嗜热嗜酸菌生物浸出低品位原生硫化铜矿

介绍从云南某温泉区采集的高温水样中分离出的嗜热嗜酸菌的某些特性及其对原生硫化铜矿的氧化浸出效果。嗜热嗜酸茵细胞呈球形或椭圆形，有细胞壁，直径0．6—0．9μm，革兰氏阴性，好氧，以CO2为碳源，能在改良的无机盐培养基中生长繁殖，舔加酵母汁等有机物不能刺激其生长。嗜热嗜酸菌能氧化元素硫和黄铁矿中的铁，并将其作为能源物质，但不能氧化硫酸亚铁中的Fe^2 。氧化浸出的最适温度65℃，最适pH2．0。对—90μm低品位硫化铜矿酚矿浆浓度10％，搅拌浸出12d，嗜热嗜酸茵对总铜的浸出率为97．00％，而中温氧化亚铁硫杆菌为32．43％。浸渣的物相分析表明，嗜热嗜酸菌对原生铜矿的浸出率高达97．05％，而对照组仅能浸出15．43％。     

嗜热硫氧化硫化杆菌与喜温嗜酸硫杆菌混合浸出铁闪锌矿研究

采用正交试验, 通过考察温度、pH值、喜温嗜酸硫杆菌接种时间和喜温嗜酸硫杆菌接种浓度4个因素, 研究硫氧化硫化杆菌与喜温嗜酸硫杆菌混合菌对铁闪锌矿浸出的影响。试验结果表明: 氧化硫细菌的加入, 有助于消除铁闪锌矿浸出过程中生成的、覆盖在矿物表面的元素硫, 使得硫氧化硫化杆菌和喜温嗜酸硫杆菌混合菌浸出铁闪锌矿的效果比单一硫氧化硫化杆菌浸出效果好; 混合菌浸出铁闪锌矿时浸出率达到54.2%, 而单一硫氧化硫化杆菌浸出时浸出率为46.8%。正交试验结果统计分析表明混合菌浸出铁闪锌矿的最优条件为: pH=1.8、第3 d接种喜温嗜酸硫杆菌和喜温嗜酸硫杆菌接种浓度2.5×10⁶个/mL; 其中pH值是影响混合菌浸出铁闪锌矿的主要因素, 其次是喜温嗜酸硫杆菌接种浓度及喜温嗜酸硫杆菌接种时间。     

黄铜矿细菌浸出过程中的多因素影响

运用取自大宝山(简称DB)的嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,简称 A.f)和嗜酸氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans,简称A.t)的混合菌对广东某硫化铜矿的黄铜矿进行摇瓶浸出试验研究。结果表明, 黄铜矿摇瓶细菌浸出率受菌种、矿浆浓度、pH值、接种量多种因素的影响。细菌浸出黄铜矿的适宜条件为温度30 ℃, 矿浆浓度5%, pH值为2.0, 接种量为3×10⁷个/mL。     

嗜热嗜酸菌对低品位原生硫化铜矿的柱浸试验

利用严格无机化能自养型嗜热嗜酸菌(KY-2菌株)对低品位原生硫化铜矿进行柱浸试验研究。中温硫杆菌和嗜热嗜酸菌结合使用，在中温硫杆菌柱浸近两个月后，再改为嗜热嗜酸菌浸出，效果明显，浸出率曲线一直呈明显上升趋势．196d的总浸出率远远高于单用任何一种细菌的总浸出率。回收的萃余液进入柱浸循环，会提高柱浸体系的浸出效果，萃余液中的残留萃取剂对嗜热嗜酸菌氧化浸出作用的负面影响不大。     

中高温浸矿菌结合对高砷铜精矿的浸出研究

利用自主选育的耐高砷中高温浸矿菌浸出以砷黝铜矿为主的高砷铜精矿(As 4%～5%, Cu＞20%)。采用前期中温浸矿菌, 后期高温浸矿菌的两段法生物浸出10 d, 总铜浸出率可达90.01%。对浸渣的铜物相分析可知: 高温菌对黄铜矿的浸出率可达78.45%, 是中温浸矿菌14.2%的5.5倍以上; 对砷黝铜矿的浸出率为33.42%, 约为中温浸矿菌17.48%的2倍。对原生硫化铜矿的浸出率总计为50.24%, 约为中温浸矿菌16.26%的3倍。高温菌对砷黝铜矿的氧化作用较黄铜矿差; 中温浸矿菌对As³⁺ 和As⁵⁺的耐受力比高温菌强。在两段法浸出前期添加2.0 g/L的 Fe³⁺ 或2.5%的黄铁矿精矿细菌培养液均能提高中温浸矿菌的浸出速率。     

驯化氧化亚铁硫杆菌浸出废铜矿中铜的研究

应用驯化的氧化亚铁硫杆菌对大宝山废铜矿石进行了浸出铜的试验研究。结果表明, 次生硫化矿(辉铜矿)浸出10 d, 铜浸出率可达79%;对原生硫化矿(黄铜矿)浸出25 d, 铜浸出率达25 %。氧化亚铁硫杆菌浸出铜的机理在于其氧化分解了矿石中的黄铁矿、黄铜矿、辉铜矿及其它硫的化合物。     

低温驯化氧化亚铁嗜酸硫杆菌强化浸出黄铜矿的研究

以西部矿业公司的硫化铜矿为研究对象,在模拟青藏高原的低温条件(8～10℃)下对氧化亚铁嗜酸硫杆菌种进行低温驯化培养,得到了细菌活性较好的低温驯化菌.用低温驯化培养菌种和原菌种分别对硫化铜矿进行低温摇瓶浸出90天,结果表明,低温驯化菌所需浸出时间比原菌短,对铜的浸出率分别为53.85%和39.86%.     

嗜热嗜酸菌生物浸出低品位原生硫化铜矿研究取得新进展

昆明冶金研究院成功地从云南省某温泉区的高温水样中分离、纯化出能在高温 (5 0～ 80℃ )和酸性 (ｐＨ =1 5～ 4 0 )环境中生长繁殖的嗜热嗜酸菌 ,暂定名为ＫＹ - 2菌株。对该嗜热嗜酸菌的形态、生理生化特征、菌种培养及对原生硫化铜矿浸出进地了系统研究。用扫描、透射电镜对ＫＹ - 2菌株细菌与中温氧化亚铁硫杆菌形态结构的比较表明 ,ＫＹ - 2菌株为球形或椭圆形 ,有细胞壁 ,直径 0 6～ 0 9μｍ ,而中温氧化亚铁硫杆菌为杆状 ,有鞭毛 ,长×宽为 2 6μｍ× 0 6μｍ。ＫＹ - 2菌株呈革兰氏阴性 ,好氧 ,以ＣＯ2 为碳源 ,能在改良的无机…     

银离子对低品位原生硫化铜矿石细菌浸出的催化

为了提高用氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌混合菌对永平铜矿低品位原生硫化铜矿石的细菌浸出效果，研究了银离子、氯化银和硫化银的催化作用。结果表明，在细菌浸出的初始阶段，含银催化剂可以大大加快铜的浸出速度和提高铜的浸出率，添加含银30mg／L的含银催化剂，在450h内，铜的浸出率从10％提高到45％～51％；添加银离子比添加氯化银和硫化银更有利于提高铜的浸出率，银离子初始浓度以10mg／L为宜，此时铜的浸出率在600h内从不添加银离子时的20％提高到65％；添加含银催化剂使矿石中铁的浸出和溶液中二价铁的细菌氧化明显受到抑制；当有银离子时，低品位原生硫化铜矿石在低氧化电位下比高氧化电位更有利于铜的浸出。     

低温驯化氧化亚铁嗜酸硫杆菌强化浸出黄铜矿的研究

以西部矿业公司的硫化铜矿为研究对象,在模拟青藏高原的低温条件（8～10℃）下对氧化亚铁嗜酸硫杆菌种进行低温驯化培养,得到了细菌活性较好的低温驯化菌．用低温驯化培养菌种和原菌种分别对硫化铜矿进行低温摇瓶浸出90天,结果表明,低温驯化菌所需浸出时间比原菌短,对铜的浸出率分别为53．85％和39．86％．     

黄铁矿高效培养嗜酸氧化亚铁硫杆菌及过程分析

以黄铁矿为能量来源对嗜酸氧化亚铁硫杆菌的高效培养进行了研究,并针对培养过程中黄铁矿的能量利用进行了分析。研究表明,在黄铁矿浓度10 g/L、接菌浓度15%和pH＝2.0的条件下培养144 h后,嗜酸氧化亚铁硫杆菌细菌浓度达到6.4×10⁸个/mL。在培养嗜酸氧化亚铁硫杆菌过程中单位质量黄铁矿提供的能量约为培养基中单位质量FeSO₄·7H₂O提供能量的34.7倍,通过黄铁矿可以实现对嗜酸氧化亚铁硫杆菌的高效培养。     

中温嗜酸硫杆菌浸出低品位硫化铜矿

研究了中温嗜酸硫杆菌的生长条件, 对黄铜矿进行了细菌浸出试验研究。研究表明, 中温嗜酸硫杆菌最适宜的生长条件为: pH值为2, 温度为30±1 ℃, 此条件下细菌浓度为2.24×10⁷个/mL。接种量、矿浆浓度对黄铜矿中铜的浸出率有显著的影响, 随着接种量的增加, 铜的浸出率提高。在相同浸出时间内, 矿浆浓度5%左右时, 黄铜矿中铜的浸出率最高。低品位硫化铜矿柱浸试验结果表明: 细菌浸出75 d, 铜的浸出率为45%。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌对低品位磷矿的生物浸出研究

从安徽省某煤矿酸性水中分离培养出嗜酸氧化亚铁硫杆菌(At f), 研究了不同能源物质对其产酸能力的影响。采用微波物理诱变的手段对氧化亚铁硫杆菌进行育种, 并与原菌进行了浸矿对比试验。结果表明, 使用经过诱变的微生物浸出低品位磷矿可以达到比原菌更好的浸出效果。采用Zeta电位测定的方法分析了At f菌对产酸和浸矿的影响。     

中高温混合菌浸出永平低品位铜矿石的研究

采用包括中高温嗜热铁质菌、喜温嗜酸硫杆菌和嗜热硫氧化硫化杆菌的混合菌群在45 ℃条件下浸出永平低品位铜矿石, 并对矿浆浓度、转速和pH值等工艺因素进行了优化, 在最佳浸出条件下对混合菌的浸出行为进行了研究。结果表明:该混合菌群在矿浆浓度150 g/L、转速190 r/min、pH=2.0时, 浸出第6 d时铜的浸出率达到94.26%, 浸出第24 d铜浸出率达到99.79%。研究还发现中高温混合菌可以有效消除钝化膜的生成, 影响浸出率的主要因素是矿浆浓度。     

耐冷嗜酸硫杆菌的生长特性和固定化培养

为解决氧化亚铁硫杆菌、嗜铁钩端螺旋菌等中温菌在低温和高酸的吸附尾液中作氧化剂时生长繁殖慢、氧化Fe²⁺速率低等问题,以耐冷嗜酸硫杆菌为研究对象,结合新疆某地浸采铀现场生产实际,对该菌的生长特性、耐酸驯化和固定化培养进行了探索。结果表明,该菌的接种量以10%为宜;当初始Fe²⁺浓度为0.3~0.5 g/L时,细菌仍能较快氧化Fe²⁺;在5~25℃条件下,耐冷嗜酸硫杆菌氧化Fe²⁺的速率均高于氧化亚铁硫杆菌,即耐冷嗜酸硫杆菌更适于溶浸液低温环境;耐冷嗜酸硫杆菌耐酸驯化后能在pH=0.31的培养液中保持较好的氧化活性;从生物陶粒表面电镜图片中可以观察出较厚的生物膜,固定化细菌和游离态细菌协同氧化Fe²⁺的速率是游离态细菌单独氧化的3.4倍。     

银山低品位复杂硫化铜矿生物浸出条件优化研究

采用摇瓶摇床浸出预实验与正交实验, 对江西银山低品位复杂硫化铜矿进行了浸出条件试验, 对浸出菌种、温度、pH值、转速和矿浆浓度等条件进行了优化。实验结果表明, 当浸出温度45 ℃, 浸出菌为嗜热氧化硫硫杆菌与嗜酸喜温硫杆菌的组合, 浸出体系pH值为1.7, 转速190 r/min, 矿浆浓度为10%时, 铜离子的浸出率达到72.3%。该研究为江西银山低品位复杂硫化铜矿的微生物冶金技术工业化提供了理论依据。     

铜萃取界面乳化液中浸矿微生物的多样性

界面乳化是溶剂萃取过程中难以避免的现象,显微观察发现在铜萃取界面乳化液中存在形貌复杂多样的微生物。利用16s rRNA基因测序技术对铜萃取界面乳化液中微生物种群结构进行分析,结果发现包括Leptospirillum sp,Acidithiobacillus ferrooxidans,Metallibacterium sp,Staphylococcus sp在内的7类细菌,其中优势菌种为Leptospirillum sp.E4-L9和Acidithiobacillus ferrooxidans ATCC 23270,两者在乳化液细菌中分别占到40.48%和38.1%。利用Fe2+和硫作为能源对界面乳化液中的微生物进行分选,进一步分析种群结构。铜萃取界面乳化对浸矿细菌有截留作用,从而会降低生物浸矿效率。     

两种优势菌浸矿机理及动力学研究概况

氧化亚铁硫杆菌是生物浸矿技术中研究较为成熟的、在中温环境中的优势菌,而近年研究发现了另一种中度嗜热环境中的优势菌--嗜铁钩端螺旋菌.由于这两种菌在生物学特性上有较多相似之处,本文综述两种菌的浸矿机理和动力学方面的研究现状,并对其存在问题和今后主要研究方向进行探讨,以期为生物浸矿技术的具体工程运用提供指导.     

Influence of the attachment of acidophilic bacteria during the oxidation of mineral sulfides

Acidophilic bacteria found in mining environments are capable of oxidising insoluble sulfide minerals. The use of these bacteria during the oxidation of various mineral sulfides has received significant commercial interest.The attachment of Thiobacillus ferrooxidans and moderately thermophilic bacteria to sulfide minerals was investigated to further understand the mechanism(s) involved in the leaching of sulfide minerals. T.ferrooxidans (DSM 583 and ATCC 23270) and four strains of moderate thermophilic bacteria, Sulfobacillus thermosulfidooxidans, (strain TH1) and Sb.acidophilus (strains THWX, ALV and YTFI) all grown on ferrous iron, sulfur and a chalcopyrite concentrate (termed chalconc) were investigated using 3 sulfide mineral systems; pyrite, a chalcopyrite concentrate (chalconc) and an arsenic containing concentrate (termed arsenoconc). The degree of attachment of all substrate-grown cells along with contact angle measurements of both minerals and cells were determined in order to evaluate the effect of the growth substrate and the hydrophobic interactions on the attachment process. The attachment of both the mesophiles and moderate thermophiles were found to be dependant on the type of growth substrate, the substrate concentration and also the type of mineral studied. Whilst sufur-grown T. ferrooxidans (DSM 583) cells exhibited a higher degree of hydrophobicity, both ferrous iron and chalconc-grown cells showed a greater degree of attachment. This suggests that hydrophobic interactions are not principally responsible for the attachment of T. ferrooxidans to mineral sutfides. However, each moderately thermophilic strain exhibited greater attachment to the mineral sulfides when cultured on either the chalconc sample or elemental sulfur and all showed greater adhesion to the pyrite and arsenoconc samples than to the chalconc sample. Separate shake flask leaching of the sulfide samples T. ferrooxidans and Sb. thermosulfidooxidans (TH1) respectively in conjunction with the results of the attachment studies suggested that the leaching of mineral sulfides was a combination of both the direct and indirect mechanisms.     

硫化矿高温生物浸出工艺研究和应用进展

高温菌浸矿不仅比中温菌有更快的反应速率，而且还能有效浸出部分难溶原生硫化矿如黄铜矿等。因此，高温生物冶金工艺在湿法冶金中占据越来越重要的位置。对国内外高温菌浸矿的研究进展进行了综述，详细介绍了高温生物冶金工艺在提取金、铜、锌3种金属方面的应用，最后就如何发展和推广高温生物浸矿工艺提出了自己的一些看法。