低品位金属硫化矿物生物浸出技术的研究

低品位金属硫化矿物生物浸出技术的研究

随着生物技术的迅猛发展，在湿法生物冶金工业中，采用细菌浸出低品位金属硫化矿物得到了广泛应用，不过目前多用于浸出金、铀、铜等的硫化矿物中，而应用于浸出磷矿还比较少见。一些有机化能异养细菌，如根瘤菌（Rhizobium）、假单胞菌（Pseudomonas）等可以利用葡萄糖等有机物生长，产生有机酸分解磷矿。不过异养菌代谢所产生的有机酸酸性不强，分解磷矿速度缓慢，而且需要添加有机营养物质作为生长所需的碳源，所以在工业应用时会受到很大的限制。而无机化能自养型微生物可以直接从空气中固定CO2作为碳源，活性石灰窑以氧化某些还原态无机物（如S0、FeS2、Fe2＋等）获得能量自养生长，产生无机强酸（如H2SO4等），可使磷酸盐溶解，既可以降低成本，又可以大大加快浸出速度。本研究使用生物冶金工业中常用的无机化能自养型微生物－嗜酸氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferooxidans，At. f）和嗜酸氧化硫硫杆菌（Acidithiobacillus thiooxidans，At.t）来浸出低品位的磷矿，这两种细菌能够利用还原态的硫化物或亚铁作为能源物质，产生硫酸来分解磷矿石。采用紫外线照射和微波的物理诱变手段对其进行耐酸和产酸诱导育种，对比原菌进行浸矿试验，并研究了在浸出过程中添加吐温系列表面活性剂对其浸出效果的影响。

本试验所用的At. f和At. t是从安徽某煤矿的酸性矿坑水中采样，经富集培养、分离、纯化得到，细菌培养所用的培养基成分见表1，按表1比例配制好后，放人高压灭菌锅在121℃和压力0.10 MPa的条件下湿热灭菌30 min，亚铁溶液采用0.22μm的一次性针头过滤灭菌，亚铁溶液和硫粉都是在用时按比例加入培养基。固体培养采用双层固体培养基，颚式破碎机下层为涂布红醉母菌的营养琼脂培养基，上层为涂布At. t或At. f菌的Starlcey或9K固体培养基，培养基营养成分与相应的液体培养基相同。其中硫粉用10% Na2S2O3代替，用量为每100 mL加1mL，用2%的琼脂作凝固剂。