胶质芽孢杆菌对含钒石煤的生物浸出及其吸附行为

微生物浸出含钒石煤中金属钒具有绿色、经济等优势。本文以典型硅酸盐细菌—胶质芽孢杆菌作为浸钒菌种，采用浸出和吸附试验，系统研究了胶质芽孢杆菌对含钒石煤的浸出行为及其在矿物表面的吸附特性和相关机理。研究发现，胶质芽孢杆菌在30°C条件下浸出含钒石煤28 天后，金属钒的累积浸出率达到了60.2%，表现出较好的浸钒效果。在众多影响浸出效果的因素中，含钒石煤表面的生物吸附行为至关重要，当浸出体系的pH值为5.0时，菌体与含钒石煤之间的强静电引力可有效促进生物吸附作用，处于对数生长期的胶质芽孢杆菌更具有优良的生物吸附特性，当初始菌体浓度为3.5 × 108 CFU/mL时，吸附量达到3.6 × 107 CFU/g，吸附率为38.9%。机理研究发现，胶质芽孢杆菌在含钒石煤表面的生物吸附过程符合Freundlich等温吸附模型和准二级吸附动力学模型，该过程属于非均质的多层吸附，且主要受化学反应控制。菌体表面的–CH₂、–CH₃、–NH₂等官能团参与了吸附过程，生物吸附作用改变了含钒石煤的表面性质，导致其等电点（IEP）向胶质芽孢杆菌的等电点靠近。