论文部分内容阅读
随着矿业资源的大规模开发和易处理矿石日益减少,对高效利用低品位矿石的要求更加迫切。生物浸出技术是生物技术与冶炼工程的交叉结合,是解决上述资源匮乏问题的重要方法,符合现代社会对资源及环境的要求,是一项富有前景的绿色冶金技术。本文以嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,简称A.ferrooxidans)为对象,对实验菌株进行分子生物学鉴定,并研究其高效培养;然后用此菌株浸出黄铜矿,研究了不同浸出条件下浸出体系的差异,并确定了提高黄铜矿浸出率的关键因素;最后从矿业现场中筛选出一株耐低pH的硫氧化菌,以期开展混菌浸出黄铜矿研究。提取实验菌株CUMT-1的16S rDNA序列并进行分子生物学鉴定。确定菌株CUMT-1与模式菌株A. ferrooxidans ATCC23270亲缘关系最近,同源性为100%。通过补料方法高效培养嗜酸氧化亚铁硫杆菌。在摇瓶中,对嗜酸氧化亚铁硫杆菌的培养条件进行优化,并确定补料策略为维持培养液中Fe2+浓度为4g/L-8 g/L;然后分别在9K培养基及硫化矿培养基中补料分批培养实验菌株,可在比生长速率不降低的前提下大幅提高转化率及生产强度,实现高效培养。其中在9K培养基下补料培养39h时菌浓可达4×108cells/mL,且转化率较分批培养时提高32%,生产强度提高128%;而在硫化矿培养基下补料培养39h时菌浓可达6.25×108 cells/mL,且转化率和生产强度较分批培养分别提高80%和259%。从微生物生长及代谢方式出发详细研究黄铜矿浸出,并确定影响黄铜矿浸出的关键因素。通过比较生物浸出及化学浸出,确定黄铜矿浸出主要为微生物介导的浸出作用。对接种量进行单因素分析,确定10%接种量可使浸出时氧化硫化物的菌浓最高并进而使浸出率最高,为17%。将实验菌株驯化后用于黄铜矿浸出可使浸出率为25%,如果进一步去除接种时带入的铁矾类物质后,浸出率更高,为30%。分析上述浸出过程,确定了浸出体系下菌代谢方式、菌浓及铁矾类物质在矿物上的覆盖是影响黄铜矿浸出的关键因素。筛选并鉴定了一株浸矿微生物。从福建紫金山金铜矿工业化堆场浸出液中筛选出一株耐低pH的硫氧化菌ZJJN,经16S rDNA基因序列比对及系统进化树分析,确定其为Acidithiobacillus sp.。且发现其在pH低于1.0的情况下仍有一定的硫氧化活性,有望用于黄铜矿浸出。