高矿浆浓度下黄铜矿浸出过程中微生物群落结构变化规律

目的：为阐明微生物群落演替及功能与浸出效率之间关系奠定基础,以及如何提高黄铜矿生物浸出效率和铜回收率提供理 论依据。方法：通过连续传代培养进行驯化,使得复合菌群的矿浆浓度耐受能力达到25 %（w/v）。采用该复合菌群在25 %矿浆浓 度下浸出黄铜矿,同时利用变性梯度凝胶电泳和克隆文库技术分析浸出过程中的微生物多样性。最后,采用实时荧光定量PCR 对 浸出过程中微生物群落结构进行定量解析。结果：28天内黄铜矿浸出率能够达到95.1 %,而驯化前的浸出率只有51.5%。该复合 菌群主要由Acidithiobacillus caldus, Sulfobacillus acidophilus,和Fereoplasma theroplasma thermophilum组成,其中Acidithbacillus caldus是浸出前期和后期的优势种群,而Sulfobacillus acidophilus在浸出中期均有竞争优势, Ferroplasma thermophilum在整个浸出过程中占 据整个群落的比例均较低。结论：本研究获得的复合菌群具有较强的浸出黄铜矿能力, Acidithiobacillus caldus和Sulfobacillus acidophilus在浸出过程中起着重要的作用,pH 值和铜浸出率与群落结构相关性较高。     

BP神经网络优化微生物浸矿工艺

以低品位黄铜矿溶液为原料,浸矿制备Cu2＋能有效提高低品位黄铜矿的利用价值。基于浸矿过程中存在多因素影响的现象,通过正交试验与神经网络分析方法,对浸矿条件（接种量、矿石品位、Fe2＋添加量及浸矿溶液pH）实行优化。结果表明：在正交试验组中最佳试验结果为浸矿产128．753mg／LCu^2＋;BP神经网络优化后的最佳实验组合为微生物接种量12％、矿石品位0．3％、添加Fe^2＋24g/L及浸矿溶液pH1．7,该条件下验证试验产Cu^2＋ 141．352mg／L,通过正交试验及神经网络优化提高了微生物浸出低品位黄铜矿酸性溶液Cu^2＋的产量。     

柱式反应器处理黄铜矿过程中等嗜热微生物群落变化

从中国的多个铜矿取样,在45°C条件下富集获得了一种高效的中等嗜热浸矿富集物,探讨了该富集物在柱式反应器中浸出低品位黄铜矿的pH变化以及与Cu2+浸出的关系,并采用限制性片段长度多态性(RFLP)技术分析了微生物的群落结构和种群动态变化规律。结果表明在整个浸出过程中pH变化较为明显,且一直在1.8以上,60 d内回收了13.6%的铜。RFLP结果表明:在初期,嗜铁钩端螺旋菌(Leptospirillum ferriphilum)在浸出前期占有很高比例(81%),随后逐渐降低,至后期只有13%,而耐温氧化硫化杆菌(Sulfobacillus thermotolerans)和喜温硫杆菌(Acidithiobacillus caldus)的比例逐渐升高,在中期分别达到32%和23%;至末期,耐温氧化硫化杆菌达到了79%,成为优势种群。研究加深了对中等嗜热微生物浸矿特性的了解,也为中等嗜热菌处理低品位黄铜矿的工业应用提供了可供借鉴的数据。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌的高效培养及浸出黄铜矿初探

采用向硫化矿培养基中补加FeSO4的方式以维持Fe2+ 浓度为4～8 g/L,可使嗜酸氧化亚铁硫杆菌菌浓在培养39 h时达到6.25×108 cells/mL,并在比生长速率几乎不降低的前提下提高了转化率和生产强度.然后对低氧化还原电位下低品位黄铜矿的浸出进行初步研究,结果表明经过30 d浸出,铜的浸出率可达28.5%...     

两株不同来源的嗜酸氧化亚铁硫杆菌对黄铜矿浸出的研究

为了比较两株不同来源的嗜酸氧化亚铁硫杆菌菌株在不同培养基中的亚铁氧化活性和黄铜矿浸出能力,本研究采用了分离自广东梅山酸性矿坑水中的菌株M1和标准菌株ATCC 23270,对其在9K培养基中的亚铁氧化活性和矿物培养基中氧化还原电位以及浸矿效率进行了测定,该矿物培养基中黄铜矿来自广东梅山.研究结果表明,菌株M1在9K培养基中需5天才能将亚铁完全氧化.而ATCC 23270只需4天,但是菌株MI的铜离子浸出效率(38%)却高于ATCC 23270(31%),浸出30天后,菌株M1浸矿体系的氧化还原电位从最初348 mV上升到520 mV,而ATCC 23270上升较小,仅从最初350 mV上升到491 mV.氧化还原电位的变化说明从广东梅山分离得到的菌株M1在浸矿体系中亚铁氧化活性比ATCC 23270更高.菌株M1比长期实验室培养的标准菌株ATCC 23270更适合当地矿物的微生物浸出,因而在生物浸出工艺中,应考虑采用分离或富集当地原生菌株来进行浸矿.     

微紫青霉菌菌株GXCR对低品位黄铜矿中的Cu和Fe的生物淋滤及其淋滤机制

研究了Penicillium janthinellum菌株GXCR对低品位黄铜矿中的Cu和Fe的生物淋滤浸出.结果表明摇浸淋滤效率优于静置浸没淋滤效率,对Cu的淋滤浸出效果最佳;在添加最佳碳源(10%蔗糖,W/V)、氮源(1.5% NaNO3,W/V)、摇浸淋滤和最佳条件组合(淋滤培养基初始pH 6.0,矿石大小200目,矿石浓度5%(W/V)和初始接种菌量3.0×105分生孢子/mL)时,Cu的浸出率达到87.31%(W/W);摇浸淋滤时影响Cu的生物浸出的主要因素是淋滤培养基初始pH(FF0.05);对Cu和Fe淋滤起主要作用的有机酸分别是柠檬酸和草酸;浸没淋滤效率低是与柠檬酸和草酸产量低有关;GXCR的生物淋滤机制有2种:柠檬酸和草酸的生化作用和菌体附着生长所产生机械压力对矿石的破碎作用.     

中等嗜热细菌浸出黄铜矿过程中pH对群落结构的影响

为了优化浸出工艺,研究了pH对浸矿过程主要微生物种群结构的影响。用中度嗜热混合菌槽浸黄铜矿精矿,在不控制pH,控制pH为2．5及控制pH为1．2时,应用PCR-RFLP（限制性酶切片段长度多态性）方法对上述浸出条件下的细菌群落动态变化进行研究。结果表明,浸出体系只有两种微生物,一种为Acidithiobacillus Caldus,一种为Leptospirillum ferriphilum。pH对群落结构有明显影响。不控制pH时,浸出开始阶段At．caldus是优势种群,占群落的96％,随着浸出的进行,L．ferriphilum增多,在浸出后期代替At．caldus成为优势菌种,占69％。控制pH时,L．ferriphilum始终占主导地位,同时发现pH为2．5时At．caldus在群落中的丰度比pH为1．2时高。     

氧化亚铁硫杆菌亚铁氧化活性与其对低品位铜矿浸矿速率关系的研究

氧化亚铁硫杆菌是一个具有很强生物浸矿能力的细菌,本文对3株分离得到的氧化亚铁硫杆菌及一株来自菌种中心(Acidithiobacillus ferrooxidans A．f)的铁氧化活性及其这些菌株对低品位黄铜矿浸出速率进行了研究。结果显示,在所有的4株A．f菌中,菌株CMS—F1和F10—ATCCC23270的铁氧化活性较高,其对黄铜矿生物浸出速率也高。进一步分析亚铁氧化活性对生物浸矿效率的影响时发现,在A．f菌中,氧化活性高的菌株,其对低品位黄铜矿的生物浸出效果也高。     

三株氧化硫硫杆菌的分离与鉴定

从煤堆废水中分离得到3株嗜温嗜酸硫氧化细菌.这3株菌株为革兰氏阴性、菌体大小0.4～0.7 μm×1～2 μm、短杆状运动细菌,其最适生长温度为 30 ℃和最适生长pH 2.0～2.5.它们能够利用元素硫,硫代硫酸钠和连四硫酸钾为能源进行自养生长,不能利用有机物质以及硫酸亚铁、黄铁矿和黄铜矿等无机物质作为能源生长.细菌的形态、生理生化特性研究以及基于16S rRNA序列同源性构建的系统发育树结果表明,这3株细菌初步鉴定为氧化硫硫杆菌.氧化硫硫杆菌能够通过产酸有效促进黄铜矿的浸出速率和浸出率.