混合嗜酸硫杆菌浸出低品位磷矿的正交实验研究

以某矿酸性矿土中分离的嗜酸氧化亚铁硫杆菌和嗜酸氧化硫硫杆菌形成的混合菌为浸磷菌种、黄铁矿为能源物质、无磷无铁9K培养基为浸矿培养基,对混合菌浸出低品位磷矿石(w(P2O5)为22.8%)的浸磷条件进行了单因素优化和正交实验研究.结果表明,最优浸磷的适宜条件是,矿浆浓度为15 g/L,菌种体积浓度为15%,初始pH值为1.5,磷的浸出率为51.07%.     

微生物浸出低品位软锰矿过程中H~+和Fe~(3+)对反应过程的影响

对微生物浸出低品位软锰矿进行研究。研究结果表明:在MnO2-FeS2-H2SO4细菌浸出体系下,pH为1.6和1.8时,细菌作用明显,Fe3+对MnO2-FeS2-H2SO4的嗜酸氧化亚铁硫杆菌浸出过程具较好的催化作用。一定浓度的H+使黄铁矿表面更容易氧化,但H+浓度过高或过低都不利于表面反应进行;Fe3+可以降低黄铁矿的氧化还原电位,促进了软锰矿的还原浸出;微生物浸出过程中存在MnO2-FeS2接触反应模型和MnO2-FeS2-H2SO4的细菌浸出催化模型,其中不同反应阶段存在着不同的模型反应方式。     

低品位镍磁黄铁矿镍浸出特性及回收方法

对我国某高硅低品位镍磁黄铁矿进行直接酸浸、焙烧--酸浸和细菌浸出比较,并考察硫酸用量及氧化亚铁硫杆菌对浸出率的影响.以稻壳为硫酸盐还原菌固定化载体构建连续上升流固定填充床反应器,以连续上升流方式处理浸出液.结果表明:焙烧使矿物发生烧结,镍被包裹,不利于浸出;细菌浸出Ni2+浸出率为92.16%,质量浓度可达973.22 mg·L-1·T·f.菌在矿物表面形成生物膜,直接与矿物发生作用使矿物溶解,将浸液中Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+进一步溶解矿物·浸出液以2200~3600 mL·L-1·d-1的速率经过反应器,Ni2+以NiS的形式吸附于稻壳上,回收率在98%以上,使原矿中NiO质量分数由1.69%上升至稻壳中的11.84%.浸液中98%的Mg2+留在溶液中,利于金属分离.     

嗜铁钩端螺旋菌对黄铁矿浸出的影响

以嗜铁钩端螺旋菌(L.ferriphilum)为实验菌株,考察不同矿浆浓度、接种量、初始pH和初始Fe3+浓度对黄铁矿浸出的影响。试验结果表明:提高矿浆浓度和初始Fe3+浓度会降低黄铁矿浸出率;增大接种量和降低初始pH有利于黄铁矿浸出;在浸出试验过程中定期调整pH,浸出几天后,由于黄钾铁矾生成,不利于黄铁矿浸出;在浸出过程中,生成的黄钾铁矾以结晶颗粒的形式覆盖在黄铁矿表面,表明L.ferriphilum浸出黄铁矿的机制以间接作用为主。     

不同能源物质对At.f菌浸出低品位铜尾矿的影响

以嗜酸氧化亚铁硫杆菌LD-1菌株(At.f LD-1)为研究对象,研究硫酸亚铁、硫代硫酸钠和黄铁矿3种能源物质对At.f LD-1菌株浸出低品位铜尾矿浸出体系及铜浸出效率的影响.研究结果表明:At.f LD-1菌株浸出铜尾矿初期加入适量的硫酸亚铁、硫代硫酸钠、黄铁矿均能提高铜的浸出效率,其中以硫代硫酸钠的效果最为显著;初始加入二价铁质量浓度为5 g/L时浸出效果较好,46d铜浸出率达35.00%,与不加硫酸亚铁的相比提高13.63%;硫代硫酸钠中S质量浓度为1 g/L时浸铜效果最好,46d铜的浸出率达到38.10%,与不加硫代硫酸钠的相比提高23.70%;加入黄铁矿对提高铜浸出率也能起到促进作用,浸出46d后铜浸出率达34.17%,与不加黄铁矿时相比提高11.00%.     

Triton X-100对氧化亚铁硫杆菌氧化活性及浸出黄铜矿的影响

为提高黄铜矿的微生物浸出效果,研究了非离子表面活性剂Triton X-100对氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)氧化Fe2+和S0的活性以及浸出黄铜矿的影响,并采用XRD对浸出后的产物进行了表征.结果表明,Triton X-100对氧化亚铁硫杆菌氧化Fe2+有一定的抑制作用,而对氧化S0则显现出促进作用;Triton X-100可显著改善黄铜矿的微生物浸出效果,当其质量浓度为30 mg·L-1时,黄铜矿中铜的浸出率提高了52.15%.Triton X-100的加入提高了氧化亚铁硫杆菌对黄铜矿浸出过程中间产物硫的生物利用性和消解作用,从而提高了浸出体系中细菌浓度和Fe3+浓度,进而促进了黄铜矿的溶解.     

Acidiphilium属菌DX-A的分离鉴定及其浸矿功能

从江西德兴铜矿酸性矿坑水中分离得到1株嗜酸细菌(命名为DX-A),该菌株为革兰氏阴性菌,短杆状,菌体宽×长为(0.45~0.55)μm×(1.1~2.1)μm,最适生长pH为3.5,最适生长温度为30℃。该菌能利用FeCl3及多种硫化矿和葡萄糖等多种有机物进行生长,但是不能利用FeSO4进行生长,因而该菌为兼性异养型细菌。构建该菌的系统发育树,研究表明:菌株DX-A与Acidiphilium sp.PK46(AY765995)位于系统发育树的同一分支中,相似度为99%;菌株DX-A分别浸出黄铁矿和铁闪锌矿28 d后,含菌摇瓶中Fe2+与Zn2+的质量浓度分别可达到2.36g/L和2.47 g/L,而对照组中Fe2+与Zn2+的质量浓度分别为0.60 g/L和0.39 g/L;菌株DX-A和A.ferrooxidansATCC23270混菌分别浸出黄铁矿和铁闪锌矿比A.ferrooxidans ATCC23270单菌浸出效果分别高2.7%和10.3%,表明该菌能够浸出黄铁矿和铁闪锌矿并能促进自养菌的浸矿,为进一步研究异养菌促进自养菌浸矿提供了依据。     

某铀矿石微生物浸出性能及影响因素研究

为评估微生物浸出某铀矿石的应用前景,设计正交实验,在不同初始pH值、接种量、浸出时间和固液比条件下,分别开展了嗜铁钩端螺旋菌、嗜酸氧化亚铁硫杆菌和嗜酸喜温硫杆菌浸出某铀矿石的研究。三株微生物对某铀矿石的最高浸出率均高于97%。浸出过程中,微生物浸出体系的pH值均呈下降趋势,Eh值均呈上升趋势。初始pH值、接种量、浸出时间和固液比四个因素对三株微生物的浸出均有影响,但对不同微生物浸铀的影响存在区别。影响嗜铁钩端螺旋菌浸出的主要因素是接种量,而嗜酸氧化亚铁硫杆菌和嗜酸喜温硫杆菌的浸出主要受初始pH值的影响。     

氧化亚铁硫杆菌耦合砷黄铁矿还原浸出软锰矿

将氧化亚铁硫杆菌(T.f)用于砷黄铁矿与软锰矿共同浸出,设置无菌体系作为对照,提出有氧和无氧条件下Fe As S-Mn O2的反应模型。研究结果表明:氧化亚铁硫杆菌对砷黄铁矿还原浸出软锰矿具有明显的催化作用,在砷黄铁矿与软锰矿的质量比为1:3.6、反应p H为1.8的最优条件下,有菌体系下锰的浸出率达99%,后续金的氰化浸出率达95%以上;Mn2+会抑制细菌的生长,当ρ(Mn2+)≥30 g/L时,Mn2+对细菌有致死作用;从软锰矿与砷黄铁矿的循环伏安曲线可看出两矿均有明显的氧化还原峰,且在有菌的条件下两矿的电化学活性要远远比无菌条件下的强;T.f菌的作用机理是催化Fe2+和Fe3+的相互转化。     

黄铁矿促进黄铜矿微生物浸出影响因素

采用摇瓶实验,以氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,At.f)浸出黄铁矿--黄铜矿,重点研究了基础培养基、矿物配比和粒度组成等因素的影响.黄铁矿能促进黄铜矿的微生物浸出,以采用无Fe 9K培养基效果较好,它对应铜浸出率是9K培养基的1.68倍;采用宽粒级矿物时铜浸出效果较好,且铜浸出率与黄铁矿和黄铜矿的质量比有关,当质量比为2∶2时铜浸出率最高可达45.58%;黄铁矿含量大小是影响铜浸出率高低的实质,当质量比小于等于5∶2时以At.f菌的氧化作用为主,当质量比为10∶2时以硫化矿间的原电池效应为主.浸渣的X射线衍射分析表明,采用无Fe 9K培养基时浸渣中生成的钝化物黄钾铁矾较少,故黄铁矿可以很好地替代9K培养基中的FeSO4,并能与黄铜矿形成原电池效应,从而促进铜的浸出.     

含砷低品位硫化铜矿生物柱浸实验

介绍了含砷低品位硫化铜矿柱浸实验研究方法、装置和结果.实验在八根有机玻璃柱浸系统中进行,考察了细菌种类、矿石粒度、供氧条件及浸出周期等参数对浸出率的影响.结果表明,在-12mm粒度下,采用Z08090-O菌株浸出,浸出167d,铜浸出率为80.75%.对含大量黄铁矿且耗酸脉石少的矿石,酸的累积降低了采用普通驯化浸矿菌的铜浸出率,但采用激光诱变获得的耐低pH值浸矿菌,能够保持高效的铜浸出率.     

Enhancement of Au-Ag-Te contents in tellurium-bearing ore minerals via bioleaching

The purpose of this study was to enhance the content of valuable metals, such as Au, Ag, and Te, in tellurium-bearing minerals via bioleaching. The ore samples composed of invisible Au and Au paragenesis minerals (such as pyrite, chalcopyrite, sphalerite and galena) in combination with tellurium-bearing minerals (hessite, sylvanite and Tellurobismuthite) were studied. Indigenous microbes from mine drainage were isolated and identified as Acidithiobacillus ferrooxidans, which were used in bioleaching after adaption to copper. The effect of the microbial adaption on the bioleaching performance was then compared with the results produced by the non-adaptive process. The microbial adaption enhanced the Au-Ag-Te contents in biological leaching of tellurium-bearing ore minerals. This suggests that bioleaching with adapted microbes can be used both as a pretreatment and in the main recovery processes of valuable metals.     

Bio-oxidation of pyrite, chalcopyrite and pyrrhotite by Acidithiobacillus ferrooxidans

This paper deals with the bio-oxidation processes by Acidithiobacillus ferrooxidans of pyrite, chalcopyrite and pyrrhotite. Our experimental results show distinctive bio-oxidation characteristics for the three sulfide minerals. In the presence of A. ferrooxidans, the sulfide oxidation rates generally decrease in the order of pyrrhotite, chalcopyrite and pyrite. The pH during bio-oxidation of pyrite tends to decrease as a whole, whereas a rise-fall pattern was recorded for both chalcopyrite and pyrrhotite in their pH variations. No deposition was observed during the bio-oxidation of pyrite, suggesting a possible link to lower pH value in the process. However, large amounts of jarosite and element sulfur were determined in the bio-oxidation processes of chalcopyrite and pyrrhotite. A. ferrooxidans individuals were found directly as attachments to erosion pits on the smooth surface of pyrite. The erosion pits are similar to the bacterium in shape and length, and thus are probably products of dissolution of organic acid secreted by the cells on the mineral surface. More complicatedly, biofilm exists on the surfaces of chalcopyrite and pyrrhotite. This type of structured community of A. ferrooxidans is enclosed in the extracellular polymeric substances (EPS), and covered with the deposition generated in the bio-oxidation processes of chalcopyrite and pyrrhotite. Different bio-oxidation processes of pyrite, chalcopyrite and pyrrhotite may be linked mainly to characteristics of individual minerals and the pH in the reaction solution of the bio-oxidation system.     

某铀矿细菌菌群柱浸过程中的硫强化作用及其机理分析

评估了由Acidithiobacillus ferrooxidans, Acidithiobacillus thiooxidans和Leptospirillum ferriphilum组成的混合菌群在柱式反应器中浸出某复杂铀矿的硫强化作用及其可行性。在77 d细菌柱浸过程中,硫强化(8 g/kg)后,铀的浸出率达到了约83.61%,与对照组相比,增加了10%。利用扫描电镜和X射线荧光光谱仪对矿渣进行了表征,结果表明硫强化后的矿渣表面有细菌侵蚀的痕迹且孔隙度增大。细菌群落分析表明,硫强化后浸出液中的优势种群从Leptospirillum ferriphilum转变为Acidithiobacillus ferrooxidans,且Leptospirillum ferriphilum在下层矿石表面占比从强化前的4.3%增加到了40.74%,和Acidithiobacillus thiooxidans保持了较好的平衡。此外,动力学分析表明,铀矿细菌柱浸动力学模型更遵循了通过中间产物层控制的内部扩散模式,且硫强化能够增强铀的浸出动力学。最后,建立了一个与细菌群落和化学反应相关联的硫强化生物浸铀的机制模型。     

氧化亚铁硫杆菌中磁小体形成相关基因mpsA在不同铁源刺激下的差异表达

为研究氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)在胞内形成的电子致密的磁性颗粒的相关基因,对氧化亚铁硫杆菌标准菌株ATCC23270的全基因组的生物信息学进行分析,在ATCC23270的全基因组上查找与趋磁细菌中mpsA基因的同源基因ORF1622,并对其进行保守结构域、氨基酸序列比对以及蛋白质同源性分析.利用反转录PCR技术从转录水平研究mpsA基因在硫培养条件下分别用20 mmol/L FeCl_3和FeSO_4·7H_2O刺激时的差异表达以验证它们在磁小体形成过程中的作用.研究结果表明:ORF1622编码的蛋白含有PRK05724结构域,与mpsA序列相同度为48%,与acetyl-CoA carboxylase carboxyltransferase subunit alpha同源;氧化亚铁硫杆菌中的mpsA基冈在转录层面的表达与亚铁有直接关系,并且氧化亚铁硫杆菌仅在亚铁培养下生成磁小体,因此,它与氧化亚铁硫杆菌中磁小体的形成相关.     

土著微生物对尾矿中重金属的淋滤研究

生物淋滤对尾矿的重金属污染处理的效果已经得到了广泛的认可.在对酸性尾矿中的土著氧化硫硫杆菌以及氧化亚铁硫杆菌进行分离以及加富培养的基础上,分别运用单一菌种以及混合菌种对尾矿样本进行淋滤处理.通过12 d的淋滤实验,实验室结果表明,分离出的氧化亚铁硫杆菌以及氧化硫硫杆菌等土著微生物具有较高的利用价值.同时实验表明,在采用...     

一株嗜酸氧化亚铁硫杆菌的鉴定及浸矿性能

从西藏甲玛某多金属矿的酸性矿坑水中分离获得一株浸矿细菌(命名为XZ).该菌为革兰氏阴性菌,短杆状,菌体长约1~1.5μm,直径约0.5μm,两端钝圆,能够氧化Fe~(2+)和单质硫,最适生长pH为2.0,最适生长温度为30℃,经过对其生长特性进行研究及16S rRNA基因测序鉴定其为一株嗜酸氧化亚铁硫杆菌.利用XZ菌对西藏某低品位铜矿角岩矿进行了摇瓶浸出试验研究,结果表明,在接种量体积分数为10%,矿浆质量分数为10%,矿石粒度为-45μm占100%,培养温度30℃,振荡强度160 r/min的浸出条件下,经过15 d,Cu~(2+)的浸出率达72.15%.     

Zinc bioleaching from an iron concentrate using Acidithiobacillus ferrooxidans strain from Hercules Mine of Coahuila,Mexico

The iron concentrate from Hercules Mine of Coahuila,Mexico,which mainly contained pyrite and pyrrhotite,was treated by the bioleaching process using native strain Acidithiobacillus ferrooxidans (A.ferrooxidans) to determine the ability of these bacteria on the leaching of zinc.The native bacteria were isolated from the iron concentrate of the mine.The bioleaching experiments were carried out in shake flasks to analyze the effects of pH values,pulp density,and the ferrous sulfate concentration on the bioleaching process.The results obtained by microbial kinetic analyses for the evaluation of some aspects of zinc leaching show that the native bacteria A.ferrooxidans,which is enriched with a 9K Silverman medium under the optimum conditions of pH 2.0,20 g/L pulp density,and 40 g/L FeSO4,increases the zinc extraction considerably observed by monitoring during15 d,i.e.,the zinc concentration has a decrease of about 95% in the iron concentrate.