混合浸礦菌在黃銅礦表面競爭性吸附模型研究

1、混合浸礦菌在黃銅礦表面競爭性吸附模型研究我國的銅礦資源多數(shù)為低品位礦 , 隨著多年來不斷地開采 , 礦石品位逐漸降 低, 現(xiàn)存的資源很大部分是低品位的原生硫化銅礦 , 對(duì)這類礦物使用常規(guī)的浮選 工藝在經(jīng)濟(jì)上是不可行的。在國際上 , 生物堆浸 -萃取-電機(jī)工藝已經(jīng)成功的用于 處理次生硫化銅礦。然而,原生硫化銅礦中最主要的黃銅礦 ,其浸出速率卻比較慢。因此 , 提高黃 銅礦的浸出速率成為生物浸出研究的一個(gè)關(guān)鍵問題。而提高生物浸岀速率主要依靠提高浸礦微生物的生長活性、 氧化能力、以及 優(yōu)化與生物浸出相關(guān)的各種影響因素。生物浸岀機(jī)理數(shù)學(xué)模型的建立和研究 , 對(duì) 于生物浸岀過程的工藝設(shè)計(jì)、工藝條件優(yōu)化、

2、工藝技術(shù)放大 , 都具有十分重要的 指導(dǎo)作用。生物浸岀機(jī)理研究主要包括浸礦微生物在礦物表面的吸附、Fe3+對(duì)硫化礦的化學(xué)浸岀 , 以及基于聯(lián)合作用的機(jī)理模型。本文主要從微生物在礦物表面的吸附 的角度進(jìn)行研究工作 , 主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：一、嗜鐵鉤端螺旋菌 (L.ferriphilum) 、喜溫硫桿菌 A.caldus) 及氧化亞鐵硫桿菌 (A.ferrooxidans) 三菌混合在黃銅礦表面競爭性吸附模型研究研究了嗜鐵鉤端螺旋菌 (L.ferriphilum) 、喜溫硫桿菌 (A.caldus) 及氧化亞鐵硫桿菌 (A.ferrooxidans) 各自單獨(dú)以及混合后在黃銅礦表面的競爭性吸附

3、。使用Langmuir等溫吸附方程和實(shí)時(shí)熒光定量 PCF技術(shù)對(duì)競爭性吸附時(shí)的吸 附優(yōu)先性進(jìn)行了分析 , 結(jié)果表明 ,L.ferriphilum 、 A.caldus 、 A.ferrooxidans 各 自單獨(dú)以及混合后在黃銅礦表面的吸附都符合 Langmuir 等溫吸附模型?；旌暇?的最大吸附量(CAm低于單獨(dú)吸附時(shí)三菌的最大吸附量之和,混合菌的KA值也都 小于三菌單獨(dú)吸附的 KA值,說明 L.ferriphilum 、A. caldus、A.ferrooxidans 在黃銅礦表面的吸附是競爭性的。使用熒光定量 PCR對(duì)寸 L.ferriphilum 、A. caldus、A.ferroox

4、idans的吸附比例進(jìn)行了研究 , 發(fā)現(xiàn)單獨(dú)吸附時(shí) L.ferriphilum 的吸附比例為 48%,混合吸附時(shí) 為49%然而,A.caldus單獨(dú)吸附時(shí)吸附比例為68%混合吸附時(shí)為 63%,A.ferrooxidans 單獨(dú)吸附時(shí)吸附比例為 80%,混合吸附時(shí)為 65%這說明 L.ferhphilum 在與 A.caldus 、 A.ferrooxidans 的吸附競爭中處于優(yōu)先地位。Zeta電位測定結(jié)果表明在 pH2.0時(shí),L.ferhphilum表面多帶正電荷是 A. caldus、A.ferrooxidans 的 16、 12倍。定量 FT-IR 表明三菌表面均含有蛋白質(zhì)分子中常含有的

5、基團(tuán) , 目L.ferriphilum 的 NH2基團(tuán)吸收峰的強(qiáng)度大于 A.caldus、A.ferrooxidans, A. caldus的CH2 CH3基團(tuán)吸收峰的強(qiáng)度大于 L.ferriphilum 、A. caldus 。擴(kuò)展 DLVO理論證明L.ferriphilum與黃銅礦浸出體系的表面能最穩(wěn)定二、嗜鐵鉤端螺旋菌 (L.ferriphilum) 、喜溫硫桿菌 (A. caldus) 在黃銅礦表面競爭性吸附模型 研究研究了嗜鐵鉤端螺旋菌 (L.ferriphilum) 、喜溫硫桿菌 (A. caldus) 各自單獨(dú) 以及混合后在黃銅礦表面的競爭性吸附。使用Langmuir等溫吸附方程

6、和實(shí)時(shí)熒光定量 PCR技術(shù)對(duì)競爭性吸附時(shí)的吸 附優(yōu)先性進(jìn)行了分析 , 結(jié)果表明 ,L.ferriphilum 、 A. caldus 各自單獨(dú)以及混合 后在黃銅礦表面的吸附都符合 Langmuir 等溫吸附模型?；旌暇淖畲笪搅?(CAm)(氐于單獨(dú)吸附時(shí)兩菌的最大吸附量之和，混合菌的KAA值也都小于兩菌單 獨(dú)吸附的KA值,說明L.ferriphilum 、A.caldus在黃銅礦表面的吸附是競爭性的。使用熒光定量PCR對(duì)L.ferriphilum、A.caldus的吸附比例進(jìn)行了研究，發(fā) 現(xiàn)單獨(dú)吸附時(shí) L.ferriphilum 的吸附比例為 48%,混合吸附時(shí)為 50%,然而,A.cal

7、dus單獨(dú)吸附時(shí)吸附比例為68%,混合吸附時(shí)為61% ,這說明L.ferriphilum 在與 A.caldus 的吸附競爭中處于優(yōu)先地位。Zeta電位測定結(jié)果表明在 pH2.0時(shí)，L.ferriphilum表面多帶正電荷是 A.caldus 的 16 倍。定量 FT-IR 表明兩菌表面均含有有蛋白質(zhì)分子中常含有的基團(tuán) , 且L.ferriphilum 的NH2基團(tuán)吸收峰的強(qiáng)度大于 A.caldus, A. caldus 的CH2 CH3基團(tuán)吸收峰的強(qiáng)度大于L.ferriphilum 。擴(kuò)展DLVO1論證明L.ferriphilum 與黃銅礦浸出體系的表面能最穩(wěn)定三、 嗜鐵鉤端螺旋菌 (L.f

8、erriphilum) 、氧化亞鐵硫桿菌 (A.ferrooxidans) 在黃銅礦 表面競爭性吸附模型研究研究了嗜鐵鉤端螺旋菌 (L.ferriphilum) 、氧化亞鐵硫 桿菌(A.ferrooxida ns)各自單獨(dú)以及混合后在黃銅礦表面的競爭性吸附。使用Langmuir等溫吸附方程和實(shí)時(shí)熒光定量PCF技術(shù)對(duì)競爭性性吸附時(shí)的吸附優(yōu)先性進(jìn)行了分析 , 結(jié)果表明 ,L.ferriphilum 、 A.ferrooxidans 各自單獨(dú)以及混合后 在黃銅礦表面的吸附都符合 Langmuir 等溫吸附模型。混合菌的最大吸附量(CAm低于單獨(dú)吸附時(shí)兩菌的最大吸附量之和，混合菌的KA值也都小于兩菌單

9、獨(dú)吸附的 KA值,說明L.ferriphilum 、A.ferrooxidans 在黃銅礦表面的吸附是競爭性的。使用熒光定量PCM L.ferriphilum 、A.ferrooxidans 的吸附比例進(jìn)行了研究 , 發(fā)現(xiàn)單獨(dú)吸附時(shí) L.ferriphilum 的吸附 比例為48%,混合吸附時(shí)為47%然而A.ferrooxidans單獨(dú)吸附時(shí)吸附比例為80%,混合吸附時(shí)為 69%。這說明 L.ferriphilum 在與 A.ferrooxidans 的吸附競爭中處于優(yōu)先地位。Zeta電位測定結(jié)果表明在 pH2.0時(shí)丄.ferriphilum表面多帶正電荷是A.ferrooxidans 的 1

10、.2 倍。定量 FT-IR 表明兩菌表面均含有蛋白質(zhì)分子中常含有的基團(tuán)，且L.ferriphilum 的 NH2基團(tuán)吸收峰的強(qiáng)度大于 A.ferrooxidans,A.ferrooxidans的CH2 CH3基團(tuán)吸收峰的強(qiáng)度大于 L.ferriphilum 。擴(kuò)展DLVO理論證明 L.ferriphilum 與黃銅礦浸岀體系的表面能最穩(wěn)定四、喜溫硫桿菌 (A.caldus) 、 氧化亞鐵硫桿菌 (A.ferrooxidans) 在黃銅礦表面競爭性吸附模型研究研究了喜 溫硫桿菌 (A.caldus) 、氧化亞鐵硫桿菌 (A.ferrooxidans) 各自單獨(dú)以及混合后在 黃銅礦表面的競爭性吸附

11、。使用Langmuir等溫吸附方程和實(shí)時(shí)熒光定量 PCF技術(shù)對(duì)競爭性吸附時(shí)的吸 附優(yōu)先性進(jìn)行了分析 , 結(jié)果表明 ,A.caldus 、 A.ferrooxidans 各自單獨(dú)以及混合 后在黃銅礦表面的吸附都符合 Langmuir 等溫吸附模型?；旌暇淖畲笪搅?(CAm)(氐于單獨(dú)吸附時(shí)兩菌的最大吸附量之和，混合菌的KA值也都小于兩菌單獨(dú) 吸附的KA值,說明L.Ferriphilum 、A.ferrooxidans 在黃銅礦表面的吸附是競爭 性的。使用熒光定量PCR寸A. caldus、A.ferrooxidans的吸附比例進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)單獨(dú)吸附時(shí) A.caldus 的吸附比例為 68%,混合吸附時(shí)為 69%,然 而A.ferrooxidans單獨(dú)吸附時(shí)吸附比例為80%,混合吸附時(shí)為73%這說明A.caldus 在與 A.ferrooxidans 的吸附競爭中處于優(yōu)先地位。Zeta電位測定結(jié)果