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%。     

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。     

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。     

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%。     

矿物结构对胶质芽孢杆菌生长代谢及溶硅的影响

选用一株胶质芽孢杆菌,通过检测发酵培养液中代谢产物种类与含量、SiO2浓度、pH值、细菌数量以及分析胶质芽孢杆菌-矿物相互作用后矿物表面微观形态与结构的变化,研究该菌种在高岭土、石英与铝土矿环境中生长代谢规律及对不同矿物的分解作用机制.结果表明,该菌种在不同矿物环境中生长规律基本一致,生长周期有一定差异;铝硅酸盐矿物能显著促进与刺激该菌种生长代谢能力,其中高岭土对菌种作用最为明显;该菌种对高岭土分解效果最好,发酵15d后,浸出液中SiO2质量浓度达到41 mg/L左右;高岭土与铝土矿表面微观形态与石英相比变化明显,表明矿物结构是影响硅酸盐矿物微生物分解的重要因素.     

不同来源Burkholderia菌株对高岭石浸矿效果的影响

通过摇瓶培养实验,研究两株不同来源Burkholderia菌种(BKZ01、BKZ08)对高岭石中Si、Al等主要元素的溶出动力学差异,并结合菌种的生长代谢特性,探明菌种选择性浸出矿物中主要元素的可能生物化学机制。结果表明：BKZ01具有较强代谢产苹果酸与酒石酸的能力,BKZ08不产酒石酸,但代谢产柠檬酸、草酸、胞外多糖与蛋白质的能力相对较强;BKZ01对高岭石中Si的浸出选择性要明显好于BKZ08,其浸出液中SiO₂的含量是BKZ08的1.55倍,而BKZ08对Al的浸出选择性要明显强于BKZ01,其浸出液中Al₂O₃的浓度是BKZ01的2.18倍。分析认为,Burkholderia代谢产物的组分与分泌量差异是影响其选择性浸出高岭石矿物中Al、Si、K、Fe等元素效率的关键因素,其中苹果酸(酒石酸)与柠檬酸(草酸)可分别促进细菌优先释放Si与Al;而蛋白质与多糖对细菌选择性浸出K、Fe有利。     

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.     

聚合硅酸对含铁硅酸盐矿物浮选抑制作用的机理

水玻璃经H2SO4、Al2(SO4)3,Fe(NO3)3活化以后，在赤铁矿的浮选中对含铁硅酸盐脉石矿物具有良好的选择性抑制作用。红外光谱，光电子能谱的研究结果表明，制得的聚合硅酸胶体溶液中荷正电的组分由于静电作用而选择性地吸附在荷负电的硅酸盐矿物表面，从则导致霓石的浮选到抑制。     

用膨润土制备层状结晶二硅酸钠的研究

介绍了用廉价膨润土制备层状结晶二硅酸钠的方法。采用由膨润土制备造纸黑液处理絮凝剂后的残渣,以烧碱按一定的摩尔比浸取SiO2,再经浓缩、干燥、热处理,便可制备出符合质量要求的产品。此法克服了水玻璃法生产成本高,石英砂-烧碱法高压操作、工艺复杂的矛盾。     

用蛋白土制备硅酸钠工艺研究

采用水热碱溶法研究了用蛋白土制取硅酸钠的工艺条件和主要影响因素.正交试验结果表明:反应时间、NaOH用量以及体系的液固比,对蛋白土SiO2的浸出率和硅酸钠溶液模数的加权值的影响都非常显著.各因素对试验结果的影响显著性顺序为:氢氧化钠用量＞液固比＞反应时间.其中氢氧化钠的用量对实验结果的影响,远远大于其它影响因素.最佳制备工艺条件为:反应时间75min,NaOH用量与蛋白土用量之比为0.325,液固比为3.0.     

硅酸锆超细磨矿试验研究

研究硅酸锆超细磨矿工艺，采用三段开路磨矿流程、CXM—1000型超细搅拌磨机、d=1．8～2．5mm硅酸锆磨介体系、磨矿浓度62．5％，分散剂为碳酸钠0．4％和六偏磷酸钠0．5％、磨矿时间3h，可获得产品粒度-2μm85．7％。     

活性硅酸溶胶在矿物浮选分离中的作用

简要介绍了活性硅酸的溶液化学性质，以及其在萤石，白钨钛铁矿，赤铁矿等矿石浮选分离中的应用与研究进展，并展望了活性硅酸胶体作为浮选调整剂的应用前景。     

用高岭土酸解残渣制备层硅酸钠

介绍了高岭土酸解残渣制备层状结晶二硅酸钠的方法。高岭土酸解制备絮凝剂(用于处理造纸黑液)后的残渣,含有大量的S iO2,用烧碱按一定的摩尔比浸取其S iO2,再经浓缩、干燥、热处理,可制备出符合质量要求的层硅酸钠产品。     

用硅藻土制备硅酸钠工艺试验研究

采用水热碱溶法对硅藻土制备硅酸钠的工艺进行了探索性研究。就碱浸时间、碱用量、液固比三个因素做了正交试验,得出最佳因子组合。结果表明,碱用量和液固比对碱浸影响显著,碱浸时间在75min以上则对碱浸影响不明显。     

硅酸铝包覆硅灰石复合粉体表面硅烷改性研究

使用氨基硅烷对硅酸铝包覆硅灰石复合粉体进行了表面改性,研究了硅烷用量、改性温度和改性时间对复合粉体吸油值的影响,并对改性产品进行了红外光谱分析.然后将改性复合粉体填充到尼龙6(PA6)中,研究其在PA6中的填充性能.采用扫描电镜(SEM)对硅烷改性前后的复合粉体填充PA6材料的冲击断面进行了表征.结果表明:适宜的硅烷偶联荆用量为硅酸铝包覆硅灰石复合粉体质量的1%,改性温度为60℃～80℃,改性时间为15～20min.改性可以改善复合粉体与PA6的结合界面,明显提高其力学性能.     

煤系高岭土制备微孔硅酸钙

通过水热合成的方法,以煤系高岭土和石灰乳为原料制备出微孔硅酸钙粉体,并用XRD,SEM,TGA/DSC等对硅酸钙粉体进行了表征。结果表明,硅酸钙主要以半结晶态形式存在,粉体颗粒的粒径大小为10～20 μm 不等,结构松散,含有大量孔径为1～2 μm的不规则微孔。