组合浸矿细菌菌群的氧化特性及其群落结构分析

为了探究组合浸矿细菌菌群的氧化特性及其群落结构,构建4株浸矿细菌(Acidithiobacillus ferrooxidans ATCC 23270,Leptospirillum ferriphilum YSK,Acidithiobacills thiooxidans A01,Acidithiobacills caldus S1)的组合浸矿菌群.实验结果表明:此组合浸矿细菌菌群中的菌体具有较高的生物活性,表现出良好的的铁、硫氧化能力.并采用实时荧光定量PCR技术对菌群的群落结构进行了分析.结果表明:此体系中A.ferrooxidans ATCC 23270、A.thiooxidans A01是优势种群;L.ferriphilum YSK和A.caldus S1是劣势种群.     

Fe/S质量比对铁硫氧化细菌菌群浸铀行为的影响及其作用机制

为了探明能源基质中Fe/S质量比对铁硫氧化细菌菌群浸铀行为的影响及其作用机制,研究了不同Fe/S质量比作用下铁硫氧化细菌菌群浸铀过程中的浸出液变化、钝化层表面特性及微生物群落动态三方面的差异。结果表明:当Fe/S质量比为5∶0.5、5∶1和5∶5时,铀浸出率均达到90%以上,而在Fe/S质量比为5∶0和5∶10,铀浸出率降低,分别为45.92%和36.96%;添加一定硫粉后(Fe/S质量比为5∶0.5、5∶1和5∶5),可降低体系酸度,降低矿物表面钝化物的产生,增加钝化物的孔隙度,但是添加量过高致使矿石表面形成多硫聚合物而降低A.ferrooxidans的活性,不利于铀的浸出。当Fe/S质量比为5∶0.5、5∶1和5∶5时,浸矿前期A.thiooxidans A01浓度较高,有利于降低体系的pH,创造良好的浸铀条件;在浸矿后期,A.ferrooxidans ATCC 23270浓度逐渐升高,在浸铀过程中发挥着主导作用。     

中度嗜热混合菌在搅拌槽中浸出黄铜矿及其群落动态

为了优化浸出工艺,研究浸矿体系中主要微生物种群的结构和动态变化,在槽式搅拌反应器中于45℃用中度嗜热混合菌(Acidithiobacillus caldus,Leptospirillum ferriphilum,Sulfobacillus acidophilus,Sulfobacillus thermosulfidooxidans等)浸出黄铜矿精矿,考察浸出液的pH,电极电位Eh及金属离子浓度并应用PCR-RFLP(限制性酶切片段长度多态性)方法研究细菌群落变化,浸出时间为30d。研究结果表明:Cu的浸出率为26.2%,反应器内菌种多样性不丰富,只有At.caldus和L.ferriphilum2种;群落动态变化明显,在浸出开始阶段At.caldus是优势种群,其丰度为96%,随着浸出的进行,L.ferriphilum逐渐增多,在浸出后期代替At.caldus成为优势种群,其丰度为69%。     

中等嗜热菌浸出黄铜矿的温度影响规律及种群组成分析

在不同温度条件下进行浸出实验.研究结果表明:中等嗜热菌在12～55℃时可保持浸矿活性,其最适生长温度为45～50℃,温度达到60℃时初始阶段还保持一定活性,但几天后菌浓度逐渐降低,种群比例发生较大变化;克隆文库分析表明:45℃和60℃条件下浸矿细菌主要为Leptospirillum ferriphilum,Acidithiobacillus caldus,Sulfobacillus thermotolerans和Acidosphaera rubrifaciens,其中Leptospirillum ferriphilum菌所占比例较大,是浸矿过程中的优势菌种.60℃条件下浸出过程中还存在古生菌Ferroplasma cupricumulans,古生菌可以利用其他浸矿菌产生的有机物为能源生长.它们之间对浸出所起的作用是相辅相成的,可共同促进黄铜矿的溶解.     

浸矿微生物共培养体系在氟胁迫下的基因调控机理探索

为了探明混合浸矿微生物的耐氟性能及其基因调控机理,应用功能基因芯片(FGA-Ⅱ)研究了5株浸矿细菌(Acidithiobacillus ferrooxidans ATCC 23270,Leptospirillum ferriphilum YSK,Sulfobacillus thermosulfidooxidans ST,Acidithiobacills thiooxidans A01,Acidithiobacills caldus S1)所构成的共培养体系在4.8 mmol/L氟胁迫下的基因表达谱.结果表明,该共培养体系中与氟胁迫相关的基因主要涉及到硫代谢、细胞膜、电子传递、解毒、碳固定、氮代谢等多个方面功能的代谢途径,而且各个途径在短时间(60 min)氟胁迫倾向于高效表达,而长时间(120 min)氟胁迫各个途径更倾向于低效表达.芯片图谱分析表明,氟胁迫下共培养体系中起主导调节作用的是其中的优势种群,但是劣势种群在氟胁迫时很大程度上辅助了优势种群的生长及其氧化活性的保持.     

应用表面活性剂进行低渗透砂岩铀矿床地浸采铀的实验研究

低渗透砂岩铀矿床的地浸开采是目前的一个技术难题.以新疆某铀矿为对象,利用搅拌浸出和柱浸实验研究了表面活性剂在低渗透铀矿地浸开采中的应用.实验中采用10 g/LH2SO4溶液作溶浸剂,并加入不同量的表面活性剂P.搅拌浸出实验结果表明,溶浸液中加入不同浓度的表面活性剂均可提高铀浸出率,在表面活性剂P的浓度为10 mg/L时其铀浸出率最高,达到92.6%.柱浸实验表明,加入10 mg/L表面活性剂P时矿石渗透系数可提高28.8%,铀的浸出率可提高32%而达到85.79%.表面活性剂降低溶浸液的表面张力,促进了铀的溶解和提高铀浸出率.低渗透砂岩铀矿床可以在溶浸液中加入适当的表面活性剂进行地浸开采.     

温度对浸矿微生物活性及铜浸出率的影响

研究了从紫金山铜矿生物堆浸矿堆中分离出来的浸矿菌群在不同温度下的氧化活性和对紫金山硫化铜矿石的浸出规律,并利用变性梯度凝胶电泳法研究了15℃和30℃的菌群组成情况.结果表明:所分离的细菌的最佳生长温度为30℃,浸出10d,铜浸出率为87.62%,在最佳生长温度以外铜浸出率都会降低;15℃和30℃的优势菌分别为Leptospirillum fer-riphilum和Acidithiobacillus thiooxidans,两个温度下均有同一种劣势菌Acidithiobacillus caldus;优势菌种随温度的变化是与菌种的性质相关的.     

铀矿浸出试验柱不同高度上铀金属浸出的规律

针对铀矿堆浸生产中矿堆不同高度上的铀金属浸出存在的延迟现象,采用理论分析和室内柱浸试验研究铀矿浸出试验柱不同高度上铀金属浸出的规律。理论分析将铀矿浸出试验柱沿柱高划分为若干个高度足够小且相等的单元体,使其中单个铀矿石颗粒的浸出符合收缩未反应核扩散控制系统模型,且任意1个单元体内所有铀矿石颗粒反应均匀,不存在延迟现象,进而以1个单元体为目标,根据溶浸剂质量守恒原理,并考虑初始溶浸剂浓度的变化,建立铀矿浸出试验柱不同高度上铀金属浸出的数学模型。采用颗粒半径为2.5 mm的铀矿石进行串联柱浸试验。然后,采用数学模型对柱浸试验结果进行计算,并将模型计算结果与柱浸试验结果进行比较。研究结果表明:试验柱不同高度上铀金属浸出率存在较大差别,且模型计算值与柱浸试验值具有相同的变化趋势,表明该数学模型能较好地反映铀矿浸出试验柱不同高度上铀金属浸出的延迟规律,可为预测铀矿堆浸不同高度上的浸出率提供重要参考。     

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。     

某铀矿床矿石酸、碱柱浸试验研究

为探讨某铀矿床矿石浸出性能,获得不同浸出工艺条件下铀矿浸出特征及相关参数,分别对铀矿石进行了酸法与碱法柱浸对比试验。试验结果表明,酸法浸出效果远远优于碱法浸出效果,其铀浸出率约为碱浸3倍,平均铀浓度高于碱浸3.7倍,且酸度越高,浸出液铀浓度越高,铀浸出速度越快。酸法浸出是该铀矿床可行的铀浸出工艺。     

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。     

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%.     

通气对硫化铜矿生物浸出过程中自由细菌和吸附细菌群落动态的影响研究

生物浸出回收低品位硫化铜矿中的铜金属具有操作简单、低能耗、节约经济等优点,成为了近年来的研究热点。然而低品位硫化铜矿生物浸出效率低是其面临的主要问题之一。本文为了促进生物浸出效率,研究了强制通气条件下的低品位硫化铜矿生物浸出过程中的铜浸出率、细菌群落动态演替等特征。结果表明,适当的通气可提高细菌浓度和铜浸出率。在通气时间为4 h·d?1时,浸矿14 d后的细菌浓度和铜离子浓度最高,分别为7.61×107 个·mL?1和704.9 mg·L?1。实验可得,吸附细菌在浸矿过程的前7 d起着重要作用,而自由细菌则是在第8 d到第14 d占主导地位。这一现象主要是由于浸出过程Fe3+水解形成钝化层所致,抑制了吸附细菌与矿石的接触。同时,通过16S rDNA分析可知,Acidithiobacillus ferrooxidans和Acidithiobacillus thiooxidans对低品位硫化铜矿生物浸出过程具有重要影响。     

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...     

低品位原生金矿的生物柱浸

采用粘结剂S-11将某低品位原生金矿的精矿粘结包裹在其原矿矿石上进行生物柱浸与原矿生物柱浸的对比研究.主要研究了生物柱浸过程中Fe2+浓度,pH,Eh,矿石表面吸附的细菌及菌液中游离细菌数量的变化、矿石的脱砷率、脱硫率,生物柱浸后矿石金的氰化浸出率.结果表明:金精矿包裹后的矿石表面因含硫化矿物较多,更适合细菌的吸附与繁殖;包裹生物柱浸120 d后矿石的脱砷率为70.14%,脱硫率为41.26%,金的氰化浸出率为81.21%,比传统生物柱浸矿石的脱砷率、脱硫率和浸金率分别高24.01%,19.11%和21.48%.包裹生物柱浸对矿石的氧化效果明显.     

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.