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。     

金属硫化物矿物生物浸出过程中Fe~(3+)的作用

研究了氧化亚铁硫杆菌(简称T.f菌)对金属硫化物矿物生物浸出过程中Fe3+的作用·结果表明,在浸出的初始阶段,Fe3+的化学氧化作用是主要的;但在整个金属浸出过程中,Fe3+的化学氧化作用是很有限的;Fe3+对T.f菌有一定的抑制作用,降低了它们对液相中Fe2+的氧化能力;Fe3+及其沉淀使细菌在固体矿物颗粒表面的吸附量减少,降低了吸附细菌的活性,从而影响了细菌的直接氧化浸出作用·     

黄铁矿强化生物浸出低品位磷矿

进行了嗜酸氧化亚铁硫杆菌、嗜酸氧化硫硫杆菌与嗜酸氧化亚铁钩端螺旋菌的混合菌强化浸出低品位磷矿的实验研究.结果表明:由于试样中硫含量低,不利于该磷矿的生物浸出.提出了在浸矿体系中添加黄铁矿来强化浸出的措施.考察了细菌种类、磷矿与黄铁矿配比以及初始Fe2+质量浓度等参数对磷浸出率的影响.采用驯化菌浸出该磷矿,能获得最佳的浸出效果,其适宜的工艺参数为初始Fe2+质量浓度9g.L-1、磷矿与黄铁矿质量比1:2.5,经过20d浸出,磷的浸出率可达95%.     

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.     

氧化亚铁硫杆菌的诱变机理研究

研究氧化亚铁硫杆菌(T.f菌)的生长特性以及在紫外线作用下的诱变机理.用20 W的紫外灯对距离30 cm的T.f菌液照射300 s,每间隔15 s测量一次T.f菌液的氧化还原电势以及pH,分别绘制出其与时间的变化关系.紫外线照射240 s时,T.f菌的氧化还原电势和pH分别达到303 mV和1.98的最佳值.研究结果表明,经过紫外线诱变强化的T.f菌具有更好的生物刻蚀能力,氧化亚铁硫杆菌的细菌浓度和氧化活性有较大的提高,刻蚀加工的金属零件轮廓更清晰.     

干燥保存对氧化亚铁硫杆菌(Fe2+)氧化活性的影响

为了研究干燥保存条件对氧化亚铁硫杆菌生长活性的影响,对干燥环境下的细菌存活能力进行了研究.针对细菌吸附在滤膜表面,30℃时干燥保存的情况,测定了保存时间分别为30,90,250和366 d时细菌的Fe2 氧化活性.研究结果表明:干燥保存的氧化亚铁硫杆菌的Fe2 氧化活性随保存时间的延长而下降,细菌在9K培养基中生长停滞期延长;干燥保存细菌在9K培养基中经过短时间活化后,细菌的Fe2 氧化活性以及时硫化铜的氧化能力能够迅速恢复到干燥前的水平,说明在一定干燥保存时间内氧化亚铁硫杆菌的浸矿能力不会明显退化.这表明氧化亚铁硫杆菌具有较强的耐干燥特性,可以在室温下干燥保存氧化亚铁硫杆菌.     

酸性矿排水中微生物遗传多态性研究

酸性矿井水AMD（acidmine drainage）是由煤层和围岩中含有的硫化物（主要是黄铁矿FeS）,在化学氧化剂（O2,Fe3＋）[1]和氧化亚铁硫杆菌（Thiobacillus ferrooxidans,简称T.f菌）[2]作用下,发生氧化反应而形成的[3]。AMD的pH通常很低,严重的地方可达pH2.0,富含SO42-离子和Fe3＋离子,易浸出废矿石中的有毒元素,如铅、砷、铬、铜等以及氰化物[4],对矿业生产、生态环境造成严重危害,因而近几十年来,关于酸性矿井水的研究一直受到人们的关注。一般认为酸性矿井水的形成是氧化亚铁硫杆菌、Fe3＋和O2共同作用的结果,其中T.f菌起着决定性的作用。只有在分子水平上研究该菌种,才能对它的机理进行全面的了解。所以我们就以在分子学水平上研究嗜酸菌的DNA,进而对嗜酸菌的特性进行研究。     

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.     

活性炭对氧化亚铁硫杆菌氧化活性的影响

在氧化亚铁硫杆菌(T.f)培养过程中其他营养物质足量的情况下,考察了活性炭的质量浓度对T.f菌生长活性的影响,得到在不同活性炭质量浓度下细菌的生长曲线.结果表明:在一定范围内,活性炭对T.f菌的氧化活性具有一定的促进作用;当活性炭的质量浓度≤80g/L时,其对细菌氧化活性具有促进作用,且当其在60~80g/L范围内时,对细菌氧化活性的促进作用最大;但当活性炭的质量浓度≥100g/L时,细菌生长受到抑制.并通过考查无菌对照实验中ρ(Fe2+),ρ(Fe3+)随时间的变化,得出在活性炭的质量浓度≤80g/L时,其对Fe2+的氧化作用很小.     

氧化亚铁硫杆菌浸出废旧锂离子电池中钴酸锂的电化学行为

采用自制的粉末微电极,运用开路电位法、循环伏安法、线性扫描伏安法和Tafel法,通过有无氧化亚铁硫杆菌作用来对比研究钴酸锂细菌浸出过程的电化学行为。实验结果表明:在细菌的作用下,钴酸锂在较低电位条件下就能被氧化,在溶液中的腐蚀点电位为0.420 V、致钝电位为0.776 V、钝化电位为0.802 V。无菌条件下,由于钴酸锂氧化电流小,不产生钝化膜。钴酸锂细菌浸出阳极氧化过程的反应具有不可逆性,且反应速度受吸附电化学反应及扩散步骤混合控制。细菌在无菌和有菌条件下的氧化速率分别为1.544和1.634μA/cm2,细菌的加入使电子在钴酸锂电极、溶液界面之间的迁移阻力减小。     

浸矿细菌的超微结构及其特性

为了研究几种主要浸矿细菌的超微结构与功能的关系,确立浸矿细菌的表现型和基因型之间的关系,对3种主要浸矿细菌即氧化亚铁硫杆菌(T.f)、氧化硫硫杆菌(T.t)和氧化亚铁微螺菌(L.f)用扫描电镜和透射电镜进行观察,对其主要基本结构、外部结构和内部结构进行描述。研究结果表明:用硫粉为惟一能源的培养基培养浸矿细菌时,有典型的铁细菌氧化亚铁微螺菌(L.f)存在,说明L.f能在硫培养基中存活;在硫培养基中生长的浸矿细菌能够产生外膜泡,外膜泡与细菌的生物大分子物质向外运输、信号传导等有关,特别是与形成细菌与矿物之间的聚合桥相关;聚合桥的形成促进了吸附率的显著增加,从而使金属矿物的生物氧化率显著增加。     

氧化亚铁硫杆菌在废弃线路板粉末上的吸附及对Cu的浸出

利用氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans,T.f菌)浸出废弃线路板粉末中Cu,研究T.f菌在线路板粉末上的吸附,并通过对照试验比较浸出过程中吸附在线路板粉末上和游离于溶液中的T.f菌在浸出中的作用.结果显示,在6 h内,T.f菌在线路板粉末上的吸附达到平衡,吸附的T.f菌生物量占系统总生物量的72%￣82%,吸附T.f菌的作用在浸出中更为重要.     

细菌-矿物接触/非接触模式下黄铜矿浸出溶解行为

研究细菌-矿物接触模式及利用透析袋将细菌和矿物隔离的非接触模式下嗜酸氧化亚铁硫杆菌对黄铜矿浸出溶解的影响,并对黄铜矿浸出过程表面钝化的原因进行分析。研究结果表明:在细菌-矿物接触模式下,黄铜矿的浸出行为包括细菌对黄铜矿表面硫的催化氧化及细菌氧化Fe2+生成的Fe3+对黄铜矿在于氧化溶解;在细菌-矿物非接触模式下,黄铜矿主要通过细菌氧化Fe2+生成的Fe3+氧化浸出;浸出体系电位是影响黄铜矿浸出速率的主要因素,且较高的电位更有利于黄铜矿的浸出。比较细菌-矿物接触模式和细菌-矿物非接触模式,细菌-矿物接触模式比非接触模式更有利于提高浸出体系电位及氧化消除黄铜矿表面生成的硫膜,因而促进了黄铜矿的浸出;易于在较高电位下生成的黄钾铁矾沉淀是导致这2种模式下黄铜矿表面钝化的主要原因。     

氧化亚铁硫杆菌对矿山酸矿水中金属污染元素分布的影响

酸矿水是含硫化物矿石在表生条件下与水圈大气圈及微生物相互作用产生的，是环境污染的重要来源．安徽铜陵地区是长江中下游典型多金属矿集区之一，在长期开采过程中产生大量废矿石．地表条件下这些含硫化物的废矿石被氧化，产生对生态环境有严重影响的酸矿水．以鸡冠山矿山为例分析酸矿水中主要微量元素和氧化亚铁硫杆菌的分布特征及相互关系．研究表明，自然酸矿水中存在大量氧化亚铁硫杆菌，酸矿水的形成可能与氧化亚铁硫杆菌的发育有一定联系，氧化亚铁硫杆菌促进酸矿水形成；鸡冠山酸矿水的pH值在2．5～4．2之间，与适宜氧化亚铁硫杆菌生长的酸性条件一致；微量元素在酸矿水中的分布与pH值和氧化亚铁硫杆菌的分布密切相关，在最适宜氧化亚铁硫杆菌生长的pH值3．0左右的酸矿水中微量元素浓度达最低，说明氧化亚铁硫杆菌和酸度对微量元素的分布有一定制约；酸矿水中高度富集微量元素，比河水中溶解态的微量元素含量高出几千倍到几十万倍甚至千万倍．     

氧化亚铁硫杆菌对黄铜矿表面性质及其浸出的影响

通过测定吸附量、Zeta电位和接触角,并通过对原子力显微镜表面进行表征及摇瓶浸出试验考察不同能源(Fe2+、单质硫和黄铜矿)培养的氧化亚铁硫杆菌A.ferrooxidans对黄铜矿表面性质的影响及其与黄铜矿浸出的关系。研究结果表明:不同能源培养的A.ferrooxidans菌对黄铜矿表面性质的影响规律相似;A.ferrooxidans菌均能快速吸附在黄铜矿表面,而矿驯化的A.ferrooxidans菌在矿表面的附着能力更强;细菌的吸附使黄铜矿的等电点朝细菌的等电点方向偏移,且由于在黄铜矿表面生成了硫膜和不稳定铜硫化物使得黄铜矿表面接触角增大,疏水性增强;在浸矿初期,细菌与黄铜矿作用以直接作用机理为主。     

嗜热金属球菌对镍钼矿的浸出

对嗜热金属球菌(Metallosphaera sedula)浸出镍钼硫化矿进行了研究,以探求高效可持续的生物冶金方法. 结果表明:有菌组镍的浸出率均在91%以上,而无菌组为77.64%;以亚铁为能源培养的驯化菌组镍和钼的浸出率分别为96.56%和65.43%,非驯化菌组为94.37%和60.20%;起始pH为2时浸出组镍浸出率达97.55%,钼浸出率为62.97%;粒径小于0.048 mm和小于0.077 mm的浸样镍浸出率分别为97.58%和95.37%,钼浸出率分别为64.46%和59.54%;低矿浆质量浓度比高矿浆质量浓度的浸出率高,5 g·L-1矿浆镍和钼的浸出率分别达98.67%和81.87%;在无菌条件下,浸样添加0.5 g·L-1 Fe3+和对照组镍浸出率分别为91.19%和77.64%,钼浸出率为52.25%和50.19%;透析浸出率比非透析浸出率低;金属球菌浸出组比氧化亚铁硫杆菌浸出组的浸出率高,前者镍和钼浸出率分别为94.01%和64.74%,后者仅为67.77%和38.16%.     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌驯化条件的研究

随着办研究氧化亚铁硫杆菌结果表明,最佳培养温度为30℃左右,最佳生长pH为2.0～2.5,最佳生长初始Fe2+浓为0115mol/L左右,在进行细菌培养时接种量取10%比较恰当.低pH值和高浓度Fe2+驯化后,在培养温度30℃、初始pH值1.5、初始Fe2+浓度25g/L条件下,氧化亚铁硫杆菌仍能保持一定的Fe2+氧化活性,6天Fe2+氧化率可达82.28%,Fe2+平均氧化速率达3.43g/L/d,pH值的变化是先上升后下降,最后稳定在1.81.     

微生物浸出金川露天剥离低品位镍矿

进行了金川露天剥离镍矿的生物浸出实验.证明金川露天剥离镍矿有价金属的浸出是氧化亚铁硫杆菌直接浸出作用和自由菌产生的Fe3 间接浸出作用的联合;生长于液体培养基中和矿物表面硫杆菌化学行为的差异源于细菌表面存在蛋白质膜;浸出速率和菌种氧化活性受吸附在固相上和液相中细菌生长繁殖速率、矿浆质量浓度、pH值和Fe3 的影响;Fe3 的添加可影响菌种活性,抑制浸出的进行,且易在矿物表面产生沉淀,使浸出率降低.     

地浸采铀中珠形微生物氧化剂研究

采用生物细胞固定化技术将氧化亚铁硫杆菌制备成珠形微生物氧化剂.其特性为:氧化亚铁硫杆菌在珠体内浓度达每毫升4×1010个细胞,珠体直径0.5～2.5mm,珠体上的平均孔径8.0×10-9 m.用其在固定化细胞流化床反应器中处理模拟地浸吸附尾液,可将其中的Fe2 离子氧化为Fe3 离子,氧化-还原电位从310 mV提高到550 mV,调整酸度后即可用于浸出.珠形微生物氧化剂是酸法地浸采铀工艺中很有发展前途的新型氧化剂.     

氧化硫硫杆菌和氧化亚铁硫杆菌生物刻蚀加工的协同作用

研究氧化亚铁硫杆菌(T.f菌)和氧化硫硫杆菌(T.t菌)生物刻蚀加工金属材料的协同作用.通过比较2种菌种及其混合菌种分别刻蚀加工紫铜、锡青铜、T10、40Cr,分析3种情况下刻蚀加工上述4种金属材料的速率.结果表明,混合菌刻蚀上述金属的最大速率分别为单独使用T.f菌时的3.4,3.6,2.5,2.5倍.在存在铁离子和适合的还原性硫化合物的条件下,T.t菌能增强T.f菌的生物刻蚀加工作用,提高刻蚀速率.