胶质芽孢杆菌JXF释硅特性研究

摇瓶单因素条件试验与正交试验结果表明,在pH7.2、矿浆浓度20%、温度30℃和细菌接种量15%的条件下,JXF菌种脱硅效果最好。细菌浸矿过程中,应尽量接种芽孢生成率较低时的细菌,试验表明细菌在培养的前4天,芽孢产生率低,活性高。单独摇瓶浸矿试验采用了四种不同的浸出方式,其中利用预先在含被浸矿样和蔗糖的培养基中培养的菌种,然后在有糖的培养基质中对矿样进行浸出,硅的浸出率最高,从各种矿样中浸出硅的范围为25.7%￣65.3%,比其它浸出方式高10%以上。而连续浸出工艺表明,JXF菌株的脱硅率在34.8%￣86.3%,且浸矿时间由7d缩短到5d。     

胶质芽孢杆菌释放矿物元素效果及机理研究进展

胶质芽孢杆菌是化能异养型细菌,广泛存在于土壤中。我国学者在胶质芽孢杆菌的分离鉴定、培养条件及发酵工艺、解钾解磷解硅活性、对硅酸盐矿物风化作用、土壤肥料等方面做了许多研究。目前的研究提出了几种矿物细菌交互作用机理,而这些机理是通过细胞胞外聚合物、细菌代谢产生的有机酸和某些酶等物质与矿物的交互反应实现的。通过对国内目前在胶质芽孢杆菌对矿物交互作用溶出离子方面的研究进展和作用机理进行总结和展望,呼吁广大研究者从宏观微观多角度多领域对胶质芽孢杆菌本身及其与矿物的交互作用进行深入研究。     

硅酸盐细菌生长及对硅酸盐矿物中硅铝的浸溶

为了找到能从高硅含量的硅酸盐矿物中脱硅的细菌,利用常规微生物筛选技术,从硅酸盐肥料中筛选到1株编号为JXF菌株,通过形态学研究,并与标准的胶质芽孢杆菌等硅酸盐细菌的生化特征比较,表明JXF细菌为胶质芽孢杆菌。摇瓶浸矿试验表明,硅酸盐细菌具有较强的活化、吸持硅酸盐矿物中硅、铝的能力,以高岭石为底物,培养2~6d,接灭活菌上清液中硅的含量均高于接菌组中硅的含量,细菌吸持的硅含量占解硅量的90%左右,细菌数越多,细胞吸持的硅也多。通过对浸渣主要矿物物相分析,表明层状结构的硅酸盐矿物如高岭石、伊利石等较易被细菌作用而释放出其中的硅、铝、钾等元素。     

胶质芽孢杆菌JXF菌株代谢产物与脱硅作用研究

采用摇瓶振荡培养和电镜分析, 研究了胶质芽孢杆菌JXF菌株在发酵培养过程中产生代谢产物的种类、能力及其对钾长石中硅的浸出效果。结果表明, 在含有石英粉的培养基中, JXF菌株可合成有机酸、氨基酸、多糖等代谢产物并析释于发酵液中。发酵液中4种有机酸(草酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸)的含量随发酵时间延长逐渐降低, 说明细菌又以它们为营养物进行生长繁殖; 在不同发酵期JXF合成的氨基酸种类不同, 而无氮或含石英粉的培养基有利于细菌大量合成多糖类物质。代谢产物摇瓶浸矿试验表明, 有机酸、氨基酸、多糖等均具有配合矿物中各种金属离子的有机基团并有一定的酸溶作用, 均可破坏钾长石晶格结构, 并释放出其中的铝、硅。在浸出硅酸盐矿物时, 代谢产物具有协同作用, 三者的混合物的浸矿效果明显优于它们单独作用时的效果。     

胶质芽孢杆菌对水中Pb2+生物吸附-浮选性能研究

用胶质芽孢杆菌作吸附剂,探讨了采用生物吸附-浮选法去除水相中Pb2 的可能性,并对生物吸附机理和吸附剂与捕收剂的作用机理进行了分析.结果表明,用阳离子型捕收剂对胶质芽孢杆菌有较高的去除率,在pH为3～6的范围内,用十二胺浮选吸附了Pb2 的胶质芽孢杆菌,可获得较好的菌细胞和Pb2 的去除效果.在浮选pH=6.25、十二胺用量为0.375 mol/L时,菌细胞和Pb2 的去除率均达到了98%以上.选用Na2CO3作为解吸剂,浓度为1.2 mol/L、pH=4.75时,对吸附Pb2 后的胶质芽孢杆菌的解吸效果可以达到100%.动电位测试和红外光谱分析结果表明,胶质芽孢杆菌的自然等电点为2.39,吸附Pb2 后变为2.83,菌细胞与Pb2 的吸附过程主要与细胞多糖成分有关,吸附过程主要是静电吸引;吸附了Pb2 的菌细胞用十二胺浮选后等电点增至2.94,十二胺对菌细胞的浮选与细胞表面的酰胺基团和缔合-OH有关,吸附过程中有静电力、氢键和范德华力参与.     

不同pH值生物聚合物无固相钻井液中巴氏芽孢杆菌的生长预测模型

微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）技术为地质钻探行业解决破碎地层孔壁失稳难题提供了有益借鉴,探究微生物在钻井液环境条件下的生长规律是成功应用MICP技术解决破碎地层孔壁失稳的首要前提。因此,本研究检测了pH值为7.0、7.4、7.8、8.2、8.6、9.0、9.4、9.8、10.0条件下巴氏芽孢杆菌在生物聚合物（XC）钻井液中的生长情况,对其生长规律进行分析和拟合,并构建了其生长预测模型。结果表明：在实验设定的pH值条件下,巴氏芽孢杆菌均能正常生长。综合比较各模型的回归系数、均方误差、赤池信息量准则、准确因子和偏差因子可知,修正Gompertz模型更适合描述巴氏芽孢杆菌在XC钻井液中的生长情况,Arrhenius模型更适合描述pH值对XC钻井液中巴氏芽孢杆菌的最大比生长率的影响规律。研究结果为利用MICP技术稳定破碎地层孔壁的成功应用奠定了良好的理论基础和提供了科学依据。     

解淀粉芽孢杆菌对粉煤灰浸矿脱硅的研究

采用解淀粉芽孢杆菌ZGW-12对粉煤灰进行生物脱硅研究,确定菌种培养和矿物脱硅的最适条件.实验确定细菌培养的初始接菌量为5 mL,保持30℃恒温并在125 r/min条件下培养4 d达到生长稳定期.粉煤灰脱硅最佳条件为:7.5％ 浓度的无菌矿浆100 mL中接菌5 mL,在30℃和150 r/min的条件下摇瓶浸出.粒...     

高硫铝土矿流化焙烧脱硫及对溶出性能的影响

采用同转窑对我国高硫铝土矿进行焙烧预处理,考察了焙烧温度、焙烧时间对矿物中硫含量的影响以及对矿物溶出性能的影响.并对高硫矿脱硫机理和焙烧机理作了进一步的探讨.实验结果表明,通过焙烧的方法,铝土矿中的硫元素可以成功的以气体形态排出,在焙烧温度为700℃,焙烧时间为30 min条件下高硫铝土矿中硫含量达到我国氧化铝生产的工业要求(<0.7%),焙烧矿经过流化焙烧预处理,溶出性能大为改善,具体表现为:溶出温度由240℃下降至220℃,最佳配料分子比从1.5下降至1.3.     

硅酸盐细菌代谢产物对不同结构硅酸盐矿物风化作用的影响

选用一株硅酸盐细菌,采用摇瓶发酵培养,对比分析不同结构硅酸盐矿物刺激与促进细菌产代谢产物的差异;采用摇瓶浸矿试验,研究细菌代谢产物及细菌对石英、斜长石与高岭石的风化分解作用。结果表明,硅酸盐矿物可促进细菌产草酸、酒石酸、苹果酸等有机酸、氨基酸与多糖,同时可刺激细菌代谢产生特定的柠檬酸与氨基酸,高岭石对细菌代谢产有机酸与多糖促进作用最强,斜长石对细菌代谢产生氨基酸促进作用最明显;各代谢产物均对硅酸盐矿物具有一定的风化分解作用,其中多糖对矿物分解作用最强,混合代谢产物对矿物具有更强的风化作用;具层状结构的高岭石较架状结构的斜长石更易被细菌及代谢产物所风化分解;3种代谢产物的混合物在风化矿物过程中具有明显协同作用;细菌对矿物分解作用明显较混合代谢产物强,表明细菌对矿物风化分解作用是生物物理及化学等多种因素共同作用的结果。     

空白焙烧石煤物相及钒形态变化对细菌浸钒的影响

以湖北郧西某石煤为原料,研究了石煤空白焙烧对石煤物相、钒形态及微生物浸出过程的影响,并采用XRF、XRD和FTIR等检测手段对石煤原矿及焙烧熟料进行了表征。结果表明:(1)石煤试样在900℃空白焙烧预处理2 h,在细菌作用下,钒浸出率达到92.62%,浸出体系中Si的最大浸出量为53.93 mg/L,浸出结束后,体系中Al的最大浸出量小于10 mg/L,Fe的最大浸出量小于2 mg/L。(2)石煤中88.62%的钒存在于残渣态中,900℃空白焙烧熟料中,存在于残渣态中的钒仅占9.28%,可交换态中的钒增至85.52%。(3)空白焙烧使钒云母的层间水分子发生了变化,羟基脱除,铝氧四面体的结构失稳,基本构成单元发生畸变和垮塌,晶格中钒与周围元素的化学键能降低,削弱了对钒的束缚,为细菌浸出钒创造了条件。     

疏水草分枝杆菌对矿物颗粒间相互作用的影响分析

通过理论计算分别得到了在无草分枝杆菌存在时赤铁矿与石英颗粒、赤铁矿颗粒之间、石英颗粒之间以及在有草分枝杆菌存在时赤铁矿颗粒之间的总作用势能V_T与颗粒距离h的关系曲线, 并对曲线进行了分析。分析表明: 在无草分枝杆菌存在时, 赤铁矿与石英颗粒之间、赤铁矿颗粒本身之间均存在着强烈地吸引作用, 且赤铁矿与石英颗粒之间的吸引作用明显大于赤铁矿颗粒本身之间的吸引作用, 而石英颗粒之间则存在着强烈地排斥作用。草分枝杆菌这种疏水性微生物的存在, 明显增大了赤铁矿颗粒本身之间的吸引作用, 使得它的吸引作用较赤铁矿和石英颗粒的吸引作用大得多。草分枝杆菌的加入, 有利于增强赤铁矿和石英颗粒之间的分离能力。     

不同产地高岭土的组成和结构研究

本文采用XRF、SEM、BET、XRD、IR、DTA等测试手段对不同产地高岭土的组成和结构进行了研究。实验结果表明:不同产地的高岭土其组成和结构有所差异。     

微量钛硅对热浸镀锌铝合金金相组织的影响探究

通过向热浸镀锌铝合金中分别掺入微量钛、硅元素, 探究不同含量的钛、硅对锌合金金相组织的影响。结果表明, ZnAl系合金Ti含量在0~0.01%之间, 其晶粒从多向生长转为单向生长, 第三相分布均匀;Ti含量在0.01%~0.02%之间, 其晶粒从单向生长转为多向生长, 组织形态变化较大, 随着第三相增加, 出现局部集中现象。随着Al含量增加, ZnAlSi系合金中第三相Si相从分布在富铝相和富锌相向富铝相区域集中。Ti元素对合金组织细化效果优于Si元素, 对合金组织影响较为显著。     

矿物原料研究合成4A沸石的进展和展望

简述了用各种矿物原料合成4A沸石研究的进展和优缺点,结合我国资源条件,指出用天然矿物原料或工业废料替代原料合成沸石的有些研究仍需不断深入,才能走向实际应用,有些研究则不具经济前景.     

氧化亚铁硫杆菌培养条件的优化

氧化亚铁硫杆菌生长代谢影响因素有很多,本试验主要对温度、pH、培养基的量以及接种量进行研究,同时也研究了不同氮源及能源条件对菌生长的影响,确定出氧化亚铁硫杆菌的最佳培养条件为温度28℃,pH=2.0,装液量为100mL(250mL锥形瓶),接种量为10%,最容易利用的能源物质是FeSO4,氮源是硫酸铵。     

晶粒间不均匀变形对空洞长大和聚合的影响

通过建立一个双晶模型, 采用晶体塑性有限元方法研究了FCC晶体中晶界上空洞的长大和聚合行为, 分析了变形失配对晶界上球形空洞长大和聚合的影响。研究结果表明: 晶界上的等效塑性应变大于单晶中的等效应变, 且空洞易沿着晶界长大; 随着晶粒间取向因子差异的增加, 晶粒间变形失配更加严重, 空洞越易沿着晶界长大和聚合。