以堆浸和废石堆生物浸出加萃取-电积（SX-EW）从低品位和次生硫化矿中回收铜（及镍/钴），替代选矿和冶炼
对原本不经济或被废弃的低品位矿石，采用硫化物精矿火法冶炼（排放 SO2、砷和重金属）
斑岩铜矿（智利、秘鲁、美国、中国）、次生硫化铜矿；废石堆和尾矿再处理；镍（芬兰）
供应商 5
| Mintek | 南非 | 运营中 |
| Endolith | 美国 | 运营中 |
| Universal Bio Mining, LLC | 美国 | 运营中 |
| Terrafame | 芬兰 | 运营中 |
| BiotaTec - Next Gen BioMining Centre | 爱沙尼亚 | 运营中 |
进入俄罗斯/欧亚经济联盟 SERV
- 监管机构
- —（运营方监管：俄罗斯联邦自然资源监督局、俄罗斯联邦技术监督局）
- 通常时长
- 服务本身无需审批；运营方须取得许可（综合环境许可约1个月）
- 法律依据
- 无产品登记；I类设施运营方须取得综合环境许可（联邦法律第7-FZ号第31.1条），必要时还须取得技术监督局许可证
仅供参考，非法律意见——请针对您的产品确认流程。
证据 7 论据
硫化矿的常规熔炼和精炼。
低品位铜镍硫化矿的堆浸生物浸出。
- 是否已大规模替代？
- 否
- 注意事项
- 生物浸出尚未在高品位矿石或精矿上规模化替代熔炼；它主要是针对熔炼不具经济性的低品位矿石或废料的利基技术。此外，智利近期的行业趋势显示，因矿物学变化和水资源短缺，生物浸出让位于浮选富集。
- 人工复核
- D2 About 20% of world copper extracted by bioleaching; ~10% of Chile's copper (peer-reviewed); SX-EW from leaching 17.4% of refined copper (ICSG 2024). Counter-case: Andacollo's cathode output fell 98% after switching to concentrate.
- 核实于
- 2026-10-06
| 在智利，转向氯化物浸出和精矿生产导致可归因于生物浸出的铜阴极产量急剧下降，一个例子显示特定地点减少了98%。 “For example, at Carmen de Andacollo in Chile, copper cathode production has declined from 58,000 tonnes/year to only 1000 t/year as the switch has been made to primarily concentrate production. This 98% reduction can likely be extended across the industry.” Chile · 2016-2022 period · large measured reduction of the old process | peer-reviewed ✓ link.springer.com |
| 据估计，某些品位矿石的堆浸生物浸出资本成本为常规熔炼或精炼运营成本的50%。 “The economic advantages of microbial process in extraction of metals from low-grade deposits are summarized as follows: ... (ii) bioleaching is considered as more environmentally friendly process than conventional physical-chemical techniques (roasting and smelting) due to lower energy consumption, no sulfur dioxide …” global · 2017 · | weak (company, news, market research, other) ✓ catalog.lib.kyushu-u.ac.jp |
| 智利放弃生物浸出的驱动因素是铜矿物学向难处理原生硫化物转变、水资源短缺以及需要使用对许多生物浸出微生物有毒的微咸水或海水。 “The change in copper mineralogy towards refractory primary mineral sulfides such as chalcopyrite with increasing depth in porphyry copper ore deposits coupled with water scarcity (and local community concerns to assure water quality) has also driven a transition to the use of brackish water or even sea water to leach …” Chile · 2022 · | peer-reviewed link.springer.com |
| 溶剂萃取-电积（SX-EW）技术的采用使浸出矿石精炼铜产量从20世纪60年代末不足全球产量的1%增加到2024年的17.4%。 “The adoption of solvent extraction–electrowinning (SX-EW) technology has lifted refined copper from leaching ores from less than 1% of global output in the late 1960s to 17.4% in 2024.” global · 2024 · minority but measured share or volume | government or intergovernmental ✓ icsg.org |
| 据估计，2010年智利SX-EW铜产量中多达42%可归因于生物浸出。 “It was estimated that as much as 42% of Chilean copper production from SX-EW in 2010 was attributable to bioleaching (Schippers et al. 2014).” Chile · 2010 · minority but measured share or volume | peer-reviewed ✓ link.springer.com |
| 如今，智利10%的铜产量由生物浸出作业贡献。 “Nowadays, 10% of copper production in Chile has been contributed by bioleaching operation.” Chile · 2016 · minority but measured share or volume | peer-reviewed ✓ www.mdpi.com |
| 在全球范围内，约20%的铜采用生物浸出提取。 “Worldwide, about 20% of Cu is extracted using bioleaching [51,52].” global · 2018 · minority but measured share or volume | peer-reviewed ✓ www.mdpi.com |
参考文献 3
- Brierley CL, Brierley JA (2013). Progress in bioleaching: part B: applications of microbial processes by the minerals industries. *Applied Microbiology and Biot VERIFIED DOI · 被引 331
- Watling HR (2006). The bioleaching of sulphide minerals with emphasis on copper sulphides — a review. *Hydrometallurgy* 84: 81–108. VERIFIED DOI · 被引 841
- Johnson DB (2014). Biomining — biotechnologies for extracting and recovering metals from ores and waste materials. *Current Opinion in Biotechnology* 30: 24–31. VERIFIED DOI · 被引 455
详情
替代:低品位硫化矿的冶炼 · 范围:基本金属开采 · 证据:铜为高
化学问题#
冶炼硫化矿释放SO₂、砷、铅和镉颗粒物,并消耗大量能源。诺里尔斯克工业区曾是全球最大的SO₂点源之一,冶炼污染在其周边造成大片死林。低品位矿和废石堆根本无法经济地冶炼。
产品概览#
堆浸和废石堆生物浸出:破碎的低品位矿石筑堆,以酸性溶液喷淋。本土嗜酸微生物氧化硫化物,把铜释放进溶液。铜经**溶剂萃取-电积(SX-EW)**回收为纯阴极铜,全程无冶炼。
- 智利:埃斯孔迪达(硫化矿生物浸出)等大型作业和许多次生硫化矿堆。全球约10–20%的铜由生物辅助湿法冶金生产(估计不一)。
- 镍:芬兰Talvivaara/Terrafame生物堆生产镍和锌(早期曾发生重大环境事故,是水管理的教训)。
- 尾矿和废石堆再处理(采矿废弃物的循环经济用途)。
活性成分 / 组成#
本土嗜酸菌(Acidithiobacillus、Leptospirillum、Sulfobacillus,高温下为古菌)、酸、曝气。
关键事实#
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 类别 | 工业生物湿法冶金 |
| 时间 | 每堆数月至数年 |
| 产品 | 经SX-EW的LME级阴极铜 |
| 空气排放 | 无冶炼排放 |
优势#
- 从本会被弃置或倾倒的低品位矿和废石中回收金属。
- SO₂和重金属空气排放大幅降低。
- 对合适矿石,每吨能耗更低。
作用方式#
微生物氧化Fe²⁺和硫,再生三价铁和酸,溶解铜硫化物(辉铜矿、铜蓝;黄铜矿较慢)。
应用#
| 矿石 | 措施 | 要点 |
|---|---|---|
| 次生铜硫化物(辉铜矿) | 堆浸生物浸出+SX-EW | 曝气、制粒团矿 |
| 原生黄铜矿 | 嗜热堆浸生物浸出(开发中/部分) | 动力学慢 |
| 老废石堆/尾矿 | 生物浸出回收+稳定化 | 管理得当可长期减少酸性排水 |
局限#
- 含酸富金属溶液必须被容纳(防渗层完整性、水量平衡)。失效即污染(Talvivaara的教训)。
- 黄铜矿(最常见的铜矿物)浸出缓慢。
- 不能取代所有冶炼。
替代证据——D2:可度量的替代(少数份额)#
**评估(人工复核):**约20%的世界铜由生物浸出提取;智利铜的约10%(同行评审);浸出来源的SX-EW占精炼铜17.4%(ICSG 2024)。反例:转为精矿生产后,Andacollo的阴极产量下降98%。
经验证数字（数字出自被引原句，且该句见于来源页面）：
- 替代——在智利,转向氯化物浸出和精矿生产的转变,使可归因于生物浸出的铜阴极产量急剧下降,一个具体场址的例子显示降幅达98%。(智利,2016–2022年期间;同行评审:link.springer.com)
- 替代——溶剂萃取-电积(SX-EW)技术的采用,使浸出矿石生产的精炼铜从1960年代末占全球产量的不足1%增至2024年的17.4%。(全球,2024;政府或政府间:icsg.org)
- 替代——据估计,2010年智利SX-EW铜产量中高达42%可归因于生物浸出。(智利,2010;同行评审:link.springer.com)
- 替代——如今,智利铜产量的10%由生物浸出作业贡献。(智利,2016;同行评审:mdpi.com)
供应商——真实的产品与服务（来自供应商索引）#
**如实发现(2026-09-30更新):索引现有一家堆浸供应商——Mintek,其MinBind粘结剂正是面向低品位矿石的堆浸渗透性产品。**服务层面的空缺已闭合;专门的铜/镍堆浸生物浸出工厂运营商仍然缺位。
以下为供应商索引中的在营企业——其自身卡片（简介 / 官网）列明了该产品或服务；2026年9月30日 按关键词匹配，并经人工核对卡片文本。列入本表不构成推荐；证据、联系方式与状态请查看各企业卡片。
**更新（2026年10月2日）：**新的美国与加拿大数据集补充了该产品——见下方标注 NA 的行。非洲/中东、拉美和亚洲的区域空缺如上所述仍然存在。
**更新（2026年10月5日）：**新的欧洲数据集补充了该产品——见下方标注 欧洲 的行。其他区域的空缺如上所述仍然存在，除非相应行另有说明。
| 公司 | 地区 · 国家 | 索引信息 | 卡片 | | Mintek | 非洲/中东 · 南非 | 堆浸生物浸出;改善低品位矿石堆浸渗透性和稳定性的MinBind无机粘结剂;镍列于优先商品 | 卡片 | | Endolith | 北美 · 美国 | AI引导的微生物群落,提升低品位矿石的铜提取率 | 卡片 | | Universal Bio Mining, LLC | 北美 · 美国 | 金和铜的生物浸出工艺 | 卡片 | | Terrafame | 欧洲 · 芬兰 | 镍锌矿堆浸生物浸出,产硫酸镍和硫酸钴 | 卡片 | | BiotaTec - Next Gen BioMining Centre | 欧洲 · 爱沙尼亚 | 面向低品位矿石的生物采矿技术开发与授权;塔尔图的试点生物反应器 | 卡片 |
政府资助信号#
针对特定技术的政府资助是先行指标：政府资助的，正是监管方想要替代、且已接近实际应用的技术。2026年9月27日 检索的数据库：EU CORDIS（FP7、Horizon 2020、Horizon Europe）、美国联邦资助（USAspending：USDA NIFA/ARS/APHIS/Forest Service、EPA、DOE、NOAA、USAID；另含 NSF 与 NIH）、英国 UKRI Gateway to Research、澳大利亚研究理事会。下列每项资助均经人工核对相关性。中国、巴西和印度见下方小节（论文中声明的资助）。未覆盖：俄罗斯（RSF、FASIE——研究环境无法访问）及上述数据库之外的国家机构。金额为数据库记录的资助方出资额（美国 NIH/UKRI：按项目或财政年度）。
**信号:强。**5项相关资助 · 总额约2270万欧元 · 辖区:澳大利亚、欧盟、美国。
| 资助方 / 计划 | 项目 | 牵头机构 | 起始年份 | 金额 | 链接 | | 欧盟委员会 — H2020 IA | NEMO:循环经济中低品位硫化采矿废物的近零废弃回收,生产关键金属、矿物和建材原料 | 芬兰技术研究中心Vtt Oy(芬兰) | 2018 | 12,407,295欧元 | 链接 | | 欧盟委员会 — H2020 RIA | BioMOre:以生物技术从深部矿床萃取金属的新采矿概念 | Kghm Polska Miedz Sa(波兰) | 2015 | 8,564,962欧元 | 链接 | | 美国联邦 — 能源部 | 从黏土中回收锂的生物浸出方法 | Cemvita Factory Inc(美国) | 2022 | 1,347,265美元 | 链接 | | 美国NSF — SBIR二期 | SBIR二期:黄铜矿的新型一体化生物浸出工艺——冶炼的替代 | Little Bear Laboratories Inc(美国) | 2000 | 322,708美元 | 链接 | | 澳大利亚研究理事会 — Linkage Projects | 热带系统的铜生物浸出。本项目聚焦黄铜矿生物浸出,从目前次经济……的矿源回收铜 | 昆士兰大学(澳大利亚) | 2014 | 317,153澳元 | 链接 |
中国、巴西、印度——论文中声明的国家级研究资助#
中国、巴西和印度的资助机构没有可从本环境访问的公开资助数据库，因此这里统计2015 年以来声明获得国家政府资助的论文数，取自出版商提交给 Crossref 的资助编号。仅计入标题含本文关键术语的论文（保守的下限估计；“100+” 表示检索窗口已满）。它反映研究资助强度，而非预算规模。资助机构：中国——NSFC、国家重点研发计划、国家现代农业产业技术体系；巴西——CNPq、CAPES、FAPESP、Embrapa、FAPEMIG；印度——DBT、DST、ICAR、SERB、CSIR、BIRAC。分国评级：强 ≥50 篇 · 中 10–49 篇 · 弱 1–9 篇。
| 国家 | 获资助论文（2015–2026） | 信号 | 主要资助机构（资助声明） | 示例：资助 → 获资助论文 | | 中国 | 159+ | 强 | NSFC(189)、国家重点研发计划(18) | NSFC 51674231 → Competitive Growth of Sulfate-Reducing Bacteria with Bioleaching Acidophiles for Bioremediation of Heap…(2020)doi | | 巴西 | 21 | 中 | CNPq(18)、CAPES(15)、FAPESP(11) | CNPq 305890/2010-7 → Simulating the main stages of chalcopyrite leaching and bioleaching in ferrous ions solution: An…(2016)doi | | 印度 | 15 | 中 | SERB(6)、DST(4)、DBT(4) | DBT BT?PR7454/BCE/8/949/2012 → Bioleaching of Manganese from mining waste materials(2018)doi |
科学证据#
- Brierley CL, Brierley JA (2013). Progress in bioleaching: part B: applications of microbial processes by the minerals industries. Applied Microbiology and Biotechnology 97: 7543–7552.
- Watling HR (2006). The bioleaching of sulphide minerals with emphasis on copper sulphides — a review. Hydrometallurgy 84: 81–108.
- Johnson DB (2014). Biomining — biotechnologies for extracting and recovering metals from ores and waste materials. Current Opinion in Biotechnology 30: 24–31.
生物经济价值#
微生物无需冶炼即可把废石变为金属——电气化所需的“低碳金属”的关键生物技术路线。