热带芽孢杆菌对黄铜矿与辉钼矿浮选分离的影响机理

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微生物作为选矿药剂在微细粒矿物回收领域一直是重要的研究方向,而作为浮选药剂的研究已见报道。微生物细胞中含有大量的蛋白质、糖类等大分子,赋予其能与矿物表面选择性吸附改变矿物表面性质的特性。铜钼矿石经常密切共生,分选工艺日益复杂,药剂使用也愈加复杂,浮选药剂几乎都有毒性,本论文研究了微生物的培养、筛选,抑制剂的制备,进一步在铜钼矿石的浮选分离中研究其作为辉钼矿抑制剂与矿物表面的作用机理,为利用微生物技术的寻找对环境无污染或少污染的高效选矿药剂提供了可能。本研究筛选了从德兴铜矿某采厂的土壤、坑道水和赣州某果园的土壤中共分离出得到84株细菌,利用“培养-离心-分散再离心-冷冻干燥-制粉”方法将细菌制成抑制剂对黄铜矿等硫化矿物进行浮选,筛选出1株对辉钼矿有明显抑制作用的细菌。结合细菌形态特征分析和16S r DNA序列测定鉴定结果为热带芽孢杆菌(Bacillus tropicus)。在单矿物浮选试验中,发现过量的热带芽孢杆菌会抑制黄铜矿、方铅矿、闪锌矿和辉钼矿的上浮,且回收率均低于40%,而热带芽孢杆菌抑制剂用量在10 mg/L,p H值=9.0时,最终得到黄铜矿的回收率为74.10%,辉钼矿的回收率为20.47%。通过测试黄铜矿、辉钼矿与热带芽孢杆菌作用前后的接触角、Zeta电位,发现热带芽孢杆菌对黄铜矿、辉钼矿的表面性质均有较大改变;在热带芽孢杆菌作用后的辉钼矿DSC曲线出现了新的放热峰表明其对辉钼矿烧失曲线的改变;扫描电镜下的辉钼矿表面在与热带芽孢杆菌作用后附着了不规则碎片、芽孢等物质,在EDS能谱图下,附着的碎片中C元素含量增加从33.87%上升到64.69%;在红外光谱的检测下,热带芽孢杆菌作用后的辉钼矿表面出现了热带芽孢杆菌细胞中携带的蛋白质、糖类大分子才有的-OH吸收峰(3559.6 cm-1),双键(-C=C-和-N=N=)伸缩振动吸收峰(1628.6 cm-1),-NO2吸收峰(1527.2 cm-1)。综上,热带芽孢杆菌在一定条件下可以作为辉钼矿抑制剂主要是以芽孢、胞外聚合物等吸附在辉钼矿表面使其表面变得亲水不易上浮,将其作为抑制剂的探索可以为微生物作为矿物浮选药剂实现开发环保绿色药剂提供了研究方法。
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