硫化物细菌氧化作用机理研究

硫化物细菌氧化作用机理研究

王恩德，关广岳. 硫化物细菌氧化作用机理研究. 地质学报. 1993.67（3）：p221－231

从硫化物矿床酸性矿坑水中分离的细菌Thiobacillus Ferrooxidans 直接作用于硫化物，有效地加速了硫化物的氧化过程。在细菌作用下硫酸铁可溶解微粒金，显示了细菌是硫化物矿床氧化带中金表生富集的重要微生物因素。在细菌氧化过程中，高浓度Fe3＋和SO2－4的硫酸盐溶液直接形成草黄铁矾；而在低浓度Fe3＋的硫酸盐溶液中形成针铁矿。同时，细菌的耐酸性和氧化功能，为酸性矿坑水的处理提供微生物化学途径。

1、实验清楚地表明，T. Ferrooxidans直接作用于硫化物，有效地加速了硫化物的氧化。细菌氧化作用有两种：一是细菌直接摄取铁、硫，通过自身微生物反应，使铁、硫氧化；二是细菌新陈代谢产物Fe2SO4对硫化物的氧化作用。两种作用交替进行，促使氧化作用的强度不断加大。

2、T. Ferrooxidans的作用强烈影响着硫、铁的性状，制约着元素的地球化学行为。同时，细菌的作用还体现在能量的贮存和释放，使体系处于高能量、强氧化环境。在自然界中细菌的活动还使太阳能转变为起作用于地质过程（尤其是表生过程）的化学能形式。所以，细菌作用的本质是物质循环与能量转换。

3、实验证明硫酸铁溶液溶解金（微细金）是在细菌作用下实现的，并形成硫酸金络合物。这是金在表生条件下的重要迁移形式，是硫化物矿床氧化带中金表生富集的直接因素。依据实验结果，笔者认为细菌的作用是金表生富集的重要微生物地球化学因素。

4、细菌氧化黄铁矿的溶液沉淀物分析表明，在高浓度Fe3＋的硫酸铁体系中，直接生成的是草黄铁矾类，而在低浓度Fe3＋的硫酸盐体系中则形成针铁矿。大量胶状针铁矿的存在，是草黄铁矾类水解和碳酸钙加入所致，显然是化学成因，是从硫酸盐溶液直接沉淀的产物。

5、细菌的耐酸性和氧化作用，可对酸性矿坑水的处理提供生物化学途径。经细菌氧化后的硫酸盐溶液加入CaCO3，形成针铁矿和石膏，从而可净化酸性矿坑水。同样，细菌对金矿石中的金、银有浸出作用，也能对高硫金矿石提供细菌浸金的有效途径。