硅酸盐细菌代谢产物对硅酸盐矿物的浸溶作用研究

研究发现,硅酸盐细菌JXF菌株在含有石英粉的培养基中能合成有机酸、氨基酸、多糖等各种代谢产物并分泌释放到发酵液中。随着发酵时间的延长,发酵液中4种有机酸（草酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸）含量逐渐降低,说明细菌又以它们为营养物质进行生长繁殖;在菌种的不同发酵期,合成氨基酸的种类不同,在无氮或含石英粉的培养基中,有利于细菌大量合成多糖类物质。摇瓶试验表明,有机酸、氨基酸、多糖均具有破坏高岭石晶格结构的能力而释放出其中的铝、硅,原因是这些有机物具有络合矿物中各种金属离子的有机基团并有一定的酸溶作用。试验还表明,各种代谢产物在浸出硅酸盐矿物中具有协同作用,三者的混合物的浸矿效果明显好于它们各自对矿物的作用效果。     

硅酸盐细菌JXF菌株浸矿脱硅条件研究

采用单独摇瓶浸出方法研究了影响硅酸盐细菌浸矿脱硅的各种条件,摇瓶试验表明,pH值、温度、摇瓶转速、装液量、接种量、浸矿时间、矿物种类、菌种特性均对硅酸盐细菌的脱硅效果有重要影响。在pH7.2、温度28℃、摇床转速200 r/min、500 mL锥型瓶的装液量100 mL、接种量3.8×106个/mL,浸出时间5~7 d情况下,JXF菌种浸矿脱硅效果最好。硅酸盐细菌JXF菌株对供试矿物的分解能力依次为绿泥石、高岭石、长石、石英。其中JXF-1菌株脱硅效果最好,可以浸出铝土矿原矿、绿泥石人工混合矿样中50.4%与65.3%的硅,而B.C菌株对该两种矿样的脱硅率仅分别为35.3%,48.2%。     

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。     

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。     

铝土矿的细菌浸出及微生物代谢产物试验研究

就细菌浸出方式、矿物品格结构、菌种的不同来源及其分解代谢物种类、数量、能力等四个方面对铝土矿的硅酸盐细菌浸硅效果的影响进行了试验研究和分析。结果表明,五种不同来源的硅酸盐细菌都能较好地从各种铝土矿中浸出硅,硅浸出率范围为35.3%-65.3%,其中JXF-1菌株浸出硅的效果最好;试验采用了四种不同的浸出方式,其中,利用预先在有被浸矿样且含蔗糖的培养基中培养的菌种,然后在有糖培养基质中对矿样进行浸出,硅的浸出率最好,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。在各种类型的被浸矿样中,细菌对层状结构的绿泥石浸出效果最好,可浸出其中65.3%的硅,而架状结构的正长石被细菌浸出的硅只有25.7%。硅酸盐细菌在不同的培养基中可以合成大部分的氨基酸、多糖和酒石酸、柠檬酸、苹果酸等四种主要的有机酸,各种代谢产物均对高岭石中的硅有一定的浸溶作用,试验表明,氨基酸、有机酸、多糖三者混合物溶解高岭石中硅的量比单独代谢产物的溶解硅的量分别高357.99%、291.89%、1186.1%。     

硅酸盐矿物的硅酸盐细菌浸出工艺研究

采用5种硅酸盐细菌,对含不同硅酸盐矿物的5种矿样（包括铝土矿原矿和人工混合矿）进行细菌浸矿脱硅摇瓶试验和工艺试验。摇瓶试验表明：5种细菌均能较好地浸出矿样中的硅,但其中JXF-1菌的脱硅效果最好;细菌存活环境和硅酸盐矿物的晶格结构影响浸硅效果。工艺试验表明：连续浸出工艺的细菌浸硅效果明显优于摇瓶试验和半连续浸出工艺,并可将浸出时间缩短4 d;以JXF-F菌为浸矿细菌,以含2%蔗糖的阿什比基质矿物盐培养基为细菌培养液和浸出液,采用连续浸出工艺可从铝土矿原矿和含绿泥石人工混合矿获得铝硅比分别为12.53和17.74的精矿,硅浸出率分别达70.1%和83.6%。     

用细菌从铝硅酸盐矿物中浸出硅的工艺研究

采用单独摇瓶浸出、半连续浸出和连续浸出工艺的方式对硅酸盐细菌的浸矿能力作了一个较全面的对比试验。不同来源的硅酸盐菌株均能较好的从铝硅酸盐矿物中浸出硅,但它们的浸出能力存在较明显的差异,微生物浸出工艺表明,采用连续浸出工艺,细菌浸出矿样中硅的效果明显比单独摇瓶浸出与半连续浸出效果要好,且浸矿时间也大幅度的缩短。5种矿样在连续浸出工艺中硅的浸出率比单独摇瓶浸出平均高10个百分点左右,对矿物中的铝也有一定的活化作用,可以浸出供试矿样中6.5%～14.9%的铝,但远低于浸出的硅,可除去铝土矿中的硅,为该菌种在矿物加工和土壤微生物硅肥中的应用提供理论依据。     

用细菌从铝硅酸盐矿物中浸出硅的工艺研究

采用单独摇瓶浸出、半连续浸出和连续浸出工艺的方式对硅酸盐细菌的浸矿能力作了一个较全面的对比试验.不同来源的硅酸盐菌株均能较好的从铝硅酸盐矿物中浸出硅,但它们的浸出能力存在较明显的差异,微生物浸出工艺表明,采用连续浸出工艺,细菌浸出矿样中硅的效果明显比单独摇瓶浸出与半连续浸出效果要好,且浸矿时间也大幅度的缩短.5种矿样在连续浸出工艺中硅的浸出率比单独摇瓶浸出平均高10个百分点左右,对矿物中的铝也有一定的活化作用,可以浸出供试矿样中6.5%～14.9%的铝,但远低于浸出的硅,可除去铝土矿中的硅,为该菌种在矿物加工和土壤微生物硅肥中的应用提供理论依据.     

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。     

黑曲霉对辉石中硅的浸出及其机理研究

普通铁精矿的含铁硅酸盐中硅的有效脱除是制备超纯铁精矿的前提。通过摇瓶浸出的方式,研究了浸矿时间、矿浆浓度对黑曲霉浸出含铁硅酸盐矿石--辉石中硅的影响,并通过SEM、XRD、EDS和FTIR等手段对浸出前后的矿物进行性能表征,以探究其浸矿机理。研究结果表明：随着浸出时间的延长,硅浸出率呈现先上升后下降的趋势,浸出13 d时的硅浸出率较高,为10.68%;随矿浆浓度的提高,硅浸出率呈先上升后下降趋势,矿浆浓度为10%时的硅浸出率较高,为6.01%;在黑曲霉浸出辉石的过程中,辉石的晶体结构遭到破坏,出现断裂甚至崩塌,晶体结构中O-H键、Si-O键的变化,与黑曲霉代谢产物通过酸解和络合作用降低矿物结晶度、破坏晶体结构、使矿石组分溶解有关。     

黑曲霉产酸调控及其浸出碳硅泥岩型铀矿石

在黑曲霉发酵液浸铀体系中,发酵液中的有机酸浓度直接影响铀的浸出率。为了提高黑曲霉发酵液对碳硅泥岩型铀矿的浸出性能,本文设计正交实验对黑曲霉的产酸条件进行优化,研究了预培养时间、微粒子浓度、接种比例、发酵培养时间对黑曲霉代谢产酸的调控作用,分析了发酵液中有机酸含量与铀浸出率的关系。结果表明,在预培养时间15 h、微粒子浓度5 g/L、接种比例4%、发酵培养时间96 h的最优实验条件下,黑曲霉发酵液中的总酸浓度为6880 mg/L,利用该条件下的发酵液浸出碳硅泥岩型铀矿,铀的浸出率达69.27%,铀浸出率与黑曲霉发酵液的总酸量呈正相关。     

粉煤灰灌浆防灭火材料性能研究与应用

 灌浆是目前最常用的一种矿井火灾防治技术。本文根据天府磨心玻矿火灾的情况及现状,研制了粉煤灰灌浆防灭火材料,并对粉煤灰浆液悬浮性和胶凝性进行了实验研究。实验结果表明： JXF1930悬浮剂和FCJ12胶凝剂的最佳添加量,其中悬浮剂添加量为0.1%（重量比）,在水灰比为1:1～1:2时胶凝剂添加量为0.06%。通过现场应用,取得了良好的效果,且防灭火成本低廉     

不同低分子量有机酸对煤矸石养分释放的影响作用

为弄清低分子量有机酸在煤矸石风化物养分释放中的作用,通过在煤矸石风化物中添加不同种类、不同浓度的低分子量有机酸（苹果酸、柠檬酸、草酸）,分析培养7 d、30 d及60 d后煤矸石pH值、碱解氮、速效磷、速效钾含量的变化及差异。结果表明：与对照相比,柠檬酸和苹果酸处理后的煤矸石pH值降低,而添加草酸对煤矸石的pH值具有提升的作用;苹果酸和柠檬酸对煤矸石碱解氮具有一定的释放作用,而草酸具有抑制作用;苹果酸和柠檬酸处理后的煤矸石速效钾含量呈现出下降趋势,草酸与之相反;在速效磷方面,供试有机酸均提高了煤矸石的速效磷含量。随着低分子量有机酸浓度的提高和培养时间的延长,柠檬酸和苹果酸处理后的煤矸石pH值基本表现为下降趋势,草酸则相反。随着实验周期的增加,煤矸石的碱解氮和速效磷含量都呈现出上升的规律,仅有速效钾呈现出下降的趋势。伴随浓度的升高,施入柠檬酸和苹果酸的煤矸石碱解氮组分基本保持下降的态势,草酸与之相反;三类酸处理后的煤矸石速效钾和速效磷含量并未随着有机酸浓度的升高表现出明显的规律性,说明有机酸浓度对煤矸石速效钾和速效磷组分的固定和释放影响不大。     

采煤活动对煤矿地下水化学特征的影响研究

采煤活动会影响天然水化学环境,改变地下水中的无机及有机水化学成分。以保德煤矿为研究区,采集地表水、地下水及矿井水,综合利用Piper图、Schoeller图、三维荧光光谱图,从无机与有机2个方面分析矿区水化学特征及受采煤活动的影响。研究结果表明,保德煤矿地表水、泉水和奥陶系灰岩水的水化学类型主要为HCO³-Na和HCO³-Ca,但位于滞留区的钻孔新鲜水化学类型为SO₄-Na和SO₄-Mg;位于弱径流区或滞留区的奥陶系灰岩水样K⁺+Na⁺浓度大于径流区水样,而Ca^2＋（Mg^2＋）浓度则相反,主要受离子交换作用和采煤活动的影响。地表水和泉水中溶解性有机质类型主要为腐殖酸类物质,奥陶系灰岩水有机质类型主要为色氨酸和溶解性微生物代谢产物,主要是通过微生物产生的,而矿井水有机质类型为色氨酸、溶解性微生物代谢产物及腐殖酸,这是受采矿活动影响,奥陶系灰岩水流经煤层,将煤中的腐殖酸类物质溶滤形成矿井水。地表水中UV₂₅₄和TOC值较其他水样高,与地表河流中树叶等植物的腐化溶解有关,矿井水中UV₂₅₄和TOC较奥陶系灰岩水较高,与煤层中腐殖酸类物质的溶解有关。     

Assessment of the floatability of chalcopyrite,molybdenite and pyrite using biosolids and their main components as collectors for greening the froth flotation of copper sulphide ores

Biosolids and representative compounds of their main components – humic acids, sugars, and proteins – have been tested as possible environment-friendly collectors and frothers for the flotation of copper sulphide ores. The floatability of chalcopyrite and molybdenite – both valuable sulphide minerals present in these ores – as well as non-valuable pyrite was assessed through Hallimond tube flotation tests. Humic acids exhibit similar collector ability for chalcopyrite and molybdenite as that of a commercial collector (Aero 6697 promoter). Biosolids show more affinity for pyrite. The copper recovery (85.9%) and copper grade (6.7%) of a rougher concentrate obtained using humic acids as main collector for the flotation of a copper sulphide ore from Chile, were very similar to those of a copper concentrate produced by froth flotation under the same conditions with a xanthate type commercial collector. This new and feasible end-use of biosolids and humic acids should be new environment-friendly organic froth flotation agents for greening the concentration of copper sulphide ore. Now, further research is needed in order to scale current laboratory assays to operational mining scales to determine efficiencies to industrial scale.     

无烟煤微生物成气中间代谢产物组成及其转化

研究了煤生物成气过程中中间产物的变化规律与成气过程的相互关系。以10 kg沁水盆地山西寺河矿的无烟煤为底物,以寺河矿区煤层气井口出水为菌源,进行了煤生物成气模拟实验,利用气相色谱-质谱联用对不同成气阶段发酵液中间产物进行了分析。实验发现煤生物成气有2个主要的产气周期,芳香环、杂环化合物和苯衍生物在反应初期转化为VFA等,发生在第1个产气周期;而长链烷烃的生成有2个高峰期,分别对应2个产气周期。根据煤生物成气模拟实验中间代谢产物的实验结果,进一步选取乙酸钠、丙酸钠、丁酸钠、己酸为底物,仍以同一煤层气井口出水为菌源,进行产气实验模拟,结果显示乙酸、丙酸、丁酸可以产气,而己酸则对成气呈现抑制作用。以底物计算甲烷产生效率为丁酸丙酸≈乙酸,丁酸约为乙酸和丙酸的4倍;而以碳数计算时甲烷产生效率则为丁酸乙酸丙酸,丁酸约为乙酸的2倍,说明不同的有机酸产甲烷时可能存在有机酸碳数奇偶性的差异。以上结果表明,VFA和长链烷烃在煤生物成气中发挥着重要的作用,而有关煤生物成气中VFA和长链烷烃的生成和转化以及其对成气的影响尚需进一步研究。     

膦酸类药剂的研究

简要总结膦酸类药剂在矿物加工领域中的应用,详尽论述有机膦酸的制备工艺,通过检验分析可知,所得样品的纯度是令人满意的。选矿试验结果表明,所制备的有机膦酸具有捕收力强和选择性高的特点。