生物浸出是用細(xì)菌等微生物從固體中浸出金屬離子，有速率快、浸出率高等特點(diǎn)。氧化亞鐵硫桿菌是一類在酸性環(huán)境中加速 Fe²⁺氧化的細(xì)菌，培養(yǎng)后能提供 Fe³⁺，控制反應(yīng)條件可達(dá)細(xì)菌的最大活性，其生物浸礦機(jī)理如圖1。

（1）氧化亞鐵硫桿菌生物浸出 ZnS礦。
①反應(yīng)2 中有S單質(zhì)生成，離子方程式是

2Fe³⁺+ZnS=2Fe²⁺+S+Zn²⁺

2Fe³⁺+ZnS=2Fe²⁺+S+Zn²⁺

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②實(shí)驗(yàn)表明溫度較高或酸性過強(qiáng)時(shí)金屬離子的浸出率均偏低，原因可能是

溫度較高或酸性過強(qiáng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌的活性降低或者失去活性，金屬離子的浸出率均偏低

溫度較高或酸性過強(qiáng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌的活性降低或者失去活性，金屬離子的浸出率均偏低

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（2）氧化亞鐵硫桿菌生物浸出廢舊鋰離子電池中鈷酸鋰（LiCoO₂）與上述浸出機(jī)理相似，發(fā)生反應(yīng)1和反應(yīng)3：LiCoO₂+3Fe³⁺═Li⁺+Co²⁺+3Fe²⁺+O₂↑
①在酸性環(huán)境中，LiCoO₂浸出Co²⁺的總反應(yīng)的離子方程式是

4LiCoO₂+12H⁺

細(xì)菌

4Co²⁺+O₂↑+4Li⁺+6H₂O

4LiCoO₂+12H⁺

細(xì)菌

4Co²⁺+O₂↑+4Li⁺+6H₂O

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②研究表明氧化亞鐵硫桿菌存在時(shí)，Ag⁺對(duì)鈷浸出率有影響，實(shí)驗(yàn)研究 Ag⁺的作用。取 LiCoO₂粉末和氧化亞鐵硫桿菌溶液于錐形瓶中，分別加入不同濃度 Ag⁺的溶液，鈷浸出率（圖 2）和溶液 pH（圖 3）隨時(shí)間變化曲線如下：
圖2不同濃度Ag⁺作用下鈷浸出率變化曲線圖3不同濃度Ag⁺作用下溶液中pH變化曲線
Ⅰ．由圖2和其他實(shí)驗(yàn)可知，Ag⁺能催化浸出Co²⁺，圖2中的證據(jù)是

加入銀離子明顯提高了單位時(shí)間內(nèi)鈷浸出率，即提高了鈷離子的浸出速率

加入銀離子明顯提高了單位時(shí)間內(nèi)鈷浸出率，即提高了鈷離子的浸出速率

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Ⅱ．Ag⁺是反應(yīng) 3 的催化劑，催化過程可表示為：反應(yīng) 4：Ag⁺+LiCoO₂═AgCoO₂+Li⁺
反應(yīng) 5：……
反應(yīng)5 的離子方程式是

AgCoO₂+3Fe³⁺═Ag⁺+Co²⁺+3Fe²⁺+O₂↑

AgCoO₂+3Fe³⁺═Ag⁺+Co²⁺+3Fe²⁺+O₂↑

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Ⅲ．由圖3可知，第3天至第7天，加入Ag⁺后的pH均比未加時(shí)大，結(jié)合反應(yīng)解釋其原因：

加入銀離子催化了反應(yīng)3，使得LiCoO₂浸出的總反應(yīng)的反應(yīng)速率加快，相同時(shí)間內(nèi)消耗氫離子增多，所以加入Ag⁺后的pH均比未加時(shí)大

加入銀離子催化了反應(yīng)3，使得LiCoO₂浸出的總反應(yīng)的反應(yīng)速率加快，相同時(shí)間內(nèi)消耗氫離子增多，所以加入Ag⁺后的pH均比未加時(shí)大

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