黨的十八大報告明確提出,,推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè),,要堅持節(jié)約優(yōu)先、保護(hù)優(yōu)先,、自然恢復(fù)為主的方針,。這3個方面形成了有機(jī)整體,構(gòu)成了我國生態(tài)文明建設(shè)的方向和重點(diǎn),。
節(jié)約優(yōu)先,,就是在資源利用上把節(jié)約放在首位。在節(jié)約優(yōu)先的同時還要保護(hù)優(yōu)先,,尤其是在礦產(chǎn)資源綜合利用的過程中,,既要想辦法提高礦產(chǎn)資源的綜合利用率,還要盡量避免對生態(tài)環(huán)境造成干擾和破壞,。而生物冶金技術(shù)無疑是一把二者兼顧的“金鑰匙”,。
在近期由國土資源部舉辦的礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用先進(jìn)適用技術(shù)推廣應(yīng)用經(jīng)驗交流會上,中國工程院院士,,中南大學(xué)教授,、博士生導(dǎo)師邱冠周所作的題為《用生物技術(shù)的鑰匙開啟礦產(chǎn)資源利用的大門》的報告引起了參會者的極大關(guān)注。本報記者專訪了邱冠周院士,。
邱冠周教授長期致力于我國低品位,、復(fù)雜難處理金屬礦產(chǎn)資源的加工利用研究,在細(xì)粒及硫化礦物浮選分離和鐵礦直接還原等方面取得了突出成績,,特別是在低品位硫化礦的生物冶金方面做出了突出貢獻(xiàn),,被授予“國家有突出貢獻(xiàn)科技專家”稱號。他發(fā)表了90多篇科技論文和5部專著,,先后獲得國家技術(shù)發(fā)明二等獎2項,、國家科技進(jìn)步二等獎1項、國家科技進(jìn)步一等獎1項,、中國高等學(xué)校十大科技進(jìn)展2項,;2003年擔(dān)任國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體學(xué)術(shù)帶頭人,2004年,、2009年兩次擔(dān)任生物冶金領(lǐng)域國家“973”計劃項目首席科學(xué)家,,還曾擔(dān)任2011年第19屆國際生物冶金大會主席,并被推選為國際生物冶金學(xué)會副會長,。
記者:為什么要研究生物冶金技術(shù),,它與傳統(tǒng)的常規(guī)冶金流程相比具有哪些優(yōu)點(diǎn)?
邱冠周:人口過剩、資源危機(jī)和環(huán)境污染是當(dāng)代世界面臨的三大社會問題,,其實(shí)質(zhì)都是發(fā)展問題,。
礦產(chǎn)資源短缺是國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。我國礦產(chǎn)資源相對比較豐富,,但貧礦,、難選礦及伴生礦多,尤其是鐵,、銅、鋁土,、鉛,、鋅、金等多為貧礦,,難選比重大,,開采成本普遍比較高,實(shí)際可供利用的資源比例較低,。到2020年,,我國銅金屬累計需求將近1億噸,但目前我國經(jīng)濟(jì)可采儲量僅為1431萬噸,,綜合利用率僅為50%(700萬噸),。
要解決礦產(chǎn)資源短缺問題,必須加強(qiáng)資源節(jié)約和綜合利用,,尤其是加強(qiáng)對貧礦,、難選礦及伴生礦的綜合利用。但是,,我國過去在選冶過程中所使用的常規(guī)流程,,是一個激烈氧化、激烈還原的高碳過程,,在綜合利用資源的同時,,也嚴(yán)重污染了環(huán)境。我國有色金屬工業(yè)主要三廢達(dá)標(biāo)排放率遠(yuǎn)低于全國平均水平,。據(jù)統(tǒng)計,,2010年有色金屬工業(yè)排放的廢水、廢氣,、二氧化硫和固體廢棄物分別占全國工業(yè)行業(yè)排放總量的2.66%~3.12%,、5.25%、4.13%和16.19%,。
而生物冶金技術(shù)是一個溫和氧化,、溫和還原、節(jié)能環(huán)保的過程,,具有成本低,、操作簡單,、環(huán)境友好等特點(diǎn)。生物冶金研究已有60多年的歷史,,已實(shí)現(xiàn)銅,、金、鈷,、鎳,、鋅、鈾等的生物冶金工業(yè)化,,并在50多個國家得到推廣應(yīng)用,,目前全世界生物冶金產(chǎn)銅量約占世界產(chǎn)銅量的20%。我國經(jīng)過“九五”攻關(guān),,已經(jīng)在德興銅礦開展表外礦堆浸回收銅的研究,,并取得了明顯成效。
國內(nèi)某金銅礦采用生物冶金技術(shù)后,,能夠處理低品位礦,,擴(kuò)大了資源儲量。金礦入選品位由1克/噸降低至0.2克/噸,,可利用資源量由4噸增加到210噸,;銅礦入選品位由0.63%降低至0.25%,可利用資源量由140萬噸增加到340萬噸,。而且,,環(huán)境友好、無污染,;常溫,、常壓,不產(chǎn)生二氧化硫,,排放廢水中銅離子小于0.5毫克/升(國家排放標(biāo)準(zhǔn)為1毫克/升),。同時,工藝簡單,,投資成本低,。該金銅礦2003年建成,至2006年收回全部投資3.5億元后,,年新增效益1.5億元,。
記者:生物冶金的難點(diǎn)及需解決的關(guān)鍵技術(shù)有哪些,我國在這方面進(jìn)行了哪些科研工作,?
邱冠周:生物冶金的主要難點(diǎn)和技術(shù)難題集中在4個方面:一是原料礦物的多樣性方面,,硫化礦的原生礦、次生礦,氧化帶中的各類礦物,,脈石礦物等等,,需要相應(yīng)的不同技術(shù)來解決;二是生物反應(yīng)的多樣性方面,,包括硫化礦溶解的氧化作用,、溶解物交代成礦作用和還原作用、氧化帶礦物溶解的酸堿中和反應(yīng),、硫化礦物氧化溶解的產(chǎn)酸反應(yīng)等需要合理掌握,;三是微生物種群和功能的多樣性方面,會隨浸出過程時間,、空間而變化,,不易控制;四是工藝參數(shù)與浸出反應(yīng)過程操作條件的多樣性匹配,,需要合理解決。
我國十分重視生物冶金技術(shù)的科研工作,。從1995年以來,,中南大學(xué)共獲得國家2.7億元的大力支持,先后開展了國家“九五”攻關(guān)項目——德興銅礦低品位銅礦細(xì)菌浸出提銅試驗研究,,發(fā)改委高技術(shù)示范工程——低品位銅礦生物浸出-萃取-電積提銅試驗研究,,國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體——硫化礦生物提取的基礎(chǔ)研究,“973”計劃(首席單位)——微生物冶金的基礎(chǔ)研究,,“111”計劃(首席單位)——生物冶金科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新引智基地,,科技部平臺項目——生物冶金微生物菌種資源標(biāo)準(zhǔn)化整理、整合及共享,,“973”計劃(首席單位)——微生物冶金過程強(qiáng)化的基礎(chǔ)研究等12個科研項目,。
記者:生物冶金技術(shù)的研究歷史及當(dāng)前中南大學(xué)在這方面的研究進(jìn)展如何?
邱冠周:中國早在《山海經(jīng)》中就有“石脆之山,其陰多銅,灌水出焉,北流注于禺,其中多流赤者”的記載,,這比歐洲的發(fā)現(xiàn)早了八九百年,。在歐洲有記載的最早涉及細(xì)菌選礦活動是1670年在西班牙的里奧廷托礦,人們利用酸性礦坑水浸出含銅黃鐵礦的銅,。1947年,,Clomer 首先發(fā)現(xiàn)嗜酸氧化亞鐵硫桿菌,認(rèn)為該菌在金屬硫化礦的氧化和某些礦山坑道水的酸化過程中起著重要作用,。