的選礦藥劑，這些選礦藥劑對浸礦細(xì)菌的耐受性也提出了更高的要求。因此，選育出適合尾礦的高效浸礦菌種顯得尤為重要。潘文秀利用鹽酸羥胺對氧化亞鐵硫桿菌進(jìn)行化學(xué)誘變，使得誘變菌株氧化活性提高，自主培養(yǎng)出了多種類尾礦專屬浸礦細(xì)菌。與原始菌株相比，尾礦專屬浸礦細(xì)菌滲出率提高了20%，大幅度縮短了滲出時間。在此基礎(chǔ)上，潘文秀針對尾礦品位低、再利用成本高等問題設(shè)計了適合于尾礦的微生物浸出工藝，在尾礦中加入微生物細(xì)菌、以及適量的硫代硫酸鈉、硫酸亞鐵和黃鐵礦來提高銅的浸出效率。

與傳統(tǒng)的浮選法相比，微生物浸出技術(shù)使用原位浸出技術(shù)，不需要重新搬運尾礦石，不需要破碎和選礦，只要在堆放原地直接噴淋生物細(xì)菌溶液就可實現(xiàn)大規(guī)模就地浸出，簡化了工藝環(huán)節(jié)，大大降低了成本。借助細(xì)菌的氧化作用，再經(jīng)過萃取和電積工序得到銅。

對于剩下的酸性廢水，潘文秀研發(fā)了“化學(xué)硫化技術(shù)”， 通過除鐵和銅回收兩個階段，從低濃度AMD中回收硫化銅。在除鐵階段，潘文秀在酸性廢水中添加電石渣乳，與三價鐵離子反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀，以減少三價鐵離子對最終銅產(chǎn)品的影響，同時減少硫氫化鈉的消耗量。銅回收階段即為化學(xué)硫化過程，在密封反應(yīng)器中，硫氫化鈉與除鐵后上清液中的銅反應(yīng)，生成硫化銅沉淀，經(jīng)壓濾形成高品位的硫化銅精礦產(chǎn)品。

將廢水的處理與有價金屬的回收相結(jié)合, 不僅能夠抵消廢水處理工程的運行費用, 也能在產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的同時，發(fā)揮出資源綜合利用的環(huán)保效益，使礦山資源利用技術(shù)提高到一個新水平。對于其他有色金屬冶煉領(lǐng)域，同樣具有寶貴的借鑒作用。

微生物浸出技術(shù)與廢水回收再利用技術(shù)相結(jié)合，我國在銅尾礦處理領(lǐng)域已經(jīng)取得了階段性成果，但潘文秀認(rèn)為，政府與企業(yè)在銅尾礦處理領(lǐng)域的研發(fā)投入還需要不斷加強(qiáng)，以解決不同產(chǎn)地銅尾礦處理差異性大的問題，形成統(tǒng)一高效的綜合利用技術(shù)。只有完善政策法規(guī)，加大扶持力度，依據(jù)銅尾礦特點，大力扶持銅尾礦利用關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，加強(qiáng)政府行業(yè)調(diào)控杠桿作用，加大消納銅尾礦行業(yè)的免稅額度，我國才能全面實現(xiàn)銅尾礦利用處理的突破性進(jìn)展。