耐高浓度铁离子的菌种驯化及其浸矿实验研究

作     者：周峨 

作者单位：昆明理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘中华

授予年度：2002年

学科分类：08[工学] 0806[工学-冶金工程] 080601[工学-冶金物理化学] 

主      题：氧化亚铁硫杆菌 细菌驯化 浸出 含砷硫化铜矿 铁离子 

摘      要：生物冶金技术具有充分利用资源、成本低、投资少和基本无环境污染等优点，在国内外已经被广泛研究并应用于工业实践。本研究以含砷硫化铜矿为研究对象，利用氧化铁硫杆菌可以氧化Fe为Fe的生化特性，渐进提高溶液中Fe的初始浓度对细菌进行驯化，得到含Fe浓度较高的驯化后液，再将其作为浸出剂来氧化浸出硫化铜矿中的As、Cu等元素。本实验设计独立的氧化过程，将矿石浸出与细菌氧化过程隔离开，目的使氧化条件达到最佳，避免了由于矿石成分复杂导致的干扰以及砷的毒性对细菌可能产生的不利影响。 采集来的原生菌液经培养后作为菌种，在一定的pH值、温度、细菌浓度等条件下对其进行驯化。驯化方法分为三个环节：有菌／无菌氧化对比实验、溶液中Fe初始浓度渐进升高驯化实验和恒温水浴氧化实验。通过三个环节的实验，得到如下关于细菌驯化的结论： (1)活性良好的菌种及充足的氧气供应是细菌氧化Fe的两个重要影响因素;(2)反应溶液的初始pH值在1.5左右、温度为25-30℃、反应进行7-8天、溶液中Fe的初始浓度不超过90g／L属于较佳的驯化条件;(3)Fe的初始浓度为30g／L时，溶液中Pe的氧化率达到最大，为72.33％;浸出实验则分为四个步骤进行：利用纯9K驯化后的菌液作为浸出剂浸矿;利用初始[Fe]为20g／l、30g／l，40g／l、60g／l驯化后菌液作为浸出剂浸矿;利用初始[Fe]为110g／l驯化后菌液作为浸出剂浸矿;无菌、含高浓度Fe的浸出剂浸矿。由此得到关于含Fe菌液浸出硫化铜精矿的实验结论为： (1)通过有菌／无菌的对比浸出实验，发现细菌的存在从根本上改善了浸出效果，提高了浸出率;(2)矿粉粒度在-200目～-300目、矿浆液固比为20:1～30:1、浸出时间为10天左右、介质的初始pH值为1.5左右为较适宜的浸出条件;(3)初始[Fe]为5.0～30.0g／l时浸出率较高，6.5g／1时As浸出率达到52.16％;(4)通过对多种硫化铜矿浸出机理的分析，推知本实验浸矿的机理为直接和间接作用共存的复合作用机理。