20世纪初有一件奇特的事情引起了科学家们的注意：在美国和墨西哥已经开采完且被水淹没的旧铜矿中，分别发现了大量的铜！它们是从哪里来的呢？是被人放进去的还是自己跑进去的？全不可能啊！于是科学家们猜想可能是废矿渣中残留的铜在某种因素的影响下析了出来。

经过进一步的观察和研究发现，这些铜确实来自于旧矿渣，而把它们从旧矿渣中请出来也不是别人，正是一类对铜有着特别喜好的嗜硫细菌。

这些细菌在矿井中残存的含铜硫化物表面生长繁殖，以铜的硫化物（黄铜矿）为食帮助自身的代谢，同时促使铜从含铜的硫化物中游离出来，富集到一起，便导演了使废矿“死而复生”的奇迹。

以上这一发现帮了冶金业的大忙。科学家们也由此认为，细菌是可以帮助人们进行采矿和提炼金属的，并把着眼点集中于比铜值钱得多的金等稀有贵重金属上。

把含有金属硫化物的废矿渣浸泡在含有嗜硫细菌的水中，就可以达到提炼金属的目的。到哪儿去找含有细菌的水呢？其实利用废矿井中的污水即可解决问题。废水+废渣=贵重金属，这就是细菌采矿的巨大优越性，由此也解决了人们多年以来未解决的矿渣再提炼的难题。

由于发现了细菌在采集、提炼金属方面的特殊功效，从而导致了一种新兴的冶金工业——生物冶金业的发展。利用微生物发酵工程，人工制取大量的细菌浸提剂，用它来喷淋堆放在浸提池中的矿石，溶解矿石中的有用成分，然后再从收集的浸提液中分离、浓缩和提纯有用的金属。这种方法也称为湿法冶金技术。利用这一技术，可以在低品位的矿石中提取包括金、银、铜、铀、锰、钼、锌、钴、钪等在内的十几种贵重金属和稀有金属。

目前生物冶金技术已在提取低品位、难处理矿石中的金属方面得到大规模的应用，提取的金属包括铜、金、镍、锌、钴、铀等。由生物冶金生产的铜、金、铀已经分别占世界总产量的15%、25%和13%，未来的生物冶金技术在矿业中的应用会越来越广。

我国微生物浸矿的研究始于20世纪60年代。那时中科院微生物研究所对铜官山铜矿进行了试验研究，后因种种原因而一度中止。20世纪70年代初，在湖南711铀矿进行了处理量为700吨贫铀矿石的细菌堆浸扩大试验。核工业北京化工冶金研究院在抚州铀矿厂进行半工业细菌堆浸试验回收铀1 142.14千克。2000年我国第一座规模为年产50吨的难浸金精矿生物氧化—氰化提金车间在烟台市黄金冶炼厂正式投产，这标志着我国细菌氧化技术在难处理金矿提金工艺中已经从科研阶段转向了正式工业生产。

在铜矿开采中，1997年5月，德兴铜矿采用细菌堆浸技术处理含铜0.09%～0.25%的废石，建成了日生产能力2 000吨的湿法铜厂。福建紫金铜矿已探明的铜金属储量为253万吨，属低品位含砷铜矿，铜的平均品位为0.45%，含砷0.37%。该矿采用生物堆浸技术浸出铜，并建成了年产300吨阴极铜的试验厂，目前正在进行年产20 000吨阴极铜的微生物堆浸厂建设的前期工作。

用于浸矿的细菌有几十种，按其生长的最佳温度可以分为3类：中温菌（20～40℃）、中等嗜热菌（40～60℃）和高温菌（大于60℃）。它们可以同时把铁和硫作为能源，但一些原核生物却只能氧化其中之一作为能源。

铀的浸沥工艺比较特殊，采用的是原位开采技术，不是把铀矿挖到地面上来，利用菌液浸渍，而是把菌液经地下井浸滤金属，再将液体抽回到地面，回收金属。这种“地下液体冶金”的方法，最早应用于加拿大铀矿，而且是被偶然发现的。1960年，加拿大的一个铀矿在开采两年之后，发现天然地下水中有大量溶解的铀，结果在1962年的一年中，他们从这种地下水中回收到的氧化铀竟达到了1.3万千克。这种工艺还有一个优点，就是对地表面的破坏最小且成本较低，对深层的或含量少的矿石开采起来也很容易。

目前，只有铜和铀的开采规模比较大。回收铜的方法一般是用地表堆集法。采用这种方法铜的浸出周期比较长，但浸出规模非常大，可达几十亿吨，经济效益很明显。美国在矿山山谷兴建的堆浸设施，可容纳40亿吨矿石，回收价值上百万英镑的铜。世界上的20个大矿山，每年用细菌浸出的铜可达数十万吨！

铀矿的浸出虽不像铜那样广泛，但由于核电站的需要，许多国家的采矿公司积极从贫铀矿和废铀矿中回收铀。从1977年起，加拿大每天要用细菌法处理铀矿3 000吨。在国际原子能机构的协助下，英、美、加等国组成了国际性科研协作组，分工开展研究工作。

美国还有70多亿吨硫化矿床，平均含镍0.2%，采用细菌浸出方法后，不但可以回收价值600亿美元的镍，还能回收1.8亿千克的钴，价值100亿美元。(www.daowen.com)

利用微生物浓缩废水中的金属也是件一举两得的好事。第一可以回收金属，物尽其用；第二可以消除金属造成的污染。微生物为什么会浓缩废水中的金属呢？原来，微生物能使金属结合在自己的表面，再进入细胞内，越吸越多，自然就起到了浓缩的作用。

美国田纳西州橡树岭的国家实验室证明，微生物能从工业废水中消除重金属，如钴、镍、银、金、铀、镨，利用这种方法从稀溶液中回收金属是可行的，常见的面包酵母菌就能积累占细胞总重量20%的铀。而采用非生物方法则成本高，不经济。

生物工程还可用于从海水中提取铀，这和从废水中提取金属的道理相同。

著名的要数联邦德国里希核子研究所的生物浓集法，这是将蓝藻和绿藻经过专门培养，再放入海水中进行浓集铀。这种方法藻类浓集铀的速度极快，有广阔的发展前景。

本世纪以来，国外细菌冶金和精矿浸出研究日益活跃，其目标是既要回收贵重金属，又要除去精矿中的杂质。另外，工艺和设备以及在挑选更合格的细菌方面的研究也都取得了骄人的成绩。

比较成熟的生物工程再生能源技术有微生物三级采油法。常规的开采工艺对地下油层中60%左右黏滞性强的油束手无策，过去常常把含有这种油的旧井宣判为“废井”，但现在采用生物工程新工艺，实现了“微生物三级采油”，即可较彻底地开发这一宝贵资源。

利用两种真菌使煤降解为液体，实现煤液化的技术突破。1985年美国研究出利用厌氧细菌提硒技术，用一种厌氧细菌从铀矿废水中回收硒的新技术，已取得明显成效。

据中南大学邱冠周教授介绍，使用微生物冶金技术将会提高矿产资源利用率两倍以上。以铜为例，中国铜的保有储量为6 917万吨，传统的采选冶技术资源开发率只有28%左右，而利用微生物冶金技术开发率则接近100%，等于实际可利用铜将增加数千万吨。

目前，世界上微生物冶金技术已在铜、金、铀的提取方面有所应用，国外微生物冶金处理的对象主要是次生矿和氧化矿。中国在这方面才刚刚起步，由于国内90%为复杂低品位原生硫化矿，因此这一技术的应用前景十分广阔。

生物冶金技术引起了业界和国家有关部门的高度重视。一座年产5 000吨、年创经济价值9 000万元的示范工程正在广东金雁铜业公司兴建。微生物冶金过程反应温和、环境友好，不产生传统选冶过程所产生的废气、废渣和废水污染，可以显著地改善生态环境。尤其重要的是将矿产资源利用率提高了34倍，由此可使我国实际可利用的铜金属量从1 431万吨增加至4 150万吨以上。

生物冶金技术在经济可行性上可有效地与焙烧技术竞争，可以相信在不久的将来生物冶金技术可很好地得到应用。采矿项目中环境因素占有很大比重，这又可以加速生物冶金技术的应用，因为该技术的产品或为沉淀物或为想获得的金属。生物浸出技术充分利用了自然有机体在控制的条件下对硫化物的加速递降分解。除了电积法过程有部分氧气参与外，并无有害气体和废弃物直接进入环境。该技术的环境优势是可节省审批时间，减少项目商业化从设计到投产的时间。

日益增加的有利于环境清洁的矿业加工技术是生物冶金技术商业化的强大动力。长期半工业化实验工厂的研究和独立的经济核算证明了其技术可行性和经济可行性。大规模示范工厂的建立也将证明这些发现，并将推动生物冶金技术在提取贱金属精矿方面走向商业化。

21世纪是生物技术的世纪，生物技术的发展与进步必将影响人类活动的各个领域，对冶金自然也会有进一步的渗透和影响。生物冶金技术为人类解决当今世界所面临的矿产资源和环境保护等诸多重大问题提供了有力的手段，显示出难以估计的巨大潜力。