细菌亚硝酸钠诱变育种及铝土矿浸矿脱硅

以胶质芽孢杆菌CGMCC11和环状芽孢杆菌CGMCC12为出发菌株,采用亚硝酸钠对其进行诱变育种与浸矿研究。结果表明:菌株CGMCC11和CGMCC12的最适生长温度分别为28和30℃,最适pH值分别为7.2和8.3。采用40和60 mg/L亚硝酸钠分别处理出发菌株CGMCC11和CGMCC12,致死率分别为87%和85%,正突变率分别为18%和20%;筛选获得两株突变菌CGMCC11KP和CGMCC12KP,其达到生长稳定期的时间分别比对应的出发菌株达到生长稳定期的时间缩短了48和24 h,且具有更大的菌体密度、产酸和产大分子胞外聚合物的能力。浸矿15 d,与对应的出发菌株相比,突变菌株CGMCC11KP和CGMCC12KP溶出的SiO2量分别提高了30.47%和29.57%,且达到浸出终点的时间分别提前了5和3 d;混合诱变菌株浸出液中SiO2的量分别比对应的诱变菌株浸出液中SiO2的量提高了20.0%和37.5%,且达到浸出终点的时间比出发菌株达到浸出终点的时间提前了6 d。SEM和XRD结果表明:混合诱变菌株对铝土矿的溶蚀分解最为明显,混合浸出15 d后,诱变前后胶质芽孢杆菌CGMCC11和环状芽孢杆菌CGMCC12的菌落个数比由1:1变为10:1。     

钾细菌-矿物接触模式对富钾页岩分解行为的影响

在细菌-矿物接触模式和用微孔滤膜将细菌和矿物隔离的非接触模式下,研究钾细菌(CGMCC1.2411)对富钾页岩浸出分解的影响,并对浸出过程中富钾页岩表面生物膜和钝化膜的形成原因及其对K、Si和Al的溶出影响进行分析。结果表明:与非接触模式相比,细菌-矿物接触模式下钾细菌的对数生长期延长了2 d,且具有较高的产酸、产蛋白质和多糖的能力。比较细菌-矿物接触模式和细菌-矿物非接触模式可知,细菌-矿物接触模式更有利于促进富钾页岩的浸出,但对K、Si和Al的溶出贡献存在一定的差别。在浸出的0~6 d内,K、Al的溶出主要受间接作用的影响;在浸出的6~15 d内,主要受直接作用的影响;在整个浸出周期内,Si的溶出主要受间接作用的影响。在细菌-矿物接触模式下,矿物表面形成的生物膜对富钾页岩的溶蚀及K、Si和Al的溶出具有促进作用;细菌代谢产物对Al的溶出具有抑制作用,溶出的Al易于在细菌代谢产生的胞外多糖絮凝作用下生成水合铝石,有机酸铝沉淀是导致富钾页岩表面钝化和抑制富钾页岩进一步溶解的原因之一。     

高效浸矿混合菌种的筛选及其在浸矿过程中的微生物群落结构演变

为了筛选可高效浸出低品位硫化矿的混合菌株,从10个典型的硫化矿矿区的酸性矿坑水中分离富集到混合菌株。以浸出率作为筛选的主要标准,筛选后的高效菌株,利用群落基因组芯片分析混合菌群的组成和过程变化。浸矿持续进行24d后,采集自江西德兴银山铅锌矿的混合菌浸出率最高,为68.89%。群落基因组芯片结果表明银山菌群包含9种菌,可被分为6类,在浸出过程中群落始终在变化。该研究为加速浸出和了解浸出过程中群落演替提供了一个较好的方法。     

诱变对新菌株Leptospirillum ferriphilum YXW及浸出金矿的影响

通过稀释分离方法从江西德兴铜矿矿山废水中富集而来的混合菌中分离得到菌株 Leptospirillum ferriphilum YXW,再利用超声波、紫外线和微波对其进行诱变,筛选出更高效的细菌用于金矿的浸出。生理生化特性实验显示,菌株YXW为极端化能自养型细菌,最佳的生长条件为温度40°C,pH=1.5。诱变后,细菌浓度分别可达到9×109(超声波)、8.4×109(紫外线)和4.3×108 mL?1(微波),与原始菌相比,分别提高了291%、265%和87%。微波和紫外诱变后,细菌总蛋白活性升高,而超声诱变后,细菌总蛋白活性降低。诱变对细菌浸出金矿的影响由大到小的排列顺序是微波、紫外线、超声波。在金矿浸出过程中,微波诱变后的细菌具有最好的浸出效果。浸出10 d后,As和Fe的浸出率分别高出原始菌19.6%和17.7%。结果表明,诱变对细菌浸出金矿效果的提高,可能不在于细菌浓度的增大,而是取决于细菌总蛋白活性的提高。     

多菌种混养预氧化难浸金矿效果的研究

试验采用了氧化亚铁硫杆菌(简称T.f菌)、氧化硫硫杆菌(简称T.t菌)、氧化亚铁钩端螺旋菌(简称L.f菌)3种菌种,进行两菌种(即:T.t菌与L.f菌)和三菌种(即:T.f、T.t、L.f菌)组合,以不同比例配制的浸矿试验,并以单菌种(T.f和L.f菌)作对照,研究多菌种混合培养对浸矿效果的影响.通过摇瓶浸矿,氰化浸金之后,用原子吸收分光光度法测得金浸出率,结果表明:未经过生物预氧化的矿粉直接进行氰化提金,金的浸出率仅为50%,经过生物氧化预处理之后,金浸出率得到明显提高,均达到80%以上;并发现T.f、T.t、L. f三菌种混合菌浸矿效果比单菌种浸矿和两菌种浸矿效果都好,金的浸出率提高了2%-10%.     

黄铜矿表面生物氧化膜的形成过程

在细菌浸出黄铜矿的过程中,浸出速率缓慢的原因是矿物表面会形成一层阻碍矿物与浸出液之间物质交换的钝化膜,这层膜的组成会随着浸出的进行而变化.利用SEM,EDS,XRD和XPS等对细菌浸出黄铜矿的过程中,矿物表面的形貌、组成及物相变化进行了研究.结果表明,黄铜矿在细菌浸出过程中依次形成了缺铁铜硫化物Cu_1-xFe_1-yS_z（x0.氧化铁,羟基氧化铁和黄钾铁矾.由于浸矿混合细菌ASH-07对硫的氧化作用.硫化物层和单质硫层都是氧化膜形成过程中的中间产物,致密的黄钾铁矾层则对黄铜矿的浸出产生钝化作用.     

低品位硫化铜矿的细菌浸出

以宁夏某低品位硫化铜矿为研究对象,利用嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillusferrooxidans)和嗜酸氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillusthiooxidans)的混合菌,采用摇瓶浸出、小型柱浸和大型柱浸对矿石可浸性进行研究;采用X射线衍射仪分析矿物及其浸渣的成分;采用扫描电镜分析浸渣表面形貌及其表面元素的含量.结果表明摇瓶矿浆浓度为5%,浸出55d铜浸出率为94.38%;小型柱浸处理矿石2.10kg,矿石粒度小于15mm,浸出226d铜浸出率为62.50%;大型柱浸处理矿石77.85kg,矿石粒度小于25mm,浸出285d铜浸出率为50.63%.柱浸过程中,铜的浸出速率逐渐下降;浸渣中钙含量基本不变,而元素硫的含量明显增加,且存在新的石膏相;浸出后矿石表面元素硫、钙、铁的含量明显增加,在浸出过程中生成的硫酸钙结晶覆盖在矿石表面,铁在矿石表面形成沉淀,使矿石的渗透性变差,导致铜的浸出率逐渐下降.     

源自硫化矿区的Acidiphilium属菌的分离及其浸矿性能

从湖北大冶铜矿的铜山口硫化矿矿坑水中分离得到了一株嗜酸兼性异养细菌,暂命名为DY.该菌株为革兰氏阴性细菌,短杆状,菌体大小为(0.4±0.1)μm×(1.2±0.2)μm,最适生长温度为30 ℃,最适初始生长pH值为3.5,能利用葡萄糖、乳糖、蔗糖和单质硫生长,不能利用FeSO4进行生长.其系统发育树结果表明,菌株DY与Acidiphilium cryptum(Y18446)位于系统发育树的同一分支中,相似度为99.69%.黄铜矿(CuFeS2)摇瓶细菌浸出实验显示,DY菌株单独浸出黄铜矿的能力较弱,但和嗜酸自养的氧化亚铁硫杆菌ATCC 23270混合浸矿时,与氧化亚铁硫杆菌单独浸矿相比,30 d后黄铜矿的浸出率提高了35.98%.     

有色金属尾矿微生物原位浸出关键技术

矿产资源日趋减少,低品位矿和复杂难选矿的开发已成当务之急。有色金属尾矿微生物原位浸出关键技术研究取得了突破性的创新性成果:建立了浸矿细菌复合诱变育种新方法,使尾矿中有价金属浸出效率提高了30%;揭示了不同浮选药剂对浸矿菌浸出有色金属尾矿的影响规律和机制,并揭示了浮选药剂对浸矿体系抑制机理;探明了能够提高金属浸出效率效果显著的能源物质;指出直接从尾矿中溶解出来的无机盐离子完全可以满足菌种生长需求;开发了微生物原位浸出尾矿的工艺,有效解决了尾矿含泥量高、渗透性差、菌液分布不均、不能与尾矿充分接触而形成死角和盲区等技术问题。研究成果在我国有色金属尾矿资源综合利用领域具有较好的应用前景,对被誉为"城市矿山"的电子垃圾资源化和减量化具有一定的借鉴和指导作用。     

富钾板岩综合利用的研究（下）

富钾板岩的主要成分为钾长石(KAlSi3O2)和白云母(K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O),是一种非水溶性的钾、铝、硅资源.以富钾板岩为原料.经过对其进行粉碎、配料、制粒、焙烧,熟料的浸取、分离、碳酸化分解和碳酸钾的提纯、氢氧化铝、拟薄水铝石的制取,以及利用赤泥(废渣)制备硅肥等试验研究,提出了利用富钾板岩提取碳酸钾、氢氧化铝、拟薄水铝石和硅肥的完整工艺流程.经过大量试验,证实了用石灰烧结法处理富钾板岩生产钾铝产品的工艺是可行的.     

富钾板岩综合利用的研究（中）

富钾板岩的主要成分为钾长石(KAlSi3O8)和白云母(K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O),是一种非水溶性的钾、铝、硅资源.以富钾板岩为原料,经过对其进行粉碎、配料、制粒、焙烧,熟料的浸取、分离、碳酸化分解和碳酸钾的提纯、氢氧化铝、拟薄水铝石的制取,以及利用赤泥(废渣)制备硅肥等试验研究,提出了利用富钾板岩提取碳酸钾、氢氧化铝、拟薄水铝石和硅肥的完整工艺流程.经过大量试验,证实了用石灰烧结法处理富钾板岩生产钾铝产品的工艺是可行的.     

富钾板岩综合利用的研究（上）

富钾板岩的主要成分为钾长石(KAlSi3O8)和白云母(K2O·3AlO3·6SiO2·2H2O),是一种非水溶性的钾、铝、硅资源.以富钾板岩为原料,经过对其进行粉碎、配料、制粒、焙烧,熟料的浸取、分离、碳酸化分解和碳酸钾的提纯、氢氧化铝、拟薄水铝石的制取,以及利用赤泥(废渣)制备硅肥等试验研究,提出了利用富钾板岩提取碳酸钾、氢氧化铝、拟薄水铝石和硅肥的完整工艺流程.经过大量试验,证实了用石灰烧结法处理富钾板岩生产钾铝产品的工艺是可行的.     

伊朗Kooshk铅-锌尾矿坝闪锌矿的生物浸出

将取自伊朗Yazd省Kooshk铅-锌尾矿坝的闪锌矿样进行生物浸出,并对比研究不同条件下的锌浸出率。Kooshk铅-锌尾矿坝含有3.64%锌、0.97%铅和24.18%铁。先将混合嗜温菌株、混合中度嗜热菌株进行摇瓶培养,然后在9K培养基中再次培养。在浸出闪锌矿的14 d 内,在有菌株的情况下,闪锌矿的浸出率达90%,而没有菌株的情况下,只有44%的闪锌矿被浸出。实验结果表明,在有菌株浸出的前10 d,有没有9K培养液对锌的浸出率有明显影响,但随后其差别不明显,到最后趋于相同。锌浸出率的提高与细菌菌落数和Fe3＋浓度的增加有关。中度嗜热菌浸取锌的动力学要求明显高于嗜温菌的,因此,在中度嗜热菌株存在的情况下,在低的氧化电位下闪锌矿优先于黄铁矿溶解而被浸出。     

锂云母矿中有价金属的常压提取及锂的溶出动力学（英文）

研究产于江西省宜春市的锂云母矿在硫酸体系常压浸出过程中有价碱金属元素的提取,建立该反应过程中锂的溶出动力学方程。结果表明:在粒径小于180μm物料与硫酸质量比为1.2?1、温度为411 K、液固比为2.5?1的条件下浸出10 h,锂、钾、铷和铯的浸出率分别为94.18%、93.70%、91.81%和89.22%。浸出矿渣的X射线衍射分析结果表明,浸出过程中无不溶物产生,浸出渣化学组分表明矿相中微量的铁、锰、钙等随酸浸过程的进行逐步消失。锂的浸出动力学行为符合混合控制的收缩核模型,反应的表观活化能为17.21k J/mol,硫酸浓度和液固比相应的反应级数分别为2.85和1.66。得到半经验速率方程以描述整个浸出过程。动力学分析结果表明,浸出过程由伴生矿物的不溶层扩散控制。     

生物浸出过程中黄铜矿钝化的控制方法(英文)

在细菌浸出黄铜矿的过程中,黄铜矿表面钝化是普遍现象,成为生物浸铜技术的瓶颈问题。对比研究了普通浸出与强化浸出(加入玻璃圆珠)对铜浸出的影响。结果表明,玻璃圆珠的加入改善了浸出条件,削弱了黄铜矿的钝化效应,使黄铜矿的Cu浸出率从50%提升至 89.8%。扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析发现,添加玻璃圆珠的黄铜矿表面没有黄钾铁矾沉淀,钝化作用不明显;而不加玻璃圆珠的黄铜矿表面附着厚厚的结构致密的黄钾铁矾,钝化严重,从而阻碍了黄铜矿的溶解和浸出。     

滇西南澜沧带晚三叠世富钾火山岩地球化学特征及成因

对滇西南澜沧江带晚三叠世富钾火山岩的主量元素、微量元素、稀土元素以及Sr-Nd同位素进行测试。结果表明:岩石以低硅(SiO2含量为50.47%～52.99%)、富钾高碱(K2O+Na2O为5.66%～9.39%,K2O的平均值为2.8%)为特征,属于高钾钙碱性玄武岩-钾玄岩系列。岩石富集大离子亲石元素、轻稀土元素、亏损高场强元素,无Eu或弱的负Eu异常(δ(Eu)=0.85～1.09)。87Sr/86Sr和143Nd/144Nd比值变化范围分别为0.707 01～0.710 56和0.512 511～0.512 569,所有样品的ε(Nd)均为负值,ε(Nd)介于-2.48～-1.27之间(平均值为-1.94)。岩石的微量元素特征及Nd和Sr同位素组成与EMⅡ富集地幔来源一致,表明源区具有壳幔混源性质。EMⅡ型地幔的形成与古特提斯澜沧江洋向东俯冲消减相关,也与该区火山岩起源于陆缘弧的构造背景相一致。利用微量元素地球化学原理,推断富钾火山岩应来源于受古特提期俯冲带流体交代富集的金云母相尖晶石方辉橄榄岩的部分熔融。     

金红石精矿的生物脱硅提纯与脱硅微生物的群落结构分析（英文）

初始菌株HY-7是从河南省三门峡矿区的铝土矿矿坑水中分离出来的硅酸盐杆菌。根据试验结果,该菌的最佳生长温度为30℃和pH值是7.0,紫外诱变改良时的最佳紫外照射时间为20s,此时的正突变率为23.0%。紫外诱变前后菌株的生长曲线对比表明,诱变后菌株达到稳定状态的时间为144 h,比诱变前提早24h。细菌的序列同源性分析表明,该群落组成主要可以分为两大支,一支与类芽孢杆菌属有较高的同源性,另一支与乳酸芽孢乳杆菌属有较高的同源性。生物脱硅试验结果表明,经过7d的生物浸出脱硅过程后,金红石精矿中TiO_2的品位从78.21%提高到91.80%,其回收率达到95.24%。该生物脱硅工艺不仅有效地提高了金红石精矿的品位,同时还很环保。     

古菌生物浸出黄铜矿过程中的表观硫氧化活性表征

对4株纯的极端嗜热古菌及它们的混合菌在生物浸出黄铜矿过程中的硫氧化活性进行对比研究。结果表明,混合菌比纯菌拥有更高的硫氧化活性,它大幅度促进黄铜矿浸出率的提高。表征嗜热古菌硫氧化活性的参数值通常受很多因素的影响,以致在不同的硫氧化菌和不同的条件下生物浸出黄铜矿时,这些参数很难准确地反映出相应的硫氧化活性。因此,期待找到一种能有效表征浸矿菌硫氧化活性的方法。     

堆体结构对次生硫化铜矿柱浸的影响

堆体结构是影响堆内溶浸液分布均匀性和浸矿效果的关键。为探究不同堆体结构条件下次生硫化铜矿生物浸出规律,选取粗、细粒径两种矿石颗粒,开展多种筑堆方式的室内柱浸实验,为期60 d,有效模拟实际堆体的多种结构,并引入CT无损探测技术,分析不同堆体结构下孔隙特征,获取了细菌浓度、p H值、铜浸出率等变化规律,以及浸矿时间与铜浸出率的关系方程等。结果表明:不同堆体结构对于矿石浸出效果的影响程度不同,采用均一大粒径矿石筑堆时,矿石浸出效果最优;浸矿60 d后,铜浸出率达75.9%;当堆内含细颗粒层且其位于堆下部时,溶液下渗困难,矿石浸出效果较差,铜浸出率仅为59.5%;反之,细粒层位于上部时具有良好的分流作用,浸矿效果较优。浸矿后期,在泥质、石英等不反应物的物理沉积,硫、黄钾铁矾、硫化钙等反应产物化学胶结,胞外多聚物等生物因素的共同作用下,铜浸出率逐渐达到峰值。