ch5-细菌浸矿
第七章 铀矿石的细菌浸出
搅拌(摇瓶)试验矿需将矿样 破碎至一定粒度(如-200目),取 一定量矿粉,加到1000ml烧杯(或 300~500mL三角瓶)中,并加入细 菌培养基制成含固量为5~10%的矿 浆。在搅拌下,用稀酸中和矿物碱 性并酸化至所需pH值,然后接种入 细菌,进行搅拌浸出(或塞上棉塞, 臵于恒温摇床上振荡浸出)。
3.4 现场试验
扩大试验是用放大的设备和试验规模对小 型试验中得到的工艺参数进行考察和验证。搅 拌浸出,每次用矿量为50~100kg,渗滤浸出 和堆浸,每次用矿量为500—1000kg。试验所 用设备尽量采用工业试验或工厂所用设备形式。 搅拌浸出可用不锈钢或搪瓷反应器及帕丘卡浸 出槽,在设备上装有液气计量仪表及连续测定 酸度、电位和温度等参数的仪器。堆浸和渗滤 浸出应尽量模拟工业生产中用的场地及设备进 行试验。
2、细菌浸出与铀矿石矿物学
细菌浸出的一个重要方面是铀 本身的矿化作用,表7-1列出了各种 铀矿石进行生物浸出的结果。据此 可以认为,氧化物、磷酸盐、硫酸 盐和碳酸盐矿石比较适合生物浸出, 而硅酸盐矿石则难以甚至不可能进 行生物浸出。
表7-1 各种铀矿石的生物浸出
铀 矿 石 沥青铀矿 UO2 化 学 组 成 细菌浸出的 程度 +
浸出液定时取样,分析其中的金属 浓度、酸度、电位、 及 其他成分的含量,根据分析情况,决定 循环浸出时间和更换浸出剂的次数,直 至达到所要求的浸出率为止,浸出结束 时,用一定体积酸化水洗涤矿石柱,洗 出矿层中存留的部分浸出液,然后卸下 矿石,烘干并磨细后取样分析,测定浸 出渣中金属及其他组分含量,根据浸出 渣分析结果。
在试验中控制浸出介质酸度,用稀硫 酸调节,使之恒定,记下所用酸量。在浸 出期间,每隔一定时间(1~7d)用吸取上清 液的办法取一次样,记下每次取样体积。 样品送分析,测定其中的金属含量、总铁 及亚铁、电位、pH和 浓度等。用加入 酸化水或培养基的办法补充每次取样的体 积,用加入蒸馏水的办法补充蒸发所损失 的水分。浸出结束时,过滤出浸出渣,将 浸出渣洗涤后臵于110℃下烘干至恒重,然 后分析其中金属和其他组分含量。
ch5-细菌浸矿
硫化物、硫酸亚铁、硫代硫酸盐以及元素硫。
氧化硫硫杆菌为化能自氧菌,它把元
素硫氧化生成硫酸,利用这一反应生成的 能量作为其生活能源,以CO2和氨为原料合 成菌体进行繁殖;氧化铁硫杆菌和氧化铁 杆菌,以Fe3+作为能源在含有矿物盐类强酸 性介质中生长。
浸矿细菌的种类和特性
①氧化亚铁硫杆菌: 该菌在含亚铁的培养基中能将亚铁氧化成高铁。生长条件: pH值1.5~3.5(2.0最佳)。温度16—40℃(30—35℃最佳) ②氧化硫硫杆菌: 该菌的亚铁培养基保持清澈生长条件:pH=1.4~6.0能生 长,但最佳值为pH=2.5~5.8,最适温度为25~30℃。 ③排硫硫杆菌: 该菌靠氧化硫代硫酸盐成硫酸盐获得能量:Na2S2O3 生存条件:pH=4.5~7.8能生长,最佳pH=6.6~7.2,最适 温度:28℃。 ④蚀阴沟硫杆菌: 该菌与氧化硫硫杆菌相类似,但它可以利用硝酸盐或氨离 子作氮源,不能利用亚硝酸盐。
第五章 细菌浸矿
1 概述 2 细菌的生物化学特性 3 细菌浸铀(矿)的基本原理 4 微生物培养基 5 菌种的保藏 6 细菌的驯化培养 7 细菌浸出的影响因素
概
述
利用细菌的生物化学作用进行铀(矿)的 浸出,叫做细菌浸铀(矿),又称细菌冶金、 微生物浸矿等。细菌浸矿是用浸矿微生物将矿 石或精矿中有用组份有选择地转化为可溶化合 物,实现有用组份与杂质的分离,达到回收有 用金属的目的。
16世纪,匈牙利人从矿坑水中回收铜。
1953年,葡萄牙的“镭公司”应用细菌浸 出铀矿石。 19世纪60年代初,中国微生物研究所、核 工业北京化冶院和711矿联合开展了含铀贫 矿细菌浸出试验 。
浸矿细菌_钩端螺旋菌属菌株研究进展
浸矿细菌—钩端螺旋菌属菌株研究进展3刘 缨 林建群33 颜望明(山东大学微生物技术国家重点实验室 济南 250100)摘要:钩端螺旋菌属菌株在微生物浸矿工业中具有重要作用。
介绍了钩端螺旋菌属菌株的种类、特性,分离、培养方法,以及近些年来有关该属菌株在分子生物学及浸矿机理方面的研究进展。
关键词:钩端螺旋菌属,种类,特性,分子生物学,浸矿机理中图分类号:Q93 文献标识码:A 文章编号:025322654(2006)022*******B iom i n g M i crobes—Recen t research Progress of Bacter i a Belong i ng tothe Genus L eptospirillum3L I U Ying L I N J ian2Qun33 Y AN W ang2M ing(S tate Key Laboratory of M icrobial Technology,Shandong U niversity,J inan250100) Abstract:Bacteria s pecies bel onging t o the genus L eptospirillum are of great i m portance in bi oleaching industry.This paper intr oduces the varieties and characteristics of L eptospirillum,its is olati on and cultivati on methods,aswell as the advance of molecular bi ol ogy and bi oleaching mechanis m researchs about L eptospirillum.Key words:L eptospirillum,Varieties,Characteristics,Molecular bi ol ogy,B i oleaching mechanis m利用微生物进行生物浸矿具有悠久的历史,我国古代就有利用微生物浸出矿石中铜的记载。
江西某铀矿床细菌槽浸实验研究
部直径 4c 5m,高 8 c 0m,底 部设 通 气孔 ,提 供 细菌
存 活所 需 氧气 ,为使 曝气 均 匀 ,通气 孔成放 射 性分 布 。充气 管既 可 以充气 又可 以放 液 ,每加 入放 出菌
液 一次 称 为浸 出一 次或 一个 回次 。实 验 温度用 恒 温
实验 采用 充 气 式槽 浸 ,桶 顶 部 直径 6c 0m,底
高 峰 高 柏 郑志宏 吴为荣
( 东华理 工学 院 ・ 州 3 4 0 ) 抚 4 0 0
摘 要 :在实验条件下进行 了 4次细菌槽 浸浸 铀实验 ,对 菌 液等 速浸 出 ,菌液 、属液 不等速 浸 出,
循环属液等速浸 出作 了对 比。实验结果表 明不等速浸 出可 以更快进入 细菌浸 出后期 ;属液循 环使用确实
灰石 、萤石 、石 英 、水 云 母 、钠 长 石 、绿 泥 石 等 ,
矿石 中常 见 的金 属矿 物有 黄铁 矿 。矿石化 学组 成见
表 1 。
泡时 间和浸 出效率 之 间的关 系 , 旨在 为后 续 的大规
裹 1 矿 石 组 分 质 量 分数 ( )
1 2 实验 装置 和条 件 .
Ke r s a t ru la h n Va e c ig No - n f r v l c t e c i g U n f r v l ct e c y wo d :B c e i m e c i g tla h n n u i m e o iy l a h n o i m eo i la — o y
收 稿 日期 ; 0 6 0 — 2 20— 5 9
作者简介 : 高峰 男 东华理工学院土木与环境工程学院研究生
装 置 控制在 2 ℃~2 ℃。 o 5
细菌堆浸浸铀技术的发展及展望
d c s d v lp n r c s ,t ea t a p l a i n,e i ig p o lms a d d v l p e tte d o o s i n u e e eo me tp o e s h c u l p i to a c x s n r b e n e eo m n r n fd me tca d t
1 细 菌堆 浸浸铀 技 术 的国 内外 研究 ( ) 国外 细菌 堆浸技 术 的研究 进展 1 2 0世 纪 8 0年 代 ,世 界 上 共 有 1 4座铜 的细 菌 氧化提 取厂 投人 生产 。世 界上第 一座 金 的细 菌浸出
浸 工艺 的特点 外 ,还具 有 细菌 浸 出的优 越性 。依 靠
( 华理 工 大学 土木与 环境 工程 学院 ,江西 抚 州 34 0 ) 东 4 0 0
摘 要 : 菌 堆 浸 浸 铀 技 术 是 从 贫 矿 、废 矿 和 复 杂 矿 中 回收 铀 金 属 的一 种 简 单 易 行 的 生 产 工 艺 。本 细
文 主 要 介 绍 了 国 内外 细 菌 堆 浸 浸 铀 技 术 的发 展 历 程 、 实 际 应 用 状 况 、 目前存 在 的 问 题 以及 发 展 趋 势 。
YUA N J n tn u —i g, S UN h n x e Z a—u
( p r me to v l g n e i g a d En i n e t lE g n e i g,Ea t De a t n fCi i En i e r n v r m n a n i e r n o n s Ch n n t u e o c n l g i a I s i t fTe h o o y,Fu h u 3 4 0 ,Ch n ) t z o 4 0 0 ia
中度嗜热氧化硫细菌及中度嗜热氧化亚铁细菌
中度嗜热氧化硫细菌及中度嗜热氧化亚铁细菌在难处理铜精矿浸出中的应用骆海朋,杨秀山(北京市疾病预防控制中心,北京 100013;首都师范大学生物系,北京 100037)摘要:从山西某大型煤矿的煤矸石堆中取样,用选择性培养基筛选到了一株中度嗜热氧化硫细菌和一株中度嗜热氧化亚铁细菌,并对其生理特性进行了初步研究。
中度嗜热氧化亚铁细菌最适温度为55℃左右,为专性化能自养菌,通过将二价铁氧化成三价铁获得生长能量。
嗜热的氧化硫细菌最适温度为55℃左右,为兼性化能自养细菌,可以通过氧化硫、二价铁获得生长能量,同时还能在LB 培养基上以异养方式生长。
对比这两种细菌对铜精矿的浸出能力,中度嗜热氧化硫细菌较中度嗜热氧化亚铁细菌更易使浸出体系维持较低的pH ,浸出能力更强。
关键词:微生物冶金;中度嗜热菌;铜精矿中图分类号:T F 18 文献标识码:A 文章编号:1009-2617(2003)02-0079-03收稿日期:2002-12-30作者简介:骆海朋,1976-,男,北京人,硕士研究生,现从事微生物检验工作。
在我国,铜矿资源非常紧缺,并且易开采铜矿日趋减少,每年需要大量进口。
采用传统的火法冶金技术处理难选冶的高含硫铜矿石会对环境造成污染,并且效果也不是很好。
微生物冶金是一项非常有前景的技术,它对环境的污染几乎为零,而且成本低,易于操作。
自1958年美国Kenneco t (肯尼柯特)公司用细菌法浸出铜成功以后,微生物冶金技术取得了很大的进展。
在美国,采用细菌法提取的铜占美国铜年产量的11%,在智利占到20%[1,2]。
但微生物冶金的氧化速度慢是其重要缺点。
堆浸、地浸通常要持续几个月甚至几年。
一年内铜矿废石堆的最大浸出率也只有60%,速度较快的搅拌浸出也需至少一周左右的时间。
采用嗜高温细菌进行微生物浸出是解决这个问题的有效途径之一。
目前应用于铜精矿微生物浸出的菌种主要是常温细菌,如氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌,这类细菌的生长温度在20~40℃之间。
浸矿微生物选育及鉴定
浸矿微生物选育及鉴定引言浸矿微生物选育及鉴定是一项重要的研究领域,该领域的研究内容主要涉及如何从自然环境中筛选出适宜于浸矿过程的微生物,并通过鉴定和分析微生物的特性,进一步优化浸矿过程,提高浸矿效率。
本文将介绍浸矿微生物选育及鉴定的基本原理、方法和应用。
一、浸矿微生物的基本特性浸矿微生物是一类能够在浸矿过程中起到促进作用的微生物。
这些微生物通常能够利用矿石中的有机物和无机物,进行代谢产物的生成,并释放出酸性物质,从而溶解矿石中的金属元素。
同时,浸矿微生物还具有良好的耐受性和适应性,能够适应较高的温度、酸碱度和重金属浓度等恶劣环境条件。
2.1 野外筛选法野外筛选法是最常用的浸矿微生物选育方法之一。
该方法通过采集不同环境样品,如矿石、土壤、水等,将这些样品接种到含有合适培养基的培养皿中,利用培养条件的调控,筛选出具有浸矿能力的微生物。
这种方法具有简单、经济的优点,但由于样品的复杂性和微生物的不确定性,需要进行大量的筛选和鉴定工作。
2.2 定向选育法定向选育法是一种基于已知浸矿微生物特性的选育方法。
在这种方法中,研究人员首先对目标浸矿微生物的特性进行深入研究,了解其代谢途径、酶系统等信息。
然后,根据这些特性设计合适的培养条件,并通过选育和筛选,获得具有高浸矿效率的微生物。
浸矿微生物鉴定是确定分离出的微生物是否具有浸矿能力的重要步骤。
常用的鉴定方法包括形态学观察、生理生化特性测试、分子生物学分析等。
3.1 形态学观察形态学观察是浸矿微生物鉴定的最基本方法之一。
通过显微镜观察微生物的形态特征,如细胞形状、大小、颜色等,可以初步判断微生物的种类,并与已知的浸矿微生物进行比对。
3.2 生理生化特性测试生理生化特性测试是通过测定微生物的代谢产物、酶活性、生长温度和PH范围等指标,进一步鉴定和比较微生物。
例如,浸矿微生物通常能够产生特殊的酶来溶解矿石,并在酸性环境下生长,这些特性可以通过生化特性测试进行评估。
3.3 分子生物学分析分子生物学分析是一种基于微生物DNA或RNA的鉴定方法。
硫化细菌的特征及其应用进展
硫化细菌的特征及其应用进展魏伟(兰州交通大学环境与市政工程学院,兰州100081)摘要:硫化细菌的种类繁多代谢方式多样,应用在工业及环境保护方面有着成本低无二次污染的特点。
目前,硫化细菌已在生物浸矿、污水处理、烟气脱硫、污泥中重金属的去除、煤的脱硫技术等诸多方面得到广泛应用。
本文综述了硫化细菌的特征及其应用进展。
关键词:硫化细菌;特征;应用The characteristics and application progress of sulphur bacteriaAbstract:Sulfur bacteria has important economic and social significance in the field of industry and environmental protection. There are many types of sulfide bacteria and their metabolism are miscellaneous , the application of these bacteria in the industry and environmental protection has the characteristics of low cost without secondary pollution. At present, sulfide bacteria has been widely used in many aspects, Like biological leaching mining, sewage treatment and flue gas desulfurization, removal of heavy metals in sludge, etc. The paper mainly summarizes the characteristics and applications of sulphur bacteria. Keywords:Sulfur bacteria; Characteristic; application1 前言硫化细菌是微生物界较为常见的一类原核生物菌属,广泛存在于土壤、水、含硫矿质中。
铀矿石的细菌浸出试验研究_胡凯光
铀矿石的细菌浸出试验研究胡凯光,黄仕元,杨金辉,李传乙(南华大学建筑工程与资源环境学院,湖南衡阳 421001)摘要:细菌浸出法是利用某些微生物及其氧化产物溶浸矿石中的有用金属的一种新工艺。
对取自湖南某矿的铀矿石进行了细菌浸出试验,考察了不同浸出剂、浸出时间、矿石粒度、矿石层高度、浸出剂中高铁离子浓度、等因素对铀浸出率的影响,并进行了扩大试验。
结果表明,利用细菌浸出法可提高铀的浸出率,降低酸耗。
关键词:细菌;浸出;铀中图分类号:T F 18;T L 211 文献标识码:A 文章编号:1009-2617(2003)02-0085-04收稿日期:2002-10-21作者简介:胡凯光,1964-,男,湖南宁乡人,高级工程师,主要从事细菌冶金、地浸工艺研究。
细菌浸出已成功地应用于低品位矿石、难处理矿石的堆浸、槽浸、地浸生产中。
早在20世纪60年代,加拿大埃利奥特湖地区的一些矿山就进行了应用细菌地浸铀的研究[1],取得了显著的经济效益;西班牙[2]、俄罗斯[3]、日本[4]等也相继开展了细菌浸出的研究,并成功地把细菌浸出技术应用于铀、金、铜等矿石的处理及废水处理中。
湖南某铀矿山是我国最早利用细菌浸出技术的矿山。
1965-1971年间,中科院微生物研究所和核工业原五所在该矿山用酸和细菌开展了表外矿石的堆浸研究[5],90年代初,核工业铀矿开采研究所对该矿山铀矿石进行了室内细菌浸出试验,并对该矿山某采场低品位矿石原地破碎细菌浸出进行了研究,采用富含浸矿细菌的矿坑水进行了留矿淋浸工业性试验[6]。
在国外,开展铀矿石细菌浸出的矿山很多,但最为成功、经济效益明显的是加拿大埃利奥特湖地区的一些矿山。
国内也有一些铀矿山开展了铀矿石细菌浸出研究工作。
1 细菌浸出原理细菌氧化浸出要求矿石中含有黄铁矿,黄铁矿被氧化后产生硫酸和硫酸铁,硫酸溶解含铀酰离子的铀矿物,硫酸铁使UO 2氧化成U O 2+2。
在浸矿细菌、氧、水存在条件下,黄铁矿将会有如下反应:FeS 2+7O 2+2H 2O(细菌) 2FeSO 4+2H 2SO 4;硫酸亚铁被氧化成硫酸铁:4FeSO 4+2H 2SO4细菌 2Fe 2(SO 4)3+2H 2O;硫酸铁将四价铀氧化成六价铀:2UO 2+2Fe 2(SO 4)3 2UO 2SO 4+4FeSO 4。
浸矿微生物技术
浸矿微生物技术1. 引言浸矿是从废石或矿石中提取金属的一种常用方法。
传统的浸矿过程涉及大量的化学药剂和高能耗,对环境造成了严重的破坏。
为了寻求更可持续的浸矿方法,科学家们引入了微生物技术。
浸矿微生物技术利用特定的微生物,如细菌和真菌,来加速金属的溶解,并在环境友好的条件下提取金属。
本文将介绍浸矿微生物技术的原理、应用和未来发展方向。
2. 浸矿微生物技术的原理浸矿微生物技术的原理基于微生物的代谢活动。
某些微生物具有能够溶解金属的能力,例如氧化铁细菌和硫化细菌。
这些微生物能够利用废石或矿石中的金属化合物作为能源和碳源,并将金属离子转化为可溶解的形式。
通过调控微生物的生长条件和培养基成分,可以加速金属的溶解和提取过程。
与传统的浸矿方法相比,浸矿微生物技术具有较低的能耗和较少的化学药剂使用量。
3. 浸矿微生物技术的应用浸矿微生物技术在金属提取领域具有广泛的应用。
首先,它可以用于低品位矿石的处理。
传统的浸矿方法往往仅适用于高品位矿石,而浸矿微生物技术可以将低品位矿石中的金属提取出来。
其次,浸矿微生物技术可以处理含有难溶性金属矿石的废石。
通过微生物的作用,难溶性金属可以被转化为可溶解的形式,从而提高金属的回收率。
此外,浸矿微生物技术还可以用于处理含有有害金属的废弃物,如电子废弃物和废旧电池。
通过微生物的作用,这些有害金属可以被有效地转化为可回收的形式,减少对环境的污染。
4. 浸矿微生物技术的优势和挑战浸矿微生物技术相对于传统的浸矿方法具有许多优势。
首先,它能够在较低的温度和压力下进行金属的溶解和提取过程,从而节约能源和降低运营成本。
其次,浸矿微生物技术对环境友好,减少了化学药剂的使用和废弃物的产生。
此外,它还能够处理低品位和难溶性矿石,提高金属的回收率。
然而,浸矿微生物技术也面临一些挑战。
微生物的生长和代谢过程受到很多因素的影响,如温度、PH值和营养条件等,因此需要精确控制这些因素。
此外,一些微生物对抗生素和其他抑制因子敏感,因此需要开发耐药性菌株。
浸矿用细菌精品PPT课件
扫描是电子显微镜(SEM)
SEM特别适用於研究标本表面的细微构造 先标本表面先镀上一薄薄的一层黄金l利用电子束扫描 标本表面→电子束激发了标本表面的电子→被激发的电 子被聚集后再聚焦於萤幕上(显现标本表面的形态) SEM的景深很深→可供显示三度空间的形态 3.缺点: (1)先前用来处理标本的化学或物理方法→会杀死细胞 (2)显微照片上会出现一些活细胞所没有的添加物
甲菌 乙菌
初染 结晶紫
媒染 碘液
脱色 乙醇
复染 沙黄
紫色(G+) 红色(G-)
Microbio-hydrometallurgy
(二)细胞壁以内的构造—原生质体 1.细胞膜(cell membrane) 2.细胞质和内含物(cytoplasm andinclusion body) 3.核区(nuclear region or area) 4.特殊的休眠构造—芽孢 (endospore,spore)
Microbio-hydrometallurgy
T.f菌 的SEM 照片
图 T.f 菌 的一组SEM 照片
Microbio-hydrometallurgy
2.2.2.2 氧化硫硫杆菌(T.t菌)
氧化硫硫杆菌 (Thiobacillus thooxidans简称T.t) 这种菌不能氧化亚铁离 子,但能够生长在元素硫 及一些可溶性硫化合物 上,将浸出过程中产生的 元素硫氧化。能增强浸 矿作用。
b.细胞壁的功能
固定细胞外形 协助鞭毛运动 保护细胞免受外力的损伤 为正常细胞分裂所必需 阻拦有害物质进入细胞 与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的敏感
性密切相关
Microbio-hydrometallurgy
一种微生物浸矿菌液的连续生成保存的方法[发明专利]
专利名称:一种微生物浸矿菌液的连续生成保存的方法专利类型:发明专利
发明人:周吉奎,霍强
申请号:CN200710118683.0
申请日:20070712
公开号:CN101126066A
公开日:
20080220
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:一种微生物浸矿菌液的连续生成保存的方法,涉及一种采用生物冶金提取有价金属的浸矿微生物的保存方法。
其特征在于将含有浸矿微生物的菌液连续循环通过充填有硫化矿物的容器,使浸矿微生物以硫化矿物或其分解产物为能源进行生长。
在本发明的方法中细菌利用矿石中的硫化矿物或其分解产物进行生长,从而使细菌得到保藏。
利用本方法长期保存的细菌活性较高,并且在进行生物浸矿时无需驯化或减少驯化次数。
申请人:中国铝业股份有限公司
地址:100814 北京市海淀区复兴路乙12号中国铝业股份有限公司
国籍:CN
代理机构:中国有色金属工业专利中心
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矿石粒度和矿浆浓度对原生硫化铜矿细菌浸出的影响
Ke wo d : a c p rt r ; i la h n ; e s e S u r e st y r s Ch l y i o e B o e c i g Or i ; l r y d n iy o e z
在 原生硫 化 铜矿 石 细 菌 浸 出过 程 中 , 石粒 度 矿
矿样 : 样 取 自永 平 铜 矿 , 学 成 分 为 ( : 矿 化 %)
Ef e to e S z nd S u r n iy o f c fOr i e a l r y De st n t o e c n f Ch l o y ie Or he Bi l a hi g o a c p r t e
GU if i ZHANG e— n - YU ng Sh —e , W imi 一, Ro 。
1 .0 主要矿 物 成 份 ( : 铁 矿 1 .6 磁 黄铁 30 。 %) 黄 22 、
矿 0 7 、 铁矿 0 0 、 .6 磁 .8 石榴 石 1 2 、 . 1 方解 石 0 5 、 .6 黄 铜矿 少 量 。 铜 物 相 分 析 结 果 ( : 离 氧 化 铜 %) 游
( . a t hn n t ueo e h oo y F z o , 4 0 0 C ia 1 E s C iaI s t t f c n lg , u h u 3 4 0 , hn i T 2 hn ies yo oce c s W u a 3 0 4 Ch a .C iaUnv ri f t Ge si e , n h n4 0 7 , i ) n
果 。但 人们 普遍认 为矿 石 粒度越 小 、 矿浆浓 度 越低 , 对细菌 浸矿 越有 利 , 以在 以 往 的 细菌 浸 铜 摇 瓶或 所
搅拌试 验研 究 中 , 般 采 用 粒 度 小 于 0 0 4mm 和 一 .7 矿浆浓 度低 于 1 %来进 行 细 菌浸 铜 的 各 种 研 究 工 0
硫化铜矿浸矿细菌超微结构与吸附机理及SFORase的纯化
硫化铜矿浸矿细菌超微结构与吸附机理及SFORase的纯化为了探讨细菌浸矿机理,促进提高工业实践中生物浸矿的效率,本文对城门山难浸铜矿石的细菌浸出、主要浸矿细菌的形态和超微结构、细菌吸附机理以及T.f中的硫化氢-三价铁氧化还原酶(SFORase)的分离与纯化进行了研究。
在对城门山难浸铜矿的细菌浸出可行性研究中,对含铜褐铁矿,氧化铜-硫化铜混合矿和含泥氧化矿进行了物相分析、多元素分析后,又进行了酸耗试验,摇瓶试验,柱浸试验,并比较了不同的工艺条件对浸出过程的影响。
结果表明含铜褐铁矿和含泥氧化矿宜于酸浸,而氧化铜一硫化铜混合矿(次生硫化铜占铜品位的94.97%)适宜于细菌浸出。
此外还运用紫外诱变育种方法,将经适当紫外诱变处理的T,f正突变菌株用于浸矿,可提高细菌的亚铁氧化能力,使铜浸出率提高10%左右。
运用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)对最常见的浸矿细菌如T.f(Thiobacillus ferrooxidans)、T.t(Thiobacillusferrooxidans)和L.f(Leptosprillum ferrooxidans)等的形态和超微结构进行了研究。
结果表明,亚铁培养基培养或硫培养基培养细菌的排列形式有单生,对生、链状和单层细菌成群排列。
L.f单个存在,T.f和T.t大多以单个形式存在;可见到T.t的对生;T.t 比T.f更多的以链状形式存在,T.f和T.t都能见到单层细菌成群排列的形式。
在外形大小上,T.t略大于T.f,且T.t的两端比T.f略为尖锐;用磷钨酸染色,大t两端一般各有一脂粒存在。
在超薄切片观察中,分别在德兴大f和大宝山大f中观察到了具有较宽胞周隙的菌株,这些菌株在样品中所占比例小,它们应具有较强的贮存和分泌蛋白质(酶)的能力。
在德兴Tf中观察到了PHB颗粒,它们是碳源和能源的储存体。
在江西德兴、城门山、广东大宝山等矿区的厂f中均观察到球状体,尽管目前还不明了其生理功能。
低品位黄铜矿的磁场强化细菌浸出
活性, 用于浸矿试验 , 提高 了低品位黄 铜矿 中铜和铁 的浸 出率 。磁场强化细菌浸出的可能机理 是通过 改变水 的结构 , 促进氧气在水 中的溶解, 高矿石成分 的溶 解性, 提 增强细菌细 胞生物膜
的穿 透 性 。
[ 关键 词]低 品位 黄 铜 矿 ; 菌 浸 出 ; 场 ; 化处 理 ; 化 浸 出 细 磁 磁 强 [ 分类 号 ]TD 5 . 921 [ 献 标 识 码 ]A 文
表 1 矿 石 多 元 素 分析 ( %) w/
Ta l Ch m ia om p sto a p e be1 e c lc o iinsofs m ls
化矿 物 电化 学活 性依次 增强 的顺序 如下 : 黄铁 矿 、 黄铜 矿 、 黄铁矿 、 镍 方铅 矿 、 黄铁矿 、 磁 闪锌 矿 。所 以, 酸性介 质 中 , 在 黄铜 矿往往难 以化 学氧 化而成 为 阴极 , 黄铜 矿 的微 生 物浸 出速 度 比其 他 许 多硫
0 1g L,K2 . / HPO 0 5g L,Mg O ・7 O . . / S H2 0 5 g L,Ca N03 20 0 / / ( ) . 1g L,Fe O4・7 2 4 . 8 S H 4 7 O
g I, H一2 0 / p . 。为 了使 氧化 亚 铁硫 杆 菌 在 浸 矿 之前 能够适 应实 际 的矿 石 环境 , 强其 对 环 境 中 增 各种 物质 的耐受能力 , 强氧化 活性 和浸 矿效率 , 增 本实 验采用 矿样来作 为细 菌的培养 基进行 驯化 培
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成都 理工大 学 学报 ( 自然 科学版)
第3 7卷
12 菌种和培 养基 . 实验 所用 的菌 种为 保 存 的氧 化 亚铁 硫 杆 菌 , 经 多次转代 活化 培养后 用 于本 实验 。实 验采 用 9 K 培养基 , 组 成 如 下 : NH )S 3g L 其 ( O / ,KC 1
铀矿石不同酸度下细菌的溶浸试验_周仲魁
doi:10.3969/j.issn.1007-7545.2012.11.015铀矿石不同酸度下细菌的溶浸试验周仲魁1,孙占学1,高峰2,高柏1(1.东华理工大学水资源与环境工程学院,江西抚州344000;2.山东省地质环境监测总站,济南250014)摘要:对某铀矿石在不同酸度下细菌溶浸浸铀进行了对比试验,分析了浸出过程中铀浸出率、酸耗和细菌生长等变化规律。
结果表明,该铀矿石不同酸度下细菌溶浸效果较好,液计平均浸出率为87.7%,渣计平均浸出率为94.1%;另外,在酸化阶段,硫酸浓度对浸出总耗酸影响不大,但浓酸可以大幅度缩短酸化时间;在细菌浸出阶段,pH越高耗酸越低,细菌生长情况越好,但铀浸出率并未随之增高,主要是因为较高pH的浸出液中容易产生铁的氢氧化物和铁矾沉淀,阻止了铀的进一步浸出。
关键词:铀矿石;细菌浸出;酸度;浸出率中图分类号:TL212.1+2 文献标识码:A 文章编号:1007-7545(2012)11-0052-04Experiment of Bioleaching of Uranium Ore under Different AciditiesZHOU Zhong-kui 1,SUN Zhan-xue1,GAO Feng2,GAO Bai 1(1.East China Institute of Technology,Fuzhou 344000,Jiangxi,China;2.Geological Environment Monitoring Station of Shandong Province,Jinan 250014,China)Abstract:The bioleaching experiment was carried out for one uranium ore under different acidities.The u-ranium leaching rate,acid consumption and bacterial growth in the leaching process were analyzed.The re-sults show good bacterial leaching can be achieved on this uranium ore with the average leaching rate of liq-uid of 87.7%,and the average leaching rate of slag of 94.1%.The concentration of sulfuric acid at differ-ent stages of acidification has little effect on the overall consumption of acid.Concentrated sulfuric acid canreduce the acidification time significantly.In bacteria leaching,the higher the pH value is,the less the acidconsumption and the better the growth of bacteria are.To note,leaching rate is not improved with thegood growth of bacteria as expected,which is due to the forming of iron hydroxide and precipitation of fer-roalumen.Key words:uranium ore;bioleaching;acidity;leaching rate收稿日期:2012-09-05基金项目:国家自然科学基金项目(41162007);国家高技术研究发展计划资助项目(2012AA061504);科技部国际合作项目(2011DFR60830);江西省科技厅科技计划项目(20112BFB29002)作者简介:周仲魁(1980-),男,广西资源人,硕士,讲师;通讯作者:孙占学(1962-),男,江西修水人,博士,教授. 随着铀资源需求量的逐渐提高和高品位矿石的日渐减少,新型铀矿冶炼技术日益受到人们的关注[1-2]。
混合细菌浸矿研究进展
a a tr l eee poe . h a tr nle cn e r l eut o e v tl eeas e e rh d T ets srw maei r x lr d T efco sif n igrmo a rs l f a measw r lorsac e . et aw u s h y h
子的固定作用 [ ]矿 产保 护与利用 ,00 4 :1~ 6 J. 2 0 ( )2 2 .
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金的时代。细菌浸矿 因其投资小、 成本低、 能耗少、
[1罗惠华 , 1] 钟康年 , 羽 羟基磷灰 石吸 附剂去 除铬黄工 刘 业废水中铅离子的研究 [ ]岩 石矿物学 杂志 , 0 , J. 2 12 0 0
中铅离子的研究 [ ] 武汉化 工学院学报 ,98 2 ( ) J. 19 ,0 1 : 3 4 . 9 2 [3 刘羽 , 1] 钟康年 , 胡文云.海 口磷灰石 的矿物学及 P 吸 b 附特性研究 [ ] 武汉化工学 院学 报 ,9 6 1 ( ) 3 J. 1 9 ,8 4 :1一
r s l d c td t a e n w w s w tr t a me ta e tp se s s 1 . 4 g c e u t i i ae t e a t a e r t n g n o s s e 1 k / m c mp e s n s e g , . 5 / sn h t h e e 8 o r si t n t 3 2 m g o r h s e i c s r c n e v l f c e c fl 2 2 mg g P n n e e f l w n p i lc n i o s t e f cin o p cf u f e a d r mo a f in y o 1 . 8 / b u d r t o l i g o t i a ei h o ma o d t n :h r t f i a o
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③固体培养基:在液体培养基中加入1~2%琼脂或者 5~12%明胶,可制成固体培养基 。
5 菌种的保藏
活性优良菌种应及时进行保藏,菌种的 保藏要达到不死亡、不变异两个要求。因 此,要达到这两点必须使菌种处于不活跃 状态。
长期保藏菌种的方法很多,但对浸矿菌 种来讲,采用砂土——黄铁矿保藏法和冰 冻干燥法较为有效。
第五章 细菌浸矿
1 概述 2 细菌的生物化学特性 3 细菌浸铀(矿)的基本原理 4 微生物培养基 5 菌种的保藏 6 细菌的驯化培养 7 细菌浸出的影响因素
概
述Leabharlann 利用细菌的生物化学作用进行铀(矿)的 浸出,叫做细菌浸铀(矿),又称细菌冶金、 微生物浸矿等。细菌浸矿是用浸矿微生物将矿 石或精矿中有用组份有选择地转化为可溶化合 物,实现有用组份与杂质的分离,达到回收有 用金属的目的。
4 微生物培养基
培养基是指用人工方法配制的专供微生物生长繁殖 的营养混合物。用于细菌浸矿的主要微生物培养基有 以下三种:
①液体培养基:是指营养物质以溶质状态溶解于液 体中,使微生物能更充分地接触和利用养分,因而也 能更好地积累代谢产物。 ②半固体培养基:在液体培养基中加入0.2%的琼脂 作凝固剂,就可得到半固体培养基。
复合作用理论: 是指在细菌浸出过程中,既有细菌直接作用, 又有通过Fe3+氧化的间接作用,有时以直接作用 为主,有时则以间接作用为主。这是至今为止绝 大多数学者所赞同的观点。 破硫膜作用: 有的学者认为,在浸矿过程中,矿块表面覆 盖着硫的薄膜,阻碍了溶浸液与矿块表面的直接 作用,若有细菌存在,可以将硫薄膜氧化或破坏, 使金属得以继续浸出。
硫化物、硫酸亚铁、硫代硫酸盐以及元素硫。
氧化硫硫杆菌为化能自氧菌,它把元
素硫氧化生成硫酸,利用这一反应生成的 能量作为其生活能源,以CO2和氨为原料合 成菌体进行繁殖;氧化铁硫杆菌和氧化铁 杆菌,以Fe3+作为能源在含有矿物盐类强酸 性介质中生长。
浸矿细菌的种类和特性
①氧化亚铁硫杆菌: 该菌在含亚铁的培养基中能将亚铁氧化成高铁。生长条件: pH值1.5~3.5(2.0最佳)。温度16—40℃(30—35℃最佳) ②氧化硫硫杆菌: 该菌的亚铁培养基保持清澈生长条件:pH=1.4~6.0能生 长,但最佳值为pH=2.5~5.8,最适温度为25~30℃。 ③排硫硫杆菌: 该菌靠氧化硫代硫酸盐成硫酸盐获得能量:Na2S2O3 生存条件:pH=4.5~7.8能生长,最佳pH=6.6~7.2,最适 温度:28℃。 ④蚀阴沟硫杆菌: 该菌与氧化硫硫杆菌相类似,但它可以利用硝酸盐或氨离 子作氮源,不能利用亚硝酸盐。
通过细菌细胞内特有的铁氧化酶和硫氧化 酶直接氧化金属硫化物,使金属溶解出来。
间接作用理论:
氧化硫硫杆菌、氧化铁铁杆菌等具有氧
化低价铁和元素硫生成高价铁和硫酸的能力,
利用这些细菌所生成的氧化产物硫酸高铁和硫
酸对沥青铀矿等主要铀矿物进行溶解和氧化。
Fe2(SO4)3能将不溶于水的四价铀氧化成溶于
水的六价铀,从而达到浸出的目的。
7 细菌浸出的影响因素
1 矿石的性质:矿石的透气性,物理化学性质 2 矿石的粒度:矿石粒度越细,对浸矿越有利
3 温度:温度太高或太低都不利
4 pH值:细菌氧化Fe2+最适pH为1.5~2.5 5 培养基成分:影响细菌生长繁殖速度
6 通气量:充分供气是很重要
7 铁离子:Fe3+是金属矿物的氧化剂 8 光线 :微生物对紫外线很敏感 9 氨离子浓度:氨离子是细菌生长所必需的 10其他影响因素。
16世纪,匈牙利人从矿坑水中回收铜。
1953年,葡萄牙的“镭公司”应用细菌浸 出铀矿石。 19世纪60年代初,中国微生物研究所、核 工业北京化冶院和711矿联合开展了含铀贫 矿细菌浸出试验 。
2 细菌的生物化学特性
浸矿细菌是一种特殊的微生物。用于工
业生产的浸矿细菌主要有:氧化硫硫杆菌、聚 生硫杆菌、氧化铁硫杆菌、氧化铁杆菌和氧化 硫杆菌等。一般在pH=2~4,温度30~35℃条 件下生长良好、繁殖速度快。对于铜和铀浸出 工艺最有价值的为氧化铁硫杆菌,能氧化金属
6 细菌的驯化培养
细菌的驯化培养是指用某一特定因素长 期处理某微生物的群体,同时不断地对它们 进行接种传代,以达到逐步适应其环境→适 应环境→生长繁殖的目的。
例如,在装有一定体积培养基的三角 瓶中加入较低浓度的金属离子,然后接入 要驯化的细菌进行恒温培养,开始细菌不 适应,要较长时间才能生长,待细菌适应 并能正常生长后,再将它转移到会有更高 浓度金属离子的培养基中继续培养。以此 类推,叫做细菌驯化。
3 细菌浸铀(矿)的基本原理
自20世纪50年代发现浸矿微生物以来,经 过许多人的研究和试验,人们已基本掌握了微 生物浸出过程的规律和作用原理,细菌浸矿的 机理主要有直接作用、间接作用以及复合作用 三种理论。也有学者提出了破硫膜作用学说。
直接作用理论:
指不依赖于Fe3+的触媒作用,细菌的细
胞和金属硫化矿固体之间直接紧密接触,