海藻酸钠-聚丙烯酰胺固定氧化亚铁硫杆菌技术的研究

以海藻酸钠(SA)、聚丙烯酰胺(HPAM)为复合载体,加入聚乙二醇(PEG)为致孔剂,对氧化亚铁硫杆菌进行固定化研究。实验考察了SA、HPAM、PEG的浓度对SA-HPAM凝胶微球的机械强度及固定化细胞的氧化活性的影响,确定了三种材料的最佳浓度:SA为2.5%,HPAM为0.4%,PEG为2%,此条件下固定化细胞对Fe~(2+)的最大氧化速率可达2.853g·(L·h)~(-1),24h后Fe~(2+)的氧化率在98%以上,固定化细胞目前重复使用了15次,并在3℃冰箱中存放两个月后,依然具有很好的氧化活性,表明SAHPAM固定化的氧化亚铁硫杆菌具有较好的稳定性。     

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。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌在矿物表面的黏附

Preston Perasia等人在《International Journal of Mineral Processing》2010年28卷(3/4)期上撰文,介绍有关生物氧化浸出矿物的机制——嗜酸氧化亚铁硫杆菌在矿物表面黏附对浸出影响的研究结果。生物浸出的直接机制是:氧化亚铁硫杆菌首先被矿物吸附,随后细菌酶对矿物起侵蚀作用。首先黏附于硫化矿物的细菌将影响亚铁离子的氧化速率。     

表面活性剂OPD对生物浸出铁闪锌矿的影响

Lan Zhouyue等人在2009年22卷（1）期《Minerals Engineering》上撰文,介绍了表面活性剂对生物浸出铁闪锌矿影响的研究结果。表面活性剂为邻-苯二胺（OPD）,所用细菌为嗜酸氧化亚铁硫杆菌、嗜酸氧化硫硫杆菌和氧化亚铁钩端螺旋菌的混合菌。生物浸出在摇瓶中进行。     

一株氧化亚铁硫杆菌的系统进化分析及其浸矿效果研究

从低品位黄铜矿浸矿菌液中分离到14株嗜酸、亚铁离子氧化菌株, 并对菌株进行了Fe^2＋氧化率及其对低品位黄铜矿铜浸出率的测定。实验表明, YK12菌株的氧化活性最高, 对该菌株进行系统进化分析表明, 该菌株与分离自德国某废铀矿堆中的Acidithiobacillus ferrooxidans D2菌株(嗜酸氧化亚铁硫杆菌)相似性最高, 可鉴定为嗜酸氧化亚铁硫杆菌菌株(Acidithiobacillus ferrooxidans)。     

闪锌矿的生物氧化与化学氧化对比

研究了氧化亚铁硫杆菌对闪锌矿的生物氧化作用,并与Fe³⁺氧化过程进行了对比。研究表明Fe³⁺比细菌具有更高的氧化效率,但生物氧化的效率更稳定。闪锌矿生物氧化过程中氧化亚铁硫杆菌的生长经历了延迟期、指数期、稳定期和衰退期,有部分细菌吸附到了矿物表面,未发现中间物质单质硫沉淀。而闪锌矿的化学氧化过程中有大量的单质硫沉淀到了矿物表面,说明生物氧化更彻底。     

氧化亚铁硫杆菌对低品位锰矿浸出的试验研究

以软性塑料纤维为填料而构建了氧化亚铁硫杆菌的固定化生物反应器,经低pH值和高浓度Fe2+长期驯化后,在初始pH=1.6、Fe2+浓度25 g/L、温度30℃、进气量0.45 m3/h、循环液体流量0.85 L/h的条件下,固定化细胞只需3 d,Fe2+氧化率可达82.27%,其Fe2+平均氧化速率为0.29 g/(L.h);固定化细胞达到80%以上的氧化率所需时间比游离细胞提前了4 d,其平均氧化速率是游离细胞的2.5倍。对低品位菱锰矿的浸出,在pH为1.7、温度60℃、Fe3+浓度20 g/L、矿浆浓度10%条件下,搅拌3.5 h可达将近85%的浸出率。     

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。     

生物法再生铁离子溶液对铁闪锌矿的浸出

以沸石为填料,采用吸附法构建了氧化亚铁硫杆菌的固定化生物反应器。运行结果表明,在初始pH=1.6、Fe2 浓度8.58 g/L、气体流量0.45 m3/h、液体流量0.3 L/h及温度为30℃的条件下,Fe2 氧化率可达94.76%,Fe2 平均氧化速率高达1.22 g/L/h;固定化细胞Fe2 的平均氧化速率是游离细胞的9.38倍。菌生Fe3 浸矿剂对铁闪锌矿的浸出表明,在初始pH=1.5、Fe3 浓度为8 g/L、温度为70℃的条件下浸出8 h,当矿浆浓度小于3%时,浸出率可达90%以上,其中矿浆浓度为1%时的浸出率高达95.18%。     

氧化亚铁硫杆菌固定化技术及其应用

氧化亚铁硫杆菌是一种重要的浸矿细菌,细胞固定化技术能将该菌限定在特定的区域内,增加细菌密度,有效提高其对Fe2+及低价态硫的氧化能力,且能提高细菌的稳定性和机械强度,并简化浸矿生产条件,最终提高工业生产的经济效益。该技术运用的材料包括有机材料、无机材料和人工合成材料;涉及到的固定化方法包括吸附法、包埋法、交联法、新固定化法等。固定化氧化亚铁硫杆菌技术在生物浸矿和生物脱硫领域具有良好的应用前景,该技术的发展为其实现产业化奠定了基础。