氧化亚铁硫杆菌
用氧化亚铁硫杆菌生物浸出难处理金矿物的机理
理论与实践用氧化亚铁硫杆菌生物浸出难处理金矿物的机理D・内斯托 等摘 要 布拉德福特(Bradford)法是一种快速、简单、重复性好的间接测定培养介质中固着在矿物上和游离于液相中细菌数量的方法,用此法可评价生物浸出过程中固着在矿物上的细菌分数和分散游离的细菌分数。
研究发现,有大量的细菌固着在矿物表面上,其分数随环境条件(主要有p H、三价铁离子的存在和硫化矿物补给方式等)而变化。
研究还发现,固着在固体上的细菌会逐渐丧失其氧化活性。
研究结果表明,硫化矿的浸出是由硫化矿物表面上细菌直接作用和因细菌作用而产生并进入到溶液中的三价铁离子的间接作用的共同结果。
关键词 氧化亚铁硫杆菌 生物蛋白质 游离和固着细胞 氧化活性 难浸金 硫化矿物前 言氧化亚铁硫杆菌是一种靠硫化矿物氧化或二价铁离子氧化获得能量而生长的化学自养微生物,因此,对于一个有效的生物浸出过程来说,固相上的和进入液相里的细胞的活性是重要的。
可用直接和间接两种不同浸出机理来解释硫化矿的生物浸出,这两种机理都是由塔克西亚朱等人于1994年提出的。
在直接浸出机理中,氧化亚铁硫杆菌固着在矿物表面上,促进矿物生物氧化。
固着在矿石表面上的细菌使表面氧化电位改变,并通过S和Fe的氧化使其去极化。
在间接浸出机理中,硫化矿的化学浸出是通过溶液中三价铁离子的还原作用而进行的,还原得到的二价铁离子可被硫杆菌再氧化。
究竟是哪种机理起主导作用,取决于矿石性质和工艺操作条件。
在含金硫化矿精矿的生物氧化过程中,铁、砷和硫可发生增溶溶解作用,因此,了解氧化亚铁硫杆菌连续暴露在硫化矿石表面上对氧化活性的影响是十分必要的。
微生物活性间接测定对硫杆菌与矿物表面之间相互作用的研究是有好处的,其中包括二价铁离子、三价铁离子和全蛋白质的检测。
在确定直接溶蚀作用在矿物溶解过程中的贡献时,这些测定方法既实用又方便。
对矿物在微生物氧化过程中的影响进行了分析,主要分析了矿物培养基浓度对生物浸出过程的影响。
氧化亚铁硫杆菌的活性测定及对煤矸石的脱硫效果研究
氧化亚铁硫杆菌的活性测定及对煤矸石的脱硫效果研究氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans）能够有效脱除煤系固废中的硫,达到变废为宝的目的,而细菌活性的高低直接影响着脱硫效果。
为了测定氧化亚铁硫杆菌活性并研究细菌活性与脱硫效果的关系,利用9K液体培养基和改良后的9K固体培养基从山西省阳泉地区酸性矿坑水中分离出三种纯净的菌株YQ-01、YQ-02、YQ-03,通过光学显微镜和扫描电镜观察其形态结构,通过革兰氏染色法对其进行鉴定,利用化学发光法和重铬酸钾滴定法测定菌株活性,利用已知活性的氧化亚铁硫杆菌对煤矸石进行脱硫实验,检测浸出液中的SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>浓度并在结束后通过测定反应前后的S含量来计算脱硫率,研究脱硫率与细菌活性之间的关系。
结果表明:（1）从阳泉三采样点取回的水样中分离纯化出的三种细菌YQ-01、YQ-02、YQ-03两端钝圆,长度约为1-2?m,宽度为0.5-0.8?m,属革兰氏阴性菌且为化能自养菌,均属于氧化亚铁硫杆菌;（2）化学发光强度到达峰值的时间与Fe<sup>2+</sup>浓度呈线性相关,Fe<sup>2+</sup>浓度越高,到达峰值的时间越长,可以用发光强度到达峰值的时间来计算Fe<sup>2+</sup>浓度;重铬酸钾滴定结果与化学发光测定结果一致,配对t检验无显著差异,两方法加标回收回收率均为95%<sup>1</sup>05%,相对偏差RSD<3.3%,三种菌株亚铁氧化活性:YQ-02>YQ-01>YQ-03;（3）煤矸石脱硫实验中接种YQ-01、YQ-02、YQ-03菌的实验组17d全硫脱除率分别为52.89%、59.45%、47.21%,未接种细菌的对照组全硫脱除率为15.61%。
高铁浓度下氧化亚铁硫杆菌的生长动力学
高铁浓度下氧化亚铁硫杆菌的生长动力学引言：氧化亚铁硫杆菌（Ferrovibrio ferrugineum）是一种常见的铁化学氧化细菌，它具有在高铁浓度环境中生长的独特能力。
了解氧化亚铁硫杆菌在高铁浓度下的生长动力学对于深入研究其生态功能以及应用潜力具有重要意义。
本文将探讨高铁浓度下氧化亚铁硫杆菌的生长速率、生长适宜条件以及相关影响因素。
一、生长速率氧化亚铁硫杆菌在高铁浓度条件下的生长速率较为缓慢。
研究发现，在含有0.1 mM铁离子的培养基中，氧化亚铁硫杆菌的生长速率约为每小时增殖0.2个世代。
而当铁离子浓度增加到1 mM时，其生长速率进一步下降至每小时增殖0.1个世代。
这表明高铁浓度对氧化亚铁硫杆菌的生长具有抑制作用。
二、生长适宜条件氧化亚铁硫杆菌对于生长环境的适应性较强，但在高铁浓度条件下仍存在一定的限制。
研究发现，pH值在6.5-7.5之间对氧化亚铁硫杆菌的生长具有较好的促进作用。
而温度方面，适宜的生长温度为25-30摄氏度。
此外，氧气浓度的控制也对氧化亚铁硫杆菌的生长有一定影响。
适宜的氧气浓度范围为5-10%。
三、影响因素除了铁离子浓度外，其他环境因素也会对氧化亚铁硫杆菌的生长产生影响。
有研究表明，硫酸盐浓度的增加会显著抑制氧化亚铁硫杆菌的生长。
当硫酸盐浓度达到一定水平时，氧化亚铁硫杆菌的生长将完全停止。
此外，有机物质的存在也对其生长具有一定的促进作用。
适量的有机物质可以提供菌体所需的能量和营养物质，从而促进其生长。
结论：高铁浓度下，氧化亚铁硫杆菌的生长速率较慢，生长适宜条件为pH 值6.5-7.5、温度25-30摄氏度和氧气浓度5-10%。
除了铁离子浓度外，硫酸盐浓度和有机物质的存在也会对其生长产生影响。
了解氧化亚铁硫杆菌在高铁浓度下的生长动力学对于生态学研究和应用开发具有重要意义，进一步探索其生长机制和适应策略有助于深入了解其生态功能和应用潜力。
氧化亚铁硫杆菌及其混合菌的浸钒特性及机理研究
氧化亚铁硫杆菌及其混合菌的浸钒特性及机理研究氧化亚铁硫杆菌广泛用于铜、金、铀等金属的浸出,采用氧化亚铁硫杆菌浸出石煤矿中钒的研究相对较少,本文采用氧化亚铁硫杆菌单一菌种及混合菌种对含钒石煤进行浸钒研究,并对其生长特性、浸矿特性及浸矿机理做了部分研究,结果如下:(1)微生物的生长特性。
单一及混合氧化亚铁硫杆菌的生长特性和呼吸活性都受温度、pH值、溶氧、金属离子浓度等环境因素的影响。
纯氧化亚铁硫杆菌在温度30℃,pH 2.0,振荡转速为150 r/min条件下,微生物体内的ATPase值较高,其中最大值为2.8 U/ml。
氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌的混合菌种在温度30℃,pH 1.8,振荡转速为150 r/min,Mg2+浓度小于0.02 mol/L时,微生物体内的ATPase值较高,其中最大值为3.1 U/ml。
(2)微生物的浸矿特性。
单一及混合氧化亚铁硫杆菌的浸矿能力都受矿浆浓度、温度、pH值、溶氧、金属离子浓度等的影响。
纯氧化亚铁硫杆菌在矿浆浓度3%,温度30℃,pH 2.0,振荡转速150 r/min,对石煤矿的浸出效果较好,钒的最高浸出率为62%。
氧化亚铁硫杆菌及氧化硫硫杆菌的混合菌在矿浆浓度4%,温度30℃,pH 1.8,振荡转速150 r/min,Mg2+浓度小于0.02 mol/L,对石煤矿的浸出效果较好,钒的最高浸出率为68%。
(3)微生物的浸矿机理研究。
采用粒径分析表征微生物的浸矿效果,从结果可以看出,由于微生物作用的存在,随着浸矿时间不断延长,矿样粒径越来越小。
采用红外分析表征微生物对矿的吸附作用,结果可以看出,细胞表面成分中含有-OH、-NH、-C=O、-C-O-H等具有吸附作用的活性基团,分析表明细胞在石煤矿表面的吸附除了分子间吸附外,还有部分氢键的作用。
采用扫描电镜直观微生物各阶段在矿表面的吸附程度,结果可以看出,浸矿初期,微生物便开始吸附在矿物表面,对矿物作用不明显,中后期微生物代谢过程会产生大量的黄钾铁矾,产生的黄钾铁矾将吸附于矿物表面,阻止矿物被分解,为了提高浸矿效果,应减少浸出过程中黄钾铁矾的产生。
氧化亚铁硫杆菌的研究概况
果基本一致 (表 1) 。
表 1 氧化亚铁硫杆菌的生理生化特征Leabharlann 鉴定项目生理生化特征
肉汤培养 电泳 半固体穿刺
无菌落生成 pH < 2. 4 荷负电 pH > 3 荷正电 能运动
革兰氏染色
阴性
氧化酶
阳性
过氧化氢酶
阳性
葡萄糖氧化产酸 葡萄糖发酵产酸产气
阳性 阴性不产酸 、不产气
3 氧化亚铁硫杆菌的分离纯化
最近研究表明通过加富污?中内源的氧化亚铁硫杆菌并导入外源无机铁对重金属污染的污?进?生物?滤能有效去除重金属且污?脱水后可制成含铁?高达68的生物有机态铁肥可作为石灰性土壤缺铁的矫治剂11砷载体pdr416和pdr420可以转化氧化亚铁硫杆菌及质粒上的cm抗性基因可以在氧化亚铁硫杆菌中表达的专利并声称该工程菌可用于含砷金矿的脱砷
要利用基因工程手段有目的地改造氧化 亚铁硫杆菌 ,就必须建立起可将外源基因引 入氧化亚铁硫杆菌的遗传信息转移系统 ,即 构建既能在大肠杆菌中复制又能在氧化亚铁 硫杆菌中复制的穿梭载体 。 1984 年 , Raw l2 ings[ 7 ]等人 将来 自 氧 化 亚 铁 硫 杆 菌 的 质 粒 pTF - FC2与质粒 pBR322重组 ,成功地构建 出 pDR401和 pDR412 等即具有大肠杆菌与 氧化亚铁硫杆菌的复制原点 ,又有选择性标 记和多个单一酶切点的基因工程载体 。在氧 化亚铁硫杆菌基因转化系统的研究中 , Raw l2 ings等获得了关于构建的质粒 pDR401 及抗 砷载体 pDR416和 pDR420 可以转化氧化亚 铁硫杆菌及质粒上的 Cm 抗性基因可以在氧 化亚铁硫杆菌中表达的专利 ,并声称该工程 菌可用于含砷金矿的脱砷 。1993年 ,我国的 彭基斌等 [ 8 ]用质粒 pJR215 作为氧化亚铁硫 杆菌基因工程载体 ,将带有 Tra基因的大肠 杆菌 IncP质粒转移到氧化亚铁硫杆菌 ,成功 地构建了具有抗卡那霉素 、抗链霉素和抗砷 基因的工程菌 。随着基因工程的发展 , Harri2 son等 [ 9 ]利用抗不同温度的 DNA 片段 ,培养 出 ATCC19859 和 ATCC23270 等 基 因 工 程 菌 ,使氧化亚铁硫杆菌在较宽的温度范围实 现良好的应用效果 。
氧化亚铁硫杆菌 使用方法
氧化亚铁硫杆菌使用方法
嗨，朋友！今天咱们来聊聊氧化亚铁硫杆菌的使用方法。
这氧化亚铁硫杆菌啊，可是个很有趣的小生物呢。
要是你想使用它，得先给它找个合适的家。
这个家呢，就是合适的生长环境啦。
一般来说，它比较喜欢酸性的环境哦，pH值大概在2 - 3左右的那种，就像它住在自己的小酸房子里，可舒坦了。
在准备这个环境的时候，你得把营养物质也安排上。
它就像个小馋猫，需要铁和硫作为食物来源呢。
可以在溶液里加入一些亚铁离子，这就相当于给它准备了美味的铁大餐。
还有含硫的化合物，像是硫化物之类的，那就是它的小甜点啦。
当你把这些都准备好以后，就可以把氧化亚铁硫杆菌接种进去啦。
这个接种就像是把一群小客人迎进它们的新家一样。
不过要小心哦，不要让其他的细菌或者污染物混进去捣乱。
就像你请朋友来家里玩，可不想有不速之客对吧？
在它生长的过程中呢，要时不时地去看看它。
就像照顾小宠物一样，你得关心它过得好不好。
如果发现溶液变得浑浊了，或者有什么奇怪的味道，那可能就是出问题了，要赶紧检查检查。
还有哦，温度也很重要呢。
它就像个怕冷又怕热的小宝贝，最适宜的温度大概在25 - 30摄氏度之间。
如果温度太低，它就会懒洋洋的不想动；温度太高呢，它可能就会生病啦。
如果是用它来处理一些矿物之类的东西，那就要把矿物和含有氧化亚铁硫杆菌的溶液充分混合。
就像把食材和调料搅拌均匀一样，这样它才能更好地发挥作用，把矿物里的铁和硫分解转化。
氧化亚铁硫杆菌及其应用研究进展
吴李川 ， 等： 氧化亚铁硫杆菌及其 应用研究进展
・５ ３・
氧化 亚 铁 硫 杆 菌 及 其 应 用 研 究 进 展
吴李川 ， 陈 茂， 邓佳 禹 ， 谢 鸿观
（ 成都理工 大学 材料与化学化工学 院， 四川 成都 ６ １ ０ ０ ５ ９ ）
摘要： 氧化 亚铁硫杆 菌（ Ｔ ｈ ｉ ｏ ｂ ａ ｃ ｉ ｌ ｌ ｕ ｓ ｆ ｅ ｒ ｒ ｏ ｏ ｘ ｉ ｄ ａ ｕ ｓ ， Ｔ ． ｆ ） 是好氧嗜酸中性 菌 ， 广泛应用 于很 多领域 ， 但 由于 Ｔ ． ｆ 菌特殊 的生物学特性 ， 导致菌
菌靠氧化基质 中的 Ｆ ｅ 为 Ｆ ｅ “和低 价态硫 为硫 酸根而 获取能 量 ｊ ， 于广泛生存在土壤 、 淡水 、 海水、 垃圾 、 海底 污泥 、 硫 化矿 水、 硫 磺泉和沉积硫 内， 尤 以产硫 化 物 的环境 经 常发 生。 目前 Ｔ ． ｆ 菌成 为工业微生 物浸 出各种 金属 的 主要 菌 种之一 ， 而在环 境保护方面及一些科 研领域的研究也越来越受到广泛 的重视。
菌（ 酵母 Ｒ ３ ０ ） 菌液 ， 再倒人分离硫杆菌 的固体培养基 作上层平 板， 涂 布一 定稀 释 度 的含硫 杆 菌 的菌悬 液 ， ３ ０ ℃ 下倒 置培 养 。 结果 显示 Ｔ ． ｆ 菌菌落在双层 平板上检 出率 提高 ２ ． １ 倍 。Ａ ｈ ｍ ａ ｄ
科、 硫 杆菌 属… ， 是由Ｔ ｅ ｍ ｐ ｌ ｅ和 Ｃ ｏ ｌ ｍ ｅ ｒ 发 现并命 名 的 。Ｔ ． ｆ
ｌ 氧化 亚 铁硫 杆菌 的 生物学 特征
氧化亚 铁硫 杆菌 （ Ｔ ｈ ｉ ｏ ｂ ａ ｃ ｉ ｌ ｌ ｕ ｓ ｆ ｅ ｒ ｒ ｏ ｏ ｘ ｉ ｄ ａ ｕ ｓ ） 通常 以单 个 、 两 个或者几个呈链 状分布 ， 在显 微镜下观 察 ， 单个细 菌呈短 杆状 ，
氧化亚铁硫杆菌
氧化亚铁硫杆菌自从1947年Temple和Colmer发现并命名氧化亚铁硫杆菌以来，它已经成为生物浸出的主要菌种之一。
作为浸矿的主要菌种，它最初应用于低品味铜矿、铀矿的生产，后来发展应用于金、锌、钴、等多种金属的浸出。
随着氧化亚铁硫杆菌在冶金生产中应用的日益广泛，人们注意到它在环境保护方面及一些科研领域同样有着良好的应用前景，其研究越来越受到广泛重视。
氧化亚铁硫杆菌（Thiobacilluferroo某idan,T.f）属微生物中原核生物界、化能营养原核生物门、细菌纲、硫化细菌科、硫杆菌属。
广泛存在于土壤、海水、淡水、垃圾、硫磺泉和沉积硫内，尤以金属硫化矿和煤矿等酸性矿坑水（pH<4）中最为常见。
化能自养，专性好氧，嗜酸，革兰氏阴性，，主要利用利用CO2为碳源，并吸收氮、磷等无机营养来合成自身细胞。
菌长1.0到数微米，宽约0.5微米，杆状，端生鞭毛，能游动，腺嘌呤（C）+鸟嘌呤（G）的摩尔百分含量为57%~62%，细菌生长周期为6~10天，菌落为黑色，直径0.05mm，菌落周围为分散的铁锈色斑渍区域。
分离的主要步骤是：将采集到的样品先用9K液体培养基富集培养，待培养基的pH值下降到1.0左右后，用梯度稀释法在改进的9K固体培养基涂布，再用平板划线法分离。
第一部分：（NH4）2SO43.0gKCl0.1gK2HPO40.5gMgSO4﹒7H2O0.5gCa（NO3）20.01g蒸馏水700mL第二部分：5mol/LH2SO41.0mLFeSO4﹒7H2O14.7%蒸馏水300mL分离培养基为改进的9K固体培养基，即在每升9K液体培养基加入1.2%的琼脂及0.03%酵母浸粉。
T.ferroo某idan在有氧条件下依靠氧化亚铁、各种还原性硫化物以及氢来获得能量供生命活动需要。
在无氧条件下，能以三价铁或硫为电子受体、氢为电子供体，或以三价铁为电子受体、还原性硫化物为电子供体获得能量生长。
这些现象说明A.ferroo某idan能量代谢途径的多样性和复杂性。
氧化亚铁硫杆菌的分离及生物学特性论文
氧化亚铁硫杆菌的疏散及生物学特性研究作者姓名：冯雷专业：生物工程指导老师：谢鸿观摘要氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans,简称T. f)属革兰氏阴性无机化能自养菌、嗜酸、专性好氧,靠氧化基质中的Fe2 +为Fe3+和低价态硫为硫酸根而获取能量。
它遍及存在于土壤海水、淡水、垃圾、硫磺泉和沉积硫内,尤以金属硫化矿和煤矿等酸性矿坑水中最为常见。
因此，本论文从T.f菌的疏散纯化出发，进行了T. f菌的生理生化及其生物活性的研究。
本文从浸矿溶液中疏散得到的氧化亚铁硫杆菌进行研究，结果表明硫酸亚铁相对付硫来说是一种速效能源，单质硫是长效能源，而且能提供比亚铁更高的能量。
要害词：氧化亚铁硫杆菌，微生物冶金，生物浸矿，疏散纯化Isolation of Thiobacillus and biologicalcharacteristicsName: Feng Lei Major: Bioengineering Supervisor: XieHongguanAbstractFerrooxidans (Thiobacillus ferrooxidans, called T. f) ,an inorganic chemoautotroph Gram negative bacteria, acidophilus, specific aerobic, relying on substrate oxidation in Fe3+ and Fe2+ for the low state of sulfur to sulfuric acid roots and obtain energy，which is widely found in soil water, fresh water, waste, and deposition of sulfur in sulfur springs, especially in sulfide minerals such as acid mine water and coal the most common . Therefore, this paper from the T.f purification and identification of bacteria in conducting the physiological strain Af its biological activity.This separation from the leaching solution obtained ferrooxidans study results show that compared with ferrous sulfate sulfur is a kind of quick energy, sulfur is a long-lasting energy, and can provide more energy than the ferrous .Key words: Thiobacillus ferrooxidans , microbioleaehin ,Biologicalleaching ,isolation目录摘要 (I)Abstract................................ I I一、前言 (1)1.1生物冶金的观点 (1)1.2碲矿的生物冶金 (2)1.3氧化亚铁硫杆菌的作用 (2)1.4本实验研究内容 (3)二、实验部门 (5)2.1实验质料与设备 (5)2.1.1菌种收罗 (5)2.1.2实验试剂 (5)2.1.3实验仪器 (5)2.1.4培养基 (6)2.2研究要领 (8)2.2.1菌种富集培养 (8)2.2.2疏散纯化 (8)2.2.3单层平板的制作 (9)2.2.4双层平板的制作 (9)2.2.5革兰氏染色 (10)2.2.6 pH测定 (10)2.2.7细菌计数要领 (10)2.4生物特性研究 (11)2.4.1生长曲线 (11)2.4.2氧化亚铁硫杆菌菌株对能源的利用情况 (11)2.4.3最适生长温度的测定 (11)2.4.4最适初始pH值的测定 (12)结果与讨论 (13)结论 (16)致谢 (17)参考文献 (18)一、前言矿物质是在产业生产中不可缺少的物质，是经济建立的重要物质底子。
实验七氧化亚铁硫杆菌的发酵培养
实验七氧化亚铁硫杆菌的发酵培养一、实验目的1、熟练掌握30L发酵罐的结构和使用方法。
2、学习掌握发酵的基本工艺流程及基本操作：包括种子液的制备、培养基配制、灭菌、接种和参数设定等。
3、掌握发酵过程中的参数测定和在线控制，包括：pH、DO、温度、搅拌速度、生物量、残糖含量、产物生成量、消泡和CO2等参数。
4、掌握氧化亚铁硫杆菌生长曲线的测定方法和亚铁离子氧化率的测定方法。
二、实验原理在需氧代谢中，菌体生长是以基质代谢和氧的消耗为基础的，因为他们提供了生长所需要的前体物质和能量，而且从基质和氧的消耗速率也可以反映菌生长的状况和阶段。
本实验在30L的发酵罐中对氧化亚铁硫杆菌进行分批发酵，在发酵过程在会出现延迟期、对数生长期、稳定期、衰亡期等阶段，通过测定菌量就可以了解生长情况与阶段。
三、实验材料与试剂1、菌种氧化亚铁硫杆菌由西南科技大学生命科学与工程学院生物工程教研室提供。
2、器材电子天平，高速离心机，分光光度计，蒸汽灭菌锅，超净工作台，生化培养箱，30L发酵罐。
3、试剂(NH4)2SO4，KCl，MgSO4·7H2O，Ca(NO3)2，FeSO4·7H2O，浓H2SO4，K2Cr2O7。
4、培养基氧化亚铁硫杆菌的培养常采用9K培养基，该培养基由A液和B液组成，具体配方如下：A液：（NH4）2SO4 3g，KCl 0.1g，K2HPO4 0.5g，MgSO4·7H2O 0.5g，Ca(NO3)2 0.01g，蒸馏水600mL，pH值2.0，121℃灭菌30min；B液：FeSO4·7H2O 44.2g，蒸馏水400mL，调节pH值为2，用0.22μm 微孔滤膜过滤除菌，现配现用。
接种前将A与B液混合，并调节pH值为2。
四、实验步骤1、种子培养基的配制及种子培养种子培养基的配制：按照9K培养基配方，配制2000 mL培养基，并用硫酸调好pH，分装到1000 mL的摇瓶中，用棉塞塞住瓶口，并用牛皮纸包扎好瓶口。
基于氧化亚铁硫杆菌处理硫铁矿矿渣脱硫装置的研究与应用
基于氧化亚铁硫杆菌处理硫铁矿矿渣脱硫装置的研究与应用1. 引言1.1 研究背景硫铁矿矿渣是一种含硫化合物较高的废弃物，其排放会对环境造成严重污染。
硫铁矿矿渣脱硫技术一直是环保领域的研究热点。
传统的脱硫方法存在设备体积大、操作复杂、产生二次污染等问题，因此寻找更加高效、节能、环保的脱硫技术显得尤为重要。
氧化亚铁硫杆菌是一种在缺氧环境中能够氧化硫化物的微生物，具有很高的脱硫效率。
利用氧化亚铁硫杆菌处理硫铁矿矿渣脱硫，不仅可以高效地降低硫含量，还可以减少对环境的污染。
研究基于氧化亚铁硫杆菌的处理硫铁矿矿渣脱硫装置具有重要的现实意义和广阔的应用前景。
本文旨在探讨基于氧化亚铁硫杆菌处理硫铁矿矿渣脱硫装置的研究与应用，为环境保护和资源回收提供新的理念和技术支持。
1.2 研究目的研究目的：本研究旨在通过基于氧化亚铁硫杆菌处理硫铁矿矿渣的脱硫装置，探索一种高效、环保的硫化物废渣处理技术。
具体目的包括：1. 确定氧化亚铁硫杆菌在硫铁矿矿渣中进行脱硫反应的适宜条件与效率；2. 设计并构造一套可实际应用于工业生产中的处理装置；3. 对处理过程中的工艺进行优化，提高脱硫效率并减少能耗；4. 分析影响脱硫效果的主要因素，为提升装置性能提供依据。
通过这些研究目的的达成，将为硫铁矿矿渣脱硫技术的进一步发展提供理论支撑和实践指导，为实现废渣资源化利用和减少环境污染做出贡献。
1.3 研究意义硫铁矿矿渣是一种常见的含硫废弃物，其含硫量高会对环境造成严重的污染。
研究如何有效地处理硫铁矿矿渣中的硫化物，实现脱硫是十分必要的。
本研究旨在通过利用氧化亚铁硫杆菌来处理硫铁矿矿渣中的硫化物，探索一种新型的脱硫技术及装置。
这一新技术不仅可以高效地降低硫铁矿矿渣的硫含量，还可以避免传统脱硫方法中产生的二次污染问题，具有重要的环保意义。
研究中还会探讨处理装置的设计及构造，工艺的优化及影响因素分析，以期为工业生产提供技术参考。
通过本研究的开展，将为硫铁矿矿渣的清洁利用提供新的思路和方法，促进资源的循环利用，实现可持续发展的目标。
氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌的混合培养及其浸铜机制的研究
氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌的混合培养及其浸铜机制的研究随着生物冶金技术的不断发展,浸矿中起主要作用的各浸矿菌成为了研究的重点。
由于各菌株对亚铁离子、元素硫及其它金属离子的不同作用,混合菌株具有优势互补作用,因而混合浸矿成为当今研究的热点之一。
氧化亚铁硫杆菌（Thiobacillus ferrooxidans,简称T.f）是浸矿的主导菌种,在一定的条件下,氧化硫硫杆菌（Thiobacillus thiooxidans,简称T.t）能增强T.f的浸矿作用。
本文对从矿山酸性水中分离得到的一株高活性的T.t 菌进行初步的生理生化研究,之后对其进行耐受性驯化培养,以适应浸矿的需要。
实验结果表明:该T.t菌株是一种革兰氏阴性菌,单质硫是其生长的主要能量来源,原始菌株可以耐受一定浓度的铜离子,经驯化培养数代后,该菌氧化活性及抗铜特性均明显提高,表现在其外膜蛋白上则为某些蛋白的表达量增加或减少。
通过对低品位原生硫化铜矿的摇瓶浸出实验可知:在pH值1.8;培养底物为:（NH<sub>4</sub>）<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> 66mg、K<sub>2</sub>HPO<sub>4</sub> 35mg、MgSO<sub>4</sub>·7H<sub>2</sub>O 123mg、FeSO<sub>4</sub>·7H<sub>2</sub>O 2.95g、S 0.344g、蒸馏水1000ml;接种数量级为10<sup>8</sup>的T.f和T.t菌;矿石粒径≤50μm;矿浆浓度为5%时,可以得到最佳的浸出率,此外,Ag<sup>+</sup>对浸出有一定的促进作用。
基于氧化亚铁硫杆菌处理硫铁矿矿渣脱硫装置的研究与应用
基于氧化亚铁硫杆菌处理硫铁矿矿渣脱硫装置的研究与应用引言随着工业化进程的加快，硫铁矿矿渣的产量也在不断增加。
硫铁矿矿渣中的硫含量高，存在着对环境和人体健康造成威胁的问题。
研究如何高效地处理硫铁矿矿渣中的硫元素，是当前亟待解决的问题之一。
在这方面，利用氧化亚铁硫杆菌处理硫铁矿矿渣脱硫是一种具有潜力和可行性的方法。
本文将深入探讨基于氧化亚铁硫杆菌处理硫铁矿矿渣脱硫装置的研究与应用。
一、氧化亚铁硫杆菌处理硫铁矿矿渣脱硫原理氧化亚铁硫杆菌是一种嗜酸性微生物，其主要能力包括将硫酸盐还原为硫化物、将硫元素从氢气中提取、利用有机物产生硫酸盐等。
在处理硫铁矿矿渣脱硫过程中，氧化亚铁硫杆菌通过利用硫铁矿矿渣中的硫元素进行代谢，将硫元素从硫铁矿矿渣中去除，从而实现脱硫的效果。
氧化亚铁硫杆菌这种微生物的处理方式，不仅可以高效地去除硫铁矿矿渣中的硫元素，还可以降低脱硫过程的成本、减少对环境的污染，具有显著的经济和环境效益。
二、基于氧化亚铁硫杆菌处理硫铁矿矿渣脱硫装置的研究与开发1. 生物反应器设计为了将氧化亚铁硫杆菌应用于处理硫铁矿矿渣脱硫过程中，首先需要设计并开发合适的生物反应器。
生物反应器是进行微生物处理的关键设备，其设计应考虑到氧化亚铁硫杆菌对温度、氧气需求量等因素的要求。
目前，已有研究者设计了多种适用于氧化亚铁硫杆菌处理硫铁矿矿渣脱硫的生物反应器，包括循环流化床反应器、固定床反应器等。
2. 脱硫工艺优化在基于氧化亚铁硫杆菌处理硫铁矿矿渣脱硫装置的研究与开发过程中，脱硫工艺的优化是至关重要的。
脱硫工艺的优化包括控制生物反应器中的温度、氧气浓度、pH值等参数，以保证氧化亚铁硫杆菌的生长和代谢正常进行。
还需要对氧化亚铁硫杆菌进行培养和筛选，以提高其对硫铁矿矿渣中硫元素的代谢率和脱硫效果。
3. 脱硫装置的集成在基于氧化亚铁硫杆菌处理硫铁矿矿渣脱硫装置的研究与开发过程中，还需要将脱硫装置与其他处理设备进行集成，以实现对硫铁矿矿渣的高效处理和资源化利用。
氧化亚铁硫杆菌
摘要的一组蛋白质，改变了它们的合成水平嗜酸生长期间亚铁硫杆菌ATCC 19859于金属硫化物，硫代硫酸盐，元素硫，和二价铁的特点是使用二维聚丙烯酰胺凝胶电泳。
N-端氨基酸测序和这些蛋白的质谱分析允许他们的身份和在A的现有基因组序列中的相应基因的定位ATCC亚铁硫杆菌23270 。
各地的一些这些基因的基因组上下文暗示他们在能量代谢参与 A.氧化亚铁硫杆菌的。
两组蛋白质可以区分开来。
第一种由蛋白质高度上调了增长的硫化合物（以及对亚铁增长下调）的：一个44 kDa的外膜蛋白，远销21 - kDa的假定硫代硫转移酶蛋白，一个33 kDa的假定硫代硫酸盐/硫酸结合蛋白质，45 kDa的推定的荚膜多糖输出蛋白，和功能未知的推测的16 -kDa蛋白。
蛋白质的第二组包括那些在硫下调了增长（以及对亚铁增长上调）：rusticyanin ，细胞色素C552 ，一个假定的磷酸盐结合蛋白（PST文件），核酮糖二磷酸羧化酶的小亚基与大亚基和30 - kDa的推定CbbQ蛋白，等等。
结果表明，一般的铁和硫利用率途径的分离。
Rusticyanin ，除了被高度表达于二价铁，也被新合成的，如通过代谢标记来确定，尽管在较低的水平，对硫的化合物和不含铁的金属硫化物生长过程。
在含有铁，如黄铁矿和黄铜矿金属硫化物生长，合成上调上亚铁和那些上调对硫化合物两种蛋白，这表明两种能量产生途径被同时感应取决于可氧化的底物中可用的种类和浓度。
氧化亚铁硫杆菌（原氧化亚铁硫杆菌）是一种化能自养细菌，从二价铁，元素硫，或部分氧化的硫化合物（6 ，16，26 ，30，41）的氧化得到它的能量。
这和目前在其栖息地溶解金属硫化物等微生物的能力在biomining操作成功应用（30 ，41 ）。
参与二价铁的氧化反应进行了研究，详细（ 5 ，8 ，21 ，26 ，30 ，41 ）。
然而，从二价铁的电子通路，以氧气尚未完全建立的（44）。
末端电子受体被认为是细胞色素氧化酶锚定到细胞膜。
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氧化亚铁硫杆菌自从1947年T emple和Colmer发现并命名氧化亚铁硫杆菌以来，它已经成为生物浸出的主要菌种之一。
作为浸矿的主要菌种，它最初应用于低品味铜矿、铀矿的生产，后来发展应用于金、锌、钴、等多种金属的浸出。
随着氧化亚铁硫杆菌在冶金生产中应用的日益广泛，人们注意到它在环境保护方面及一些科研领域同样有着良好的应用前景，其研究越来越受到广泛重视。
氧化亚铁硫杆菌（Thiobacillusferrooxidans,T.f ）属微生物中原核生物界、化能营养原核生物门、细菌纲、硫化细菌科、硫杆菌属。
广泛存在于土壤、海水、淡水、垃圾、硫磺泉和沉积硫内，尤以金属硫化矿和煤矿等酸性矿坑水（pH<4）中最为常见。
化能自养，专性好氧，嗜酸，革兰氏阴性，，主要利用利用CO2为碳源，并吸收氮、磷等无机营养来合成自身细胞。
菌长1.0到数微米，宽约0.5微米，杆状，端生鞭毛，能游动，腺嘌呤（C）+鸟嘌呤（G）的摩尔百分含量为57%~62%，细菌生长周期为6~10天，菌落为黑色，直径0.05mm，菌落周围为分散的铁锈色斑渍区域。
分离的主要步骤是：将采集到的样品先用9K液体培养基富集培养，待培养基的pH值下降到1.0左右后，用梯度稀释法在改进的9K固体培养基涂布，再用平板划线法分离。
第一部分：（NH4）2SO4 3.0gKCl 0.1gK2HPO4 0.5gMgSO4﹒7H2O 0.5gCa（NO3）2 0.01g蒸馏水700mL第二部分：5mol/LH2SO4 1.0mLFeSO4﹒7H2O 14.7%蒸馏水300mL分离培养基为改进的9K固体培养基，即在每升9K液体培养基加入1.2%的琼脂及0.03%酵母浸粉。
T .ferrooxidans 在有氧条件下依靠氧化亚铁、各种还原性硫化物以及氢来获得能量供生命活动需要。
在无氧条件下，能以三价铁或硫为电子受体、氢为电子供体，或以三价铁为电子受体、还原性硫化物为电子供体获得能量生长。
这些现象说明A .ferrooxidans 能量代谢途径的多样性和复杂性。
目前认为亚铁氧化的大部分电子都顺电势梯度传递给氧；同时少量电子逆电势传递，产生还原力NAD（P）H 参与细胞内的物质能量代谢。
Fe2+的氧化主要是分两点：2Fe2+2Fe2++2e （1）2e+1/2O2+2H+ H2O （2）由反应式可知, Fe2+ 被细菌氧化为Fe3+ , 分子氧O2 作为电子受体. 在将电子由Fe2+ 递送至氧的过程中, 菌体中各种细胞色素起着重要的作用. 每种细胞色素都具有特定的氧化还原电位.当电子由细胞色素c 向分子氧递送过程中发生了氧化性磷酸化作用, 形成三磷酸腺苷(ATP) , 电子转移所释放的能量便贮存在ATP 中. 为了自动同化CO 2, 还需要形成还原性的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH2 ). 这样, Fe2+ 氧化所放出的电子主要是还原分子氧, 但也有很少一部分还原NAD. Fe2+ 氧化过程电子传递示意如图 1 所示.图1 氧化亚铁硫杆菌氧化Fe2+ 时电子输送途径目前对 A.ferrooxidans 电子传递系统的研究主要集中于亚铁氧化电子传递系统，已发现多种与亚铁氧化电子传递相关电子载体和操纵子，如电子载体铜蓝蛋白（Rustocyanin，Rus）、细胞色素C（Cytochrome C，Cyc）、细胞色素C 氧化酶（Cytochrome Coxidase，Cox）、亚铁氧化酶（Iro）、细胞色素bc1 复合物（cytochrome bc1 complex，bc1）等，以及rus 操纵子和pet 操纵子。
3.2 硫的氧化S2-的氧化分两步，第一步是在S2-氧化酶的作用下，S失去两个电子，结果发生硫原子的聚合；第二步包括短链多聚硫化物到多聚硫复合物的氧化，多聚硫复合物的氧化是与细胞膜相连的，而且必须有细胞质的参与。
反应过程如下：SH-硫化酶[S]+H++2e2[S] [S-S][S-S]+SH-S--S-SHS--S-SH+X X-S-S-SH2[X-S-S-SH] 多聚硫化酶X-S6-X+2H+3.3 CO2的固定TF菌是通过二磷酸核酮糖（还原的磷酸戊糖环）途径来固CO2的，这个途径又叫做卡尔文循环4、氧化亚铁硫杆菌的应用研究随着对氧化亚铁硫杆菌的生活环境和生理生化等生物学特征的认识的不断深入，发现该微生物在工业和环保上都具有重要的应用价值，目前已成为工业与环境生物技术发展领域的研究热点，其应用主要有以下几个方面：生物冶金生物处理污泥中的重金属脱硫方面的应用含砷硫化矿的预处理其它应用生物冶金技术是利用微生物或其代谢产物溶浸矿石中有用金属的一种新技术，具有装备简单、流程短、建设和操作成本低、对环境友好及可利用低品位复杂难处理矿石等特点，现已成为世界各国矿冶工程研究和应用的热点，是本世纪最具竞争力的矿冶技术之一。
氧化亚铁硫杆菌是冶金工业中最具商业价值的菌种，也是研究最多的菌种之一。
早在1670 年，西班牙的Rio Tinto矿山中人们就已知道从矿山浸出水中沉淀回收铜，其中起重要作用的就是酸性矿水和污泥中普遍存在的嗜酸性无机化能自氧菌氧化亚铁硫杆菌。
自1966 年加拿大采用细菌浸铀成功，以后有30 多个国家相继开展了生物冶金技术的研究，矿种扩大到10 余种。
经过多年的努力，在铜、铀、锰矿进行了工业性或半工业性试验，并获得了成功。
与传统资源加工技术——选矿和冶金提取与分离两大工艺流程不同，生物冶金技术是利用微生物、空气和水等天然物质从矿石中直接提取有价金属，无需选矿、火法冶炼的清洁短流程技术，反应过程自然温和，是矿冶工程和现代生物科学交叉结合形成的一门新型学科。
生物堆浸技术的特点：反应温和。
的温和反应。
设备少、工艺流程简单、建设周期短、基建投资大大减少。
而且处理量大、易操作、生产成本低、产品价值高。
无SO2 等有害气体排放、、溶液循环利用，环境友好，节约了处理废弃物的成本；工艺过程矿石无需细磨，可大幅度降低能耗，符合节能减排的发展要求。
能较经济地处理常规法难以处理的某些低品位矿石，提高资源利用率，拓宽找矿领域；适合于开发偏远交通不便地区资源，规模可大可小。
4.1.3 生物冶金技术的未来1. 随着高品位、易选冶的铜、镍、锌、钴、金等有色金属矿物资源的日益少，低品位、难处理资源的开发日益增大，生物冶金技术将是本世纪最具有竞争力的矿冶技术之一。
2. 高温浸矿菌浸出黄铜矿和异养菌浸出镍红土矿等技术将取得突破，生物冶金新技术不断涌现，生物冶金技术将得到更大的发展。
3. 生物冶金技术产业化应用越来越成熟，应用领域越来越广泛，生物冶金具有广阔的应用前景。
4.2 生物处理污泥中的重金属污水污泥中不仅含有大量有机质和氮磷等植物养分，同时也富集了污水中50%~80%的重金属，这成为污泥安全农用的阻制因子。
氧化亚铁硫杆菌对重金属离子有氧化吸附作用，由于这一特性，可以利用它来处理污水污泥中的重金属离子。
采用生物淋滤法处理污水污泥中的重金属离子，不仅耗酸少，运行成本低，而且重金属去除率高。
最近研究表明，通过加富污泥中内源的氧化亚铁硫杆菌，并导入外源无机铁，对重金属污染的污泥进行生物淋滤，能有效去除重金属，且污泥脱水后可制成含铁量高达6%~8%的生物有机态铁肥，可作为石灰性土壤缺铁的矫治剂。
因此，深入对氧化亚铁硫杆菌在污泥中重金属处理中的研究，对于污泥安全农用具有重要的实际意义。
4.3 脱硫方面的应用大气SO2污染的局势十分严峻。
消除SO2对大气的污染，降低燃煤SOX 排放已成了全世界的当务之急。
为此，许多科学家都致力于煤炭脱硫以及工业酸性废气脱硫技术的研发工作。
微生物脱硫是目前脱硫工艺中研究开发的热点，主要菌种为氧化亚铁硫杆菌。
如日本钢管公司京滨制作所利用氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌来处理炼油排出的含H2S 的废气，其硫化氢的脱除率达到99.99%。
美国爱达荷国家工程实验室用这类菌的混合培养物处理煤，可脱97% 的无机硫。
徐毅等利用氧化亚铁硫杆菌脱除四川松藻煤矿样品中黄铁矿硫，煤总含硫量从2.45%降至 1.20%。
这种方法与常规方法相比，具有投资少、运行成本低、能耗少和可有效减少环境污染等优点。
日本千代田公司发展的稀硫酸吸收法(简称千代田法) , 是目前在日本应用较广的烟道气脱硫方法。
该法原理为：用2～4% 的稀硫酸吸收烟气中的二氧化硫, 由于在稀硫酸中加入了三价铁离子作为氧化催化剂, 因此提高了吸收效率。
被吸收的二氧化硫氧化成了硫酸, 这部分硫酸可以回收利用。
该法的缺点是吸收塔较大, 由于吸收液用量大, 要用较大的泵, 耗费的电能较多, 稀硫酸腐蚀性较强, 必须采用合适的防腐蚀材料。
利用TF在工业上脱硫, 可以不使用氧化塔。
此方法在比千代田法低得多的液气比下有较好的脱硫率, 则可以减小吸收塔的大小, 降低吸收液的用量; 而且在使用TF 菌后, 不用鼓入空气, 可以节省空气泵的开支和节约电能。
吸引液成本低廉、培养方便、快捷, 所以研究微生物法具有很强的工业价值。
4.4 含砷硫化矿的预处理含砷硫化矿是极难处理的矿物，目前技术上比较成熟的处理方法是焙烧法。
但焙烧冷凝下来的二氧化砷微粒对人和动物体的毒害很大。
因此国内外投入大量人力物力研究和发展微生物预处理含砷硫化矿。
有研究指出，可以利用氧化亚铁硫杆菌预处理矿物，被氧化的砷以三价或五价的形式进入浸出液，便于随后用化学方法将砷固定。
经过多年的细菌脱砷实验研究，含砷硫化矿的处理技术也取得了重大进展：脱硫率高于80%，金银回收率也高达90%。
4.5 其它应用此外，氧化亚铁硫杆菌还被用于处理酸性废水。
在材料工业中，将烧结成的Fe-Ti合金板材浸在含氧化亚铁硫杆菌的酸性介质里，使富铁相选择性腐蚀溶解，然后在生成的多孔结构中注入锂制成热电极的阳极。
又由于氧化亚铁硫杆菌对纯铁、纯铜和铜镍合金具有很强的生物加工能力，因此可用来刻蚀以铜及铜合金为材料的基片表面从而得到精细图形或三维结构(生物蚀刻加工技术)。
还有人提出利用氧化亚铁硫杆菌生物浸出深海多金属结核中的有价金属。
研究结果表明，在常温、酸性环境下，氧化亚铁硫杆菌可以直接浸出金属铜、钴、镍、锰、铁等有价金属。
生物刻蚀加工是生物制造加工技术的一种加工形式，其原理是利用自然界中某些微生物在其新陈代谢过程中需要消耗一些金属元素以完成自身生长繁殖的特性，通过控制其生物化学反应过程实现对不同金属工件的去除加工。
由于微生物的尺寸微小，所以，可以利用微生物的生长特性将微生物作为“微细刀具”实现用常规方法很难加工的微小零件的加工。
与传统的机械加工方法相比，生物刻蚀加工过程对环境的污染小、投资小、不产生机械损耗和摩擦热、不存在加工应力、对加工设备的要求不高，因此，在加工微小型结构件方面具有广阔的发展前景。