含氯浸铀尾液对混合浸铀菌株生长动力学影响的研究

以嗜酸性氧化亚铁硫杆菌、氧化亚铁钩端螺旋菌及氧化硫硫杆菌三种混合菌种为受试材料,通过试验分析培养基中pH、Eh、Fe~(2+)和总铁的变化情况,研究氯离子浓度胁迫对混合菌活性的影响。利用[Fe~(2+)]/[Fe~(3+)]的比值及菌种对Fe~(2+)的得率系数对不同Cl~-浓度下细菌的比生长率进行拟合来表征不同Cl~-浓度的浸铀尾液对混合菌生长活性的胁迫效应。结果表明,混合菌对含氯浸铀尾液具有一定的耐受能力。当尾液培养液中Cl~-≤1.0g/L时,Cl~-对混合菌的生长基本没有影响;当Cl~-浓度在1.0~5.0g/L时,混合菌对Fe~(2+)的氧化转化能力开始受到不同程度的影响,影响程度随着Cl~-浓度的增加逐渐增大;当Cl~-=10.0g/L时,混合菌的生长完全受到抑制。     

特殊离子对嗜酸性铁氧化混合菌活性的影响研究

为了探明铀矿浸出过程中不同氧化剂处理所得的吸附尾液对浸矿液制备体系中嗜酸性铁氧化混合菌的影响机制,本研究利用实际浸矿尾液作为培养基,以Acidithibacillus ferrooxidans,Leptospirillum ferrooxidans及Acidithibacillus thiooxidans等为主的3种混合菌种作为受试材料,通过批示实验研究含不同浓度Cl~-, Al~(3+)和Mn~(2+)的浸铀尾液体系对混合菌生长和铁氧化活性的影响。结果表明:混合菌在各离子类型尾液中的生长呈现为二段式生长,且抑制效应主要表现于延滞期阶段,其中Mn~(2+)和Al~(3+)所导致的抑制属于多代次培养后可适应的影响因素,延滞期依次:0～300 h (Cl~-), 10～30 h (Al~(3+))和10～30 h (Mn~(2+));各离子对混合菌铁氧化活性的影响差异较大,其抑制率由大到小的顺序为Cl~-Al~(3+)Mn~(2+);高含量的离子抑制混合菌的生物铁氧化能力, 741 mmol·L~(-1)的Al~(3+)或1092 mmol·L~(-1)的Mn~(2+)或192 mmol·L~(-1)的Cl~-能完全抑制混合菌的生长。研究结果将为推动铁氧化细菌在浸矿尾液再生体系内的稳定应用进程提供理论指导和实验支持。     

浸铀菌株选育及生理生化特征研究

为充分利用有限的菌液生产量进行地浸采铀生产,需开展地下原位植菌生物地浸技术研究,其关键技术之一是地浸中浸铀菌株的铁氧化活性是否能满足地下浸铀的要求。对采集于新疆某铀矿床岩心与地下水样品分离纯化得到的具有铁氧化活性的Acidithiobacillus ferriooxidans菌株(512SCK-Af-17),在20℃的低温环境和地浸尾液中铁氧化活性及其生理生化特征进行了系统研究。结果表明,经过连续培养和逐级驯化,菌株的铁氧化活性明显增强,可在20℃低温环境30h将体系内5g/L Fe~(2+)完全氧化;该菌种在Fe~(2+)浓度为3g/L,初始pH为1.8,温度30℃的尾液培养环境中最短生长周期为16h,且菌株在接种量20%,起始pH=1.8,Fe~(2+)浓度5～10g/L的培养环境中Fe~(2+)氧化速率最快。研究成果对砂岩型铀矿原位植菌生物地浸技术的应用提供了科学依据。     

基于PHREEQC模拟嗜酸氧化亚铁硫杆菌浸铀研究

为模拟微生物浸铀过程中各组分的动态变化,通过将微生物浸铀动力学过程的3个反应和4个方程嵌入PHREEQC地球化学数据库拟合试验结果。结果表明:建立的基于PHREEQC软件的微生物浸铀动力学数据库能够模拟微生物浸铀的化学反应动力学过程,模拟结果分析发现,铀的浸出既受溶液中铁离子浓度的直接影响,又受微生物数量和亚铁离子浓度及氧化的间接影响。     

基于PHREEQC模拟嗜酸氧化亚铁硫杆菌浸铀研究

为模拟微生物浸铀过程中各组分的动态变化,通过将微生物浸铀动力学过程的3个反应和4个方程嵌入PHREEQC地球化学数据库拟合试验结果。结果表明:建立的基于PHREEQC软件的微生物浸铀动力学数据库能够模拟微生物浸铀的化学反应动力学过程,模拟结果分析发现,铀的浸出既受溶液中铁离子浓度的直接影响,又受微生物数量和亚铁离子浓度及氧化的间接影响。     

新疆蒙其古尔矿床铀矿石CO_2+O_2中性浸出试验

采用新疆某砂岩铀矿石为原料,在实验室开展了分别以矿床地下水和地浸尾液配制浸出剂的CO_2+O_2中性浸出试验,研究不同铀矿石的铀浸出差异,以及对地浸具有影响的Fe、S的氧化与碳酸盐的溶解沉淀状况。结果表明,地下水和地浸尾液配制的浸出剂对相同矿石的浸出结果没有明显差异,矿石铀含量是最主要影响因素,浸出铀浓度与矿石铀含量显著正相关;静态浸出过程中,铀在体系中的扩散不充分,底部铀浓度显著高于上部,通常静态浸泡比搅拌浸出的铀浸出率低与此有一定关系;Fe的氧化较显著,浸后矿石FeO含量下降37%～62%,S也有所氧化;碳酸盐处于接近饱或超饱和状态,应将体系pH控制在6.5以内,以避免方解石和白云石发生饱和沉淀。     

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征及其对原生硫化铜矿的氧化浸出效果.嗜热嗜酸菌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,添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Fe2+.氧化浸出的最适温度65℃,最适pH2.0.对-90μm低品位硫化铜矿粉矿浆浓度10%,搅拌浸出12d,嗜热嗜酸菌对总铜的浸出率为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%.     

Ni2+、Cu2+、Zn2+对氧化亚铁硫杆菌氧化 活性影响

为研究金属离子对氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans,At.f）氧化活性的影响,通过测定经初步驯化的At.f菌在不同初始pH下的生长活性,开展不同浓度梯度的Ni2+、Cu2+、Zn2+及三种金属离子共存时对At.f菌的氧化活性影响的试验。结果表明,当初始pH为1.8时,At.f菌生长活性最好,且低浓度的Ni2+、Zn2+对At.f菌氧化活性影响较小,对两种金属离子的耐受浓度均在20 g/L以上;而该细菌对Cu2+比较敏感,当Cu2+浓度为2.5 g/L时,菌株的生长活性明显下降,特别是10 g/L时,对At.f菌的氧化能力有显著的抑制作用。三种金属离子同时存在时对At.f菌氧化活性的影响大于单一金属离子,当三种金属离子的浓度均为2.5 g/L时,在48小时内对At.f菌的氧化能力有显著的抑制作用,当三种金属离子的浓度均为5 g/L时,80小时时菌株对Fe2+的氧化率极低,说明At.f菌需要经过多种金属离子共存驯化培养后才能更好地运用于多金属复杂矿物的处理。     

CO2+O2浸铀体系铀的Eh-pH优势场分布特征

铀的存在形式是决定铀的水迁移能力的重要条件。基于不同CO2和O2压力条件下的浸铀试验和地球化学模式软件PHREEQC计算,研究各浸铀体系中铀的Eh-pH优势场图特征及其影响因素。在CO2+O2浸铀体系中,碳酸铀酰络合物是铀在水中的主要存在形式,水的pH影响碳酸铀酰络合物优势域临界pH,HCO3-浓度则是铀的氧化还原临界电位变化的主控条件,而CO2是这些影响产生的根本因素。     

某高氟铀矿石浸矿菌活性匹配试验研究

选择两个不同的菌群(B3mYP1Q和05B)分别对同一高氟铀矿石进行了微生物浸铀试验。通过对各个浸出阶段数据的分析、对比,选出了对高氟铀矿石具有较强适应能力和较好浸出效果的最佳耐氟菌群和最佳工艺参数。结果表明,B3mYP1Q菌群的浸铀效果较好,铀浸出率达到97.99%。     

氯离子对氧化亚铁硫杆菌和氧化亚铁钩端微螺菌活性的影响

采用连续稀释法分别从江西和广东某铀矿生物冶金现场筛选得到两株亚铁氧化菌。16srDNA鉴定结果表明,细菌分别为氧化亚铁硫杆菌(Acidimicrobium ferrooxidans)和氧化亚铁钩端微螺菌(Leptospirillum ferriphilum)。在氯离子浓度在1g/L以内,对细菌亚铁氧化活性基本没有影响;1~2g/L铁氧化活性有所降低,但是细菌通过调节依然能够适应并维持比较高的活性;氯离子浓度大于2g/L后亚铁氧化活性急速下降,当氯离子浓度大于3g/L后细菌生长受到抑制,亚铁氧化活性很低。     

JX嗜酸异养菌与氧化亚铁硫杆菌联合浸铀的研究

从江西某铀矿酸性矿坑水中筛选出了一株JX嗜酸异养菌和一株氧化亚铁硫杆菌,将它们按不同的接种比例和接种时间接种于加了铀矿粉的9K培养基中,进行了联合浸铀试验。结果表明:加入异养菌后,浸出体系中Fe2+氧化速率、pH下降速度及Eh的上升速度都有所减慢;不同接种比例试验的铀的最终浸出率均在97%左右;不同接种时间试验的铀最终浸出率均在98%左右;JX异养菌的加入,对氧化亚铁硫杆菌浸铀没有起到明显的促进作用。     

酸法地浸铀矿吸附尾液细菌氧化的影响因素

为确定巴彦乌拉铀矿酸法地浸构建细菌氧化工艺体系的可行性，探讨了细菌接种率、酸度、温度、亚铁浓度及过氧化氢投加量对细菌氧化亚铁的影响。结果表明：内蒙古巴彦乌拉铀矿吸附尾液接种细菌后有稳定亚铁氧化效果；外加硫酸至pH为0.6时，细菌仍能保持稳定活性；细菌对温度变化有较强的适应能力；初始亚铁浓度在0.35~4.81 g/L，随着亚铁浓度升高，细菌亚铁氧化速率逐渐上升；在生产中，细菌亚铁氧化体系需要有足够的通气量，可投加低浓度过氧化氢作为细菌氧化的辅助途径。     

Participation of aspartic acid and pyrroloquinoline quinone in vitamin B12 production in Klebsiella pneumoniae IFO 13541

Vitamin B12 production by Gram-negative facultative anaerobic intestinal bacteria, members of the family Enterobacteriaceae, was examined. Klebsiella pneumoniae IFO 13541 was the most effective strain with regard to such production. The growth of the strain and its production of vitamin B12 depended exclusively on the concentration of yeast extract added to the medium. The yeast extract components required for the stimulation of bacterial growth and or vitamin B12 production were identified as aspartic acid and pyrroloquinoline quinone (PQQ) and the relationship between vitamin B12 production and these two components was examined. The metabolism of aspartic acid in this process was also investigated; the major metabolites were alanine, glutaminic acid, and valine. The formation of alanine depended on dehydrogenase, the activity of which was greatly increased with increasing PQQ concentration.     

嗜酸性氧化亚铁硫杆菌耐氟性研究

氟可以抑制微生物浸出过程中微生物的生长。为探究微生物在不同矿物质的生物浸出过程中呈现不同氟耐受性的原因,利用嗜酸性氧化亚铁硫杆菌在不同生长时期进行氟胁迫试验。结果表明,迟滞期前引入氟化物,F~-浓度为0.5和1.0mmol/L时,Eh、Fe~(2+)氧化速率及细菌生长活性与对照组相似,F~-浓度分别为1.5、3.0和5.0mmol/L时,Eh和Fe~(2+)氧化速率明显下降直至停滞,细菌生长活性从受到轻微影响变化到绝对停滞;对数生长期前引入氟化物,氟浓度为10.0mmol/L时才表现出明显延迟,20.0mmol/L的氟胁迫时,细菌无法正常生长。     

铀矿堆浸酸化液连续培养浸铀微生物的研究

在野外环境中利用铀矿堆浸酸化液进行了浸矿细菌的三级连续培养工艺研究。结果表明,细菌经过驯化后能适应铀矿酸化期间200~300mg/L铀浓度的培养环境,能有效氧化酸化液中溶解黄铁矿产生的二价铁,出液Eh维持在550mV左右。试验结束时,日出液量与培养槽容积比(日菌液产出比)达到2.5。     

充气量和补铁对嗜酸菌群铁氧化速率的影响

研究了充气量和补加铁对嗜酸菌群铁氧化速率的影响。结果表明,充气量低时菌群生长缓慢,提高充气量可促进菌群的生长和膜的形成,充气量过大则不利于细菌挂膜,影响菌群密度。5L培养体系的最佳充气量为0.6L/min。较大充气量可维持较高浓度的溶解氧及其平衡,获得较高的铁氧化速率。补加Fe2+可使菌群的生长维持在对数增长期及稳定期,可显著提高菌密度和铁氧化速率,铁氧化速率最高可达1.75g/(L.h),是常规菌液培养条件下的10倍左右。     

高碳酸盐砂岩型铀矿石微酸中性浸出性能

为研究微酸中性浸出工艺对高碳酸盐型铀矿石的浸出性能,对某高碳酸盐砂岩型铀矿石进行了静态浸泡试验、多回次氧化浸出试验及柱浸试验。结果表明,高碳酸盐型铀矿应用传统酸法浸出容易产生气堵和CaSO4沉淀,而应用微酸中性浸出虽然浸出强度小,但不容易产生沉淀,应用传统碱性浸出的浸出强度略高于应用微酸中性浸出,但容易产生CaCO3沉淀;应用低浓度H2O2氧化浸出效率低,H2O2主要被矿石中其他还原性物质消耗,高浓度H2O2容易和溶液中的铀反应生成过氧化铀沉淀,而KMnO4氧化浸出效果明显;在柱浸中,微酸浸出浸出率和碱性浸出浸出率分别为49.2%和41.7%,前者主要限制因素是矿柱酸化速率高于矿柱氧化速率,而后者主要限制因素是浸出后期矿层堵塞,渗透性下降。