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微生物湿法冶金技术由于其流程短、工艺简单、易操作、投资少、能耗少、成本低、对环境友好等优点,越来越受到关注,而且其对低品位、难选冶的矿产资源的开发利用有着广阔的工业应用前景。微生物湿法冶金主要应用的是化能自养微生物,种类繁多,其中应用研究最多的是氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobocillusferrooxidans,以下简称At.f菌)。At.f菌能通过吸收空气中的氧气来氧化还原态的铁或硫,从而取得能量并产生酸来浸出矿石中的有用物质。碲是一种分散元素,在地壳中的含量非常低,仅为6×10-7%,但在冶金、化工、电子等领域都有着举足轻重的作用。目前各国产出碲主要应用化学湿法冶金,即从金属铜等冶炼厂阳极泥中回收碲,该法涉及强酸或强碱,设备要求较高,产率低。随着我国石棉独立碲矿床的发现,人们对碲的开采利用进入了一个全新领域,但目前的技术只能提取中、高品位碲铋矿中的碲,然而,高品位碲矿资源极其有限,富矿量极少,绝大多数是贫矿。作为国家战略资源,这种品位低、难处理的独特资源急待开发。因此亟需使用新的技术从低品位碲铋矿中提取碲。本实验室通过前期研究,分离得到对碲铋矿具有浸出效果的微生物菌株Z1。为了充分认识该菌株,使其浸矿效果更好,本研究旨在对菌株Z1进行活化、分子鉴定和生化检测,并对其诱变,以期得到碲浸出率更强的优良菌株,这样不仅可以降低碲的工业可采品位,提高碲的回收率,产生好的经济效益,而且可以减轻废石、废渣对环境的污染,为工业化微生物浸碲奠定基础。通过本项目实验研究,得到如下结果:1)对菌株Z1进行纯培养发现9K液体培养基由浅绿色变成淡黄色,最后变成红棕色,并且产生沉淀。形态学观察结果表明细菌呈短杆状,可运动,为革兰氏阴性菌,结合16S rDNA序列分析,鉴定该菌株为嗜酸性氧化亚铁硫杆菌。2)由比浊法绘制Z1的生长曲线显示,0-20h为细菌的调整期,20-48h为其对数生长期,48h后进入稳定期。细菌在对数期内生长最快,活性也最高。细菌的Fe2+氧化能力测定表明,该菌株有较强的Fe2+氧化活性,培养48h后的Fe2+氧化率可达到90.46%,其氧化能力曲线与细菌的生长曲线相吻合。3)采用响应面分析法对菌株Z1进行培养条件优化,其最佳培养条件为:初始pH1.8、温度30℃、接种量14%、装液量60mL。在此条件下培养48h,菌株Z1的Fe2+氧化率可达到98.39%。4)菌株Z1经紫外灯、超声波物理诱变、亚硝基胍化学诱变以及复合诱变后浸出低品位碲铋矿,结果表明复合诱变效果最好;采用响应面分析法对复合诱变的最佳诱变条件进行了优化:初始pH1.6、紫外光作用时间20min、超声波作用时间11min、亚硝基胍作用时间45min。在此条件下进行诱变后,该菌30d对低品位碲矿的浸出率可达91.77%。5)菌株ZYB-1对低品位碲矿的强化浸出研究结果表明,其最佳浸矿条件为:初始pH1.5,接种量15%,温度30℃、[Na2S2O3]=10g/L。在此浸出条件下,30d碲的液体浸出率和固体浸出率分别可达到95.96%和94.47%。