表面活性剂对细菌浸出矿物试验论文

表面活性剂对细菌浸出矿物的试验研究摘要进行了表面活性剂tw20、tw80对t.f细菌致死率的影响及其对t.f细菌浸出铜的效果试验。结果表明：t.f细菌浸出矿物时，tw20、tw80的浓度要小于0.1%。表面活性剂对细菌浸出铜的影响试验中，浸出时间为15 d时，tw20的最佳浓度为0.005%，cu浸出率为29.26%；tw80的最佳浓度为0.005%，cu浸出率为27.60%。

关键词tw20；tw80；t.f菌；cu浸出率

中图分类号tf18文献标识码a文章编号 1007-5739（2010）

24-0017-01

微生物冶金是近代学科交叉发展生物工程技术和传统矿物加工技术相结合的一种新工艺。与传统氧化工艺相比，生物氧化工艺成本低、无污染，在低品位难处理的硫化矿矿产资源的有效开发利用中有着广阔的工业应用前景。

细菌的浸出就是利用微生物的氧化特性与微生物的新陈代谢产物使矿物的一些成分氧化的过程，使用可溶目的成分与原物质分离，从而得到目的产物[3]。表面活性剂分子由亲水基和疏水基组成，它能使物质相界面发生改变，改善矿石的亲水性和渗透性，有利于细菌和矿物接触，加快浸出，浸出率也相应提高，从而促进细胞生长，提高细菌活性。因此，添加适量的表面活性剂可以大大缩短浸出时间，但并没有提高最终浸出率，同时较高浓度的活性剂反而不利于浸出[4]。加适量表面活性剂时，细菌对矿物的吸附作用加强，细菌对矿物的吸附增加了细菌对矿物的直接作用。由于表面

活性剂是有机物质，而浸矿细菌是专性无机化能自氧菌，故表面活性剂浓度太高会抑制其生长，使浸出率下降。在浸出体系中添加表面活性剂吐温（tw），在合适浓度下对浸矿有促进作用，其原因是表面活性剂改变了矿物表面的润湿性，缩短了细菌在矿物表面吸附达到平衡所需的时间，从而加速浸矿速度。但是吐温浓度较高，反而对浸矿不利，这是由于表面活性剂对细菌膜中的脂类具有溶解作用而造成菌体死亡[5-6]。因此，在研究表面活性剂对浸出矿物提高的作用前，要先研究确定其对t.f（氧化亚铁硫杆菌）的抑制作用。

1材料与方法

1.1试验材料

菌种：氧化亚铁硫杆菌株（简称t.f），属硫杆菌属，广泛生存于土壤、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矿上的酸性矿坑水中最为常见。其生长条件为ph值2.0～3.5，温度为28～35 ℃。研究分离出菌株的生长条件为ph值2.0，温度为30 ℃，接种量为10%，t.f菌浸矿效果最好[1-2]。培养基成分：9k液体培养基；矿石：硫化铜矿石；表面活性剂：吐温20（tw20）、吐温80（tw80）。

1.2试验仪器

微生物恒温振荡培养器、原子吸收光谱仪、分析天平、可调万用电炉、格兰仕微波炉、100级洁净工作台、精密ph计。

1.3试验方法

1.3.1表面活性剂对细菌致死率的测定。配制9k液体培养基90 ml，接种t.f菌数为107～108个/ml的菌液10 ml，分别加入表面活性剂tw20、tw80，使2种表面活性剂的浓度都分别为0、0.1%、0.5%、1.0%、

2.0%、5.0%、10.0%。用1∶1 h2so4调节ph值为2。在30 ℃、振荡速度为120 r/min下摇瓶浸出3 d后，用显微镜涂片染色法计算细菌数，计算致死率。每天定期测定ph值，用1∶1 h2so4调节ph值，使其恒为2，用蒸馏水补充所蒸发水分。

1.3.2表面活性剂对细菌浸出铜的测定。称取5 g硫化铜矿粉（粒度为200目），加入9k液体培养基90 ml，接种t.f菌数为107～108个/ml的菌液10 ml，分别加入表面活性剂tw20、tw80，使二者的浓度都分别为0、0.000 5%、0.005%、0.05%、0.1%。用1∶1 h2so4调节ph值为2，称重，在30 ℃、振荡速度为120 r/min下摇瓶浸出15 d。每天定期测定ph值，用1∶1 h2so4调节ph值，使其恒为2，用蒸馏水补充所蒸发水分。定期取1 ml澄清液测定金属含量，用9k液体培养基补充所取样品量。

2结果与分析

2.1表面活性剂对t.f细菌致死率的影响

2.1.1t.f菌生长量的测定。从表1可以看出，当t.f菌经过4 d 的培养，达到稳定指数生长期的细菌数目最大可达5.50×108个

/ml，然后细菌经过衰亡期，细菌的数目降低，因此t.f菌应该在培养3 d后选用。

2.1.2表面活性剂对细菌致死率的影响。从表2可以看出，表面

活性剂的浓度太小，对细菌没有抑制作用，当表面活性剂的浓度超过0.1%时，将对t.f菌有抑制作用，随着浓度的增大，细菌的致死率越大。当表现活性剂的浓度超过5.0%时，细菌的致死率超过了98%；当表面活性剂浓度达到10.0%，t.f菌的致死率达到100.00%。tw80比tw20的致死率大。因此，表面活性剂对细菌浸出矿物时，表面活性剂的浓度要小于0.1%。

2.2表面活性剂对细菌浸出铜的影响

2.2.1tw20对细菌浸出铜的影响。从表3可以看出，tw20的浓度在0～0.05%之间对细菌浸矿有明显的促进作用，而且时间越长，浸出率越大。当其浓度为0.005%，浸出时间为15 d时，铜的浸出率最大，为29.26%。由于表面活性剂是有机物质，而浸矿细菌是专性无机化能自氧菌，故表面活性剂（下转第20页）

浓度太高会抑制其生长，使浸出率下降，故tw20浓度为0.1%时，浸矿促进效果不明显。

2.2.2tw80对细菌浸出铜的影响。从表4可以看出，tw80浓度为0.005%时，浸出时间为15 d时，效果最好，浸出率为27.60%。浓度越高，细菌生长越缓慢，浸出率也随之相应下降。

3结论与讨论

t.f菌浸出矿物时，tw20、tw80的浓度要小于0.1%。表面活性剂对细菌浸出铜的影响试验中，浸出时间为15 d时，tw20的最佳浓度为0.005%，cu浸出率为29.26%；tw80的最佳浓度为0.005%，cu浸出率为27.60%。