pH值与温度对氧化亚铁硫杆菌氧化Fe2+影响的研究

采用自行采集的氧化亚铁硫杆菌(T f)应用于地浸矿山代替双氧水作氧化剂氧化吸附尾液中的Fe²⁺, 研究了温度、pH 值对其氧化Fe²⁺的影响。研究结果表明, T f 氧化Fe²⁺最适宜的温度为30 ℃, 当温度低于7 ℃或高于50 ℃时, 氧化亚铁硫杆菌氧化Fe²⁺速度很慢;T f 氧化Fe²⁺最适宜的pH 为2.0～2.5 。     

Microbial removal of sulfur dioxide from a gas stream

A study of the feasibility of utilizing the Thiobacillus ferrooxidans or Desulfovibrio desulfuricans bacterium for microbial removal of sulfur dioxide from flue gases has been carried out. Sulfur dioxide may be readily reduced to H₂S by contact with sulfate-reducing microorganisms in which Desulfovibrio desulfuricans were dominant in the first stage. The H₂S was then oxidized to sulfur by the ferric sulfate in a second stage where ferrous ions were regenerated. These results were compared to microbial oxidation of SO₂ from flue gases to sulfate by Thiobacillus ferrooxidans. The mechanisms for the reduction of SO₂ to H₂S in the presence of Desulfovibrio desulfuricans and the oxidation of SO₂ to H₂SO₄ in the presence of ferric sulfate and Thiobacillus ferrooxidans are discussed. Sulfuric acid or gypsum CaSO₄ · 2H₂O are byproducts from microbial flue gas desulfurization.     

Microbial desulfurization of coal by Thiobacillus ferrooxidans and thermophilic archaea

Several different microorganisms have been suggested for coal desulfurization. In the present investigation, the thermophilic archaea Acidianus brierleyi (DSM 1651), Sulfolobus acidocaldarius (DSM 639) and Sulfolobus solfataricus (DSM 1616) were compared with the mesophilic bacterium Thiobacillus ferrooxidans (DSM 583) concerning their capability of removing sulfur from coal. The desulfurization rate as well as the amount of sulfur removed by the microorganisms was studied.

Two of the investigated microorganisms, Thiobacillus ferrooxidans and Acidianus brierleyi, were capable of oxidizing pure pyrite as well as oxidizing sulfur in coal. A kinetic analysis was performed assuming first order reactions. The rate constant for oxidation of pure pyrite by A. brierleyi was observed to be higher than for T. ferrooxidans. The values of the rate constants for sulfur removal from coal were comparable for the two microorganisms, but were higher than for oxidation of pure pyrite.     

聚乙二醇2000对氧化亚铁硫杆菌浸碲的影响

研究了不同质量分数的聚乙二醇2000(PEG2000)对氧化亚铁硫杆菌氧化Fe~(2+)活性、碲矿溶解性及细菌浸出碲矿中碲过程的影响。结果表明,添加质量分数为0~0.09%的PEG2000能促进细菌对Fe~(2+)的氧化和碲矿的溶解。添加0.09%的PEG2000促进细菌氧化碲矿效果最好,浸出24d后碲的浸出量为123.79mg/L,是不添加时的1.45倍。而当添加质量分数大于0.12%时,PEG2000对氧化亚铁硫杆菌氧化碲矿开始有抑制作用,可能是溶液中PEG2000浓度过高影响了细菌的氧化活性。     

氧化亚铁硫杆菌亚铁氧化活性诱变育种理论探讨

结合已有的实验研究探讨了氧化亚铁硫杆菌亚铁氧化活性诱变育种过程中出现的几个理论问题 :突变基因性质 ;正突变与细菌修复系统 ;诱变剂选择与“钝化”防止 ;遗传稳定性与抑制基因突变 ;有效的育种程序。以期在进一步诱变育种中加快进程 ,获得遗传稳定、氧化快的突变株     

氧化亚铁硫杆菌的固定化连续培养试验

在前人研究基础上,创新性地提出采用50%接种率并逐次降低接种率循环回流的方法,开展氧化亚铁硫杆菌的固定化培养试验。结果表明,该方法可以在接种9次,历时10d内完成细菌固定化,固定化完成时的平均亚铁氧化速率可达0.31～0.61g/(L·h);在同等条件下,固定化细胞对亚铁的平均氧化速率是游离细胞20%接种率时的5倍,40%接种率时的4倍;连续培养阶段,不同材料、不同柱高固定化细菌的亚铁氧化速率最高可达6.67g/(L·h);可选用55cm高沸石柱为后续柱浸试验培养活性菌液。     

Role of ferric ions in bioleaching of uranium from low tenor Indian ore

Abstract

The role of biogenic ferric ions in leaching of uranium by Acidithiobacillus ferrooxidans from a low grade ore of Turamdih mines, India, has been investigated. Using the enriched culture of bacterial isolate containing mainly A. ferrooxidans from the source mine water, biorecovery of 98% uranium at 20% (w/v) pulp density, pH 1·7 and 35°C temperature using <76 μm particles in 40 days was obtained. The effect of temperature on bioleaching of uranium showed higher recovery at 35°C. The uranium dissolution was facilitated by iron(III) available in the leach liquor because of bacterial oxidation of pyrite and chemical dissolution of magnetite present in the ore under acidic conditions. The biogenically generated Fe(III) ions enhanced uranium dissolution from the uraninite ore. The bioleaching of uranium appeared to follow a chemical control kinetic model with the reaction of lixiviant, Fe(III) and acid on the surface of the solid in the temperature range 25–35°C. Phase identification by XRD and the study of surface morphology of the ore and the residue by SEM study corroborated the above mechanism of uranium leaching.

On a étudié le rôle des ions ferriques biogènes dans la lixiviation de l’uranium par A. ferrooxidans d’un minerai pauvre des mines de Turamdih, en Inde. En utilisant la culture enrichie d’isolat bactérien contenant principalement Acidithiobacillus ferrooxidans de l’eau de source de la mine, on a obtenu une biorécupération de 98% d’uranium à 20% de densité de la pulpe (poids/vol), avec un pH de 1·7 et une température de 35°C, en utilisant des particules de <76 μm, en 40 jours. L’effet de la température sur la biolixiviation de l’uranium montrait une récupération plus élevée à 35°C. La dissolution de l’uranium était facilitée par le fer(III), disponible dans la liqueur de lixiviat grâce à l’oxydation bactérienne de la pyrite et à la dissolution chimique de la magnétite présentes dans le minerai en conditions acides. Les ions Fe(III) engendrés biogéniquement augmentaient la dissolution de l’uranium du minerai d’uraninite. La biolixiviation de l’uranium semblait suivre un modèle cinétique à contrôle chimique avec la réaction du lixiviant – Fe(III) et de l’acide à la surface du solide dans la gamme de température de 25 à 35°C. L’identification de phase par XRD et l’étude de la morphologie de la surface du minerai et du résidu par étude au SEM corroboraient le mécanisme ci-dessus de lixiviation de l’uranium.     

Microbial depyritisation of three different coals by Acidithiobacillus ferrooxidans in a batch stirred tank reactor

Abstract

The present study aimed to investigate the depyritisation potential of Acidithiobacillus ferrooxidans on two different types of coals, namely lignite and anthracite collected from three different countries (Korea, China and Indonesia). The experimental work was conducted on a batch mode in a stirred tank reactor. All the batch biooxidation of pyrite in the different coal samples were conducted in a pH controlled condition (pH?=?1·5). The growth medium employed for the batch biooxidation of pyritic coal was free from iron supplement. At. ferrooxidans oxidised mineral pyrite of Korean anthracite at a greater rate (98%) compared to 96 and 92% of pyrite oxidation for Indonesian and Chinese lignite respectively. The ratio of bioleach residue to the feed was reasonably good with range of 8·56–9·06 stating the net mass loss of 9–14. Coal depyritisation was carried out by the available Fe³⁺ ion in the inoculum producing Fe²⁺ ion as a product and this Fe²⁺ ion was further oxidised to Fe³⁺ ion by At. ferrooxidans. This Fe³⁺ ion produced by At. ferrooxidans continued the oxidation of the residual pyrite in the coal until all pyrite content was oxidised completely. The three different coals were found to be feasible for biological depyritisation of the coal could be scaled up for further studies in a continuous stirred tank bioreactor.

L’étude présente avait pour but d’examiner le potentiel d’enlèvement de la pyrite par Acidithiobacillus ferrooxidans dans deux types de charbons, soit le lignite et l’anthracite, récoltés dans trois pays, soit la Corée, la Chine et l’Indonésie. On a effectué le travail expérimental dans un mode en vrac, dans un réacteur agité. On a effectué toute la bio-oxydation en vrac de la pyrite des échantillons de charbon à un pH contrôlé de 1·5. Le médium de croissance utilisé pour la bio-oxydation en vrac du charbon pyritique ne contenait pas de supplément de fer. At. ferrooxydans oxydait le minerai de pyrite de l’anthracite coréen en plus grande proportion (98%) que l’oxydation de la pyrite du lignite indonésien (96%) ou chinois (92%), respectivement. Le rapport de résidu de biolixiviation à l’alimentation était raisonnablement bon, avec une gamme de 8·56 à 9·06, établissant la perte de masse nette de 9 à 14. L’enlèvement de la pyrite du charbon était effectué par l’ion Fe³⁺ disponible dans l’inoculum, donnant lieu à l’ion Fe²⁺ comme produit et cet ion Fe²⁺ était davantage oxydé en ion Fe³⁺ par At. ferrooxidans. Cet ion Fe³⁺ produit par At. ferrooxidans continuait l’oxydation de la pyrite résiduelle dans le charbon jusqu’à ce que toute la pyrite soit complètement oxydée. On a trouvé qu’il était possible d’effectuer l’enlèvement biologique de la pyrite des trois charbons et d’augmenter l’échelle pour des études futures dans un bioréacteur en continu agité.     

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。     

生物浸出低品位镍铜硫化矿

阐述了氧化亚铁硫杆菌 (TF5)和氧化硫硫杆菌 (TT)浸出金川低品位镍铜硫化矿的机理、过程动力学、工艺条件和反应工程。研究表明 ,含镍磁黄铁矿的细菌浸出以细菌氧化生成的Fe3 +的作用为主 ,浸出速率受表面反应控制 ;镍黄铁矿的细菌浸出以矿物表面吸附菌的作用为主。细菌对Mg2 +离子的耐受浓度因驯化而提高 ,极限浓度可达 15～ 2 0g/L。低品位镍铜矿的细菌浸出过程中 ,pH控制、细菌的初始接种量、矿浆浓度及TF和TT的混合比是影响镍、铜、钴等有价金属元素浸出速率和最终浸出率的主要因素。优化条件下气升式和搅拌式反应器中试验表明 ,优化条件下 ,在生物浸出低品位镍铜硫化矿 ,镍浸出率可达到 92 %～ 94 % ,铜达 4 8%～ 50 % ,钴达 88%～ 91%。