低品位铜矿浸出菌的筛选

低品位铜矿浸出菌的筛选
余靖冉 程亚 段文靖(河套学院,内蒙古 巴彦淖尔 015000)
摘要：本实验从巴彦淖尔市乌拉特后旗紫金矿业矿区采集的矿坑酸水中筛选浸矿细菌，在pH为2.0左右，温度为30℃，摇床转速为150r/min的条件下进行摇床培养，经筛选、富集、驯化后，用原子吸收法测定浸出液中的铜离子，结果显示：铜离子浓度在浸出的1～4天内几乎无变化，4～7天内增加较快，浸矿7天时铜离子浓度达到最大。

关键词：浸矿细菌;菌种筛选;浸出铜矿
1 引言
铜是重要的金属，高品位、易选的矿产资源逐渐减少，而微
生物浸矿技术成为高效环保的处理低品位铜矿石的重要技术
新突破。

微生物浸矿是指利用微生物生长代谢产生的酸性水溶
液，将有价金属元素(如铜、铀等)从其矿石中溶解出来，再加以
回收利用的方法[1]。

目前，用于矿物浸出的细菌有20多种，比较
重要的有：氧化铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌、硫化芽苞杆菌属、高
温嗜酸古细菌、微螺球菌。

其中，研究最多的是嗜酸氧化亚铁硫
杆菌，嗜酸氧化硫硫杆菌等常温菌[2]。

尽管微生物浸出研究已经
取得了很大的成绩，但在高效浸矿菌种的选育方面仍然有很多
亟待解决的问题。

2 实验材料
2.1 菌种来源
浸矿细菌一般适于生长在酸性环境中，如矿山、尾矿中的
酸性水中[3]。

本实验所用菌种来源于巴彦淖尔市乌拉特后旗紫
金矿业采矿区采集的矿坑酸水。

2.2 培养基
(1) 9K培养基：(NH
4)
2
SO
4
3g/L，KCl 0.1g/L，K
2
HPO
4
0.5g/L，MgSO
4·7H
2
O 0.5g/L，Ca(NO
3
)
2
0.01g/L。

用1：
1H
2SO
4
调节pH至2.0左右，然后121℃高压蒸汽灭菌20min。

(2)亚铁培养基：称取 FeSO
4
·7H
2
O(44.7g/L)灭菌后溶
于无菌水中，调节pH至2.0左右，倒入上述9K培养基中搅拌混匀。

3 实验方法
3.1 浸矿细菌的筛选
在100mL9K培养基中接入10mL紫金矿区采集的矿坑酸水；同时在培养基中接种10%的无菌水作对照。

放入台式恒温振荡器中培养，在150r/min，30℃的条件下培养5天，对浸矿微生物进行筛选，并对筛选后的菌种进行革兰氏染色。

3.2 浸矿细菌的富集
筛选完成后，须用新鲜的培养基对其进行富集。

将筛选得到的细菌培养液接种到新鲜的亚铁培养基中，接种量为10％，置于恒温摇床，在150r/min，30℃的条件下培养5天，进行富集。

按照同样的方法富集两次，并对富集后的菌种进行革兰氏染色。

3.3 浸矿细菌的驯化[4]
第一次驯化(10%矿浆质量分数)：称取10g低品位铜矿矿粉放入250mL锥形瓶中，灭菌后，加入90mL无菌亚铁培养基，
充分振荡混匀，用1：1的H
2SO
4
调节pH为2.0左右，接入10％
的细菌培养液，在150r/min，30℃的条件下培养，浸出周期为9
天。

用相同量无菌水代替菌液做空白对照，其他培养条件相同。

第二次驯化(15%矿浆质量分数)：称取15g低品位铜矿矿
粉放入250mL锥形瓶中，灭菌后，加入85mL无菌亚铁培养基，
充分振荡混匀，用1：1的H
2
SO
4
调节pH为2.0左右，按10％的
接种量接入第一次驯化后的细菌培养液，其它条件与第一次驯
化相同。

3.4 浸出液中铜离子的测定
每隔24h取样，将样品离心分离，上清液经0.25μm滤膜
过滤处理后，再用原子吸收法测定浸出液中的铜离子。

4 实验结果与讨论
4.1 筛选结果
经过5天的培养，培养基颜色发生明显变化，由透明的淡
绿色变为黄色并伴有浑浊现象，推测可能生长了一定数量的微
生物，微生物将培养基中的Fe2+氧化为Fe3+，导致培养基颜色
发生变化。

对筛选到的微生物进行革兰氏染色(图1)，观察发现：球
状菌居多，还有少量的杆状菌，均为红色，说明是筛选到的细菌
是革兰氏阴性菌，而浸矿细菌多为革兰氏阴性菌，因此可能筛
选到了浸矿细菌。

4.2 富集结果
富集培养前培养基的颜色为透明的淡黄色，培养5天后培
养基颜色变成红色，经革兰氏染色(图2)后，在显微镜下观察菌
种的形态主要有球状、杆状，并且是革兰氏阴性菌，说明可能筛
选到了浸矿细菌。

4.3 驯化结果
经过9天的驯化培养，培养基的颜色由黑色溶液变为橘
黄色，说明矿物可能已被氧化，在细菌的作用下，Fe2+氧化为
Fe3+，
使得培养基变为橘黄色。

由革兰氏染色照片(图3)看出此
时菌体分布较均匀，且菌体呈红色。

4.4 浸出液中的铜离子
图1 细菌染色照片 图2 细菌染色照片
图3 细菌染色照片
图4 浸出液中铜离子结果显示：浸出前期，细菌开始吸附浸出液中矿物，进入对
矿物处理的预备期，因而1～4天内，Cu 2+
的浓度几乎无变化，
4～7天内，细菌活性提高，Cu 2+
的浓度增加较快，是浸出的最佳时期；但7天以后铜离子浓度开始下降，这可能是由于体系pH 值升高所致；10天以后铜离子浓度的变化十分小，这是因为浸
出过程中，Fe 3+
发生水解反应生成黄钾铁矾，包裹在矿物表面，使得细菌无法与矿物接触导致浸出的铜离子浓度下降。

5 结语
微生物浸矿技术以易操作、低能耗、低成本、污染小等优势及广阔的应用前景，已发展成为国内外矿物加工研究的热点。

在技术研究与投入生产应用方面虽取得了一定成效，但在提高浸取效率，选育驯化耐热菌种，提高氧化的速度，浸矿过程的机理等方面仍需进一步深入研究。

参考文献：
[1]田君.微生物湿法冶金研究与实践[J].现代矿
业,2009,11(11):29.
[2]Johson D B.Biodiversity and interactions of acidophiles:Key to understanding and optimizing microbial processing of ores and concentrates.Transactions of Nonferrous Metals Society of China,2008,18(6):1367-1373.
[3]罗晓玲.国内外铜矿资源分析[J].中国地质大学,2000.
[4]余靖冉,程亚,段文靖.浸矿微生物菌种的选育[J].内蒙古石油化工,2017,(10):7.
作者简介：余靖冉(1985- ),女,汉,内蒙古巴彦淖尔人，研究生；职称：讲师；研究方向：生物化工。

项目名称：浸矿微生物对巴彦淖尔地区铜矿的适用性研究项目编号：HYZQ201403改性氨基树脂防水剂的相关分析
叶维雪 周鸿文 张德明 杨伟明 王海艳(珠海长先新
材料科技股份有限公司， 广东 珠海 519000)
摘要：研究中脂肪烃改性氨基树脂作为基础树脂，以含长碳脂肪烃基的化合物对其进行改性，配置了不同类型的化合物及防水乳液。

此种种类的防水剂因为分子结构四周存在非常多的疏水基团，因此具备了性能优异的防水性能。

用上述乳液对织物进行防水处理，并与其它种类的树脂防水性能进行分析及对比，得出结论：醚型改性氨基树脂具有非常出色的防水性能。

涤布与棉布经过处置之后，均能得到比较好的初次防水性。

关键词：改性氨基树脂；防水剂；乳化
织物防水剂在雨伞与印染防透色等中使用较多。

通常将有机氟化物、吡啶鎓盐等作为常用的防水剂种类。

尤以有机氟
化合物的效果最佳，但使用卤素类的有机氟化物在环保方面受到一定的限制。

有机硅类防水剂对织物处理提出了非常高的条件，不然易使织物外表形成斑点；聚氨酯类防水剂能覆盖到织物外表，生成防水膜，使织物透气性受阻，舒适度不佳。

其余种类的防水剂也会出现此方面的问题。

考虑上述情况，人们逐步优化及完善以上防水剂，提升他们的各项性能，证实具有可行性和有效性，希望可以获得如有机氟化物一样的防水效果，继而尽量不使用或少使用有机氟化合物[1]。

1 实验
1.1 改性氨基树脂防水剂的合成路线
化学合成，为获得一种或多种产物而进行的一系列化学反应。

合成一般是利用物理或化学方法来操作一步或多步反应。

合成一般在整个过程中可靠、可被重复应用。

有关文献直接采用三聚氰胺配置长碳链改性氨基树脂，但对反应条件提出了非常严格的要求，不易达到目的。

所以，本次实验将六甲醚化的羟甲基三聚氰胺作为实验原料，通过羧基化合物反应，制成长碳链改性氨基树脂[2]。

此种反应在90℃条件下发生反应，反应过程平稳，容易控制。

1.2 改性氨基树脂防水剂的合成
将羟甲基硬脂酰胺放到1L 四口瓶内加热，让物料保持融化状态，HMMM 与浓盐酸添加其中，充分搅拌至均匀。

将温度升高至90℃，保温反应两小时后，在控制真空度，进行脱甲醇处理。

继续升温至140℃保温反应2小时。

保温反应过程中要特别把控好真空度，避免发生冲料情况。

1.3 改性氨基树脂防水剂的乳化
合成反应结束后，降低体系温度，降温至80℃时将乙酸
乙酯添加其中，搅拌，充分溶解。

保持加热，使体系温度维持在。