銅溶劑萃取過(guò)程對(duì)浸礦微生物的影響.pdf

1、生物濕法冶金因能處理低品位礦石，且工藝簡(jiǎn)單、成本低、能耗少、污染小等優(yōu)點(diǎn)而越來(lái)越受重視。其中生物浸出—溶劑萃取—電積提銅（BL—SX—EW）是極具代表性的生物濕法冶金工藝，得到了廣泛的應(yīng)用。在生產(chǎn)實(shí)踐中，生物浸出的效率極大地影響提銅工藝的整體效率，然而，除了生物浸出過(guò)程的自有特征外，還很少有人注意到溶劑萃取過(guò)程會(huì)對(duì)生物浸出過(guò)程造成不利影響，使生物浸出效率降低，最終導(dǎo)致整個(gè)提銅工藝的效率降低。本文從溶劑萃取工藝的角度考慮生物浸出效率低下的

2、問(wèn)題，重點(diǎn)研究萃取工藝對(duì)浸礦細(xì)菌細(xì)胞濃度和活性的影響，以及萃取界面乳化現(xiàn)象與浸礦微生物的相互關(guān)系，揭示萃取過(guò)程對(duì)生物浸出過(guò)程的影響。
　　顯微觀察德興銅礦堆浸廠現(xiàn)場(chǎng)O/W型界面乳化液，發(fā)現(xiàn)其中存在形貌復(fù)雜多樣的微生物。利用16s rRNA基因測(cè)序技術(shù)對(duì)銅萃取界面乳化液中微生物種群結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)包括Leptospirillum sp，Acidithiobacillus ferrooxidans, Metallibacteri

3、um sp，Staphylococcus sp在內(nèi)的7類細(xì)菌，其中優(yōu)勢(shì)菌種為L(zhǎng)eptospirillum sp. E4-L9和Acidithiobacillus ferrooxidans ATCC23270，兩者在乳化液細(xì)菌中分別占到了40.48％和38.1%，并通過(guò)建立系統(tǒng)進(jìn)化樹分析了它們的親緣關(guān)系。利用Fe2+、葡萄糖和硫等不同能源對(duì)界面乳化液中的微生物進(jìn)行選育，然后對(duì)不同能源選育組進(jìn)行16s rRNA基因序列分析。其中以Fe2+為

4、能源的選育組中，鑒定出三類細(xì)菌，分別為Acidithiobacillus sp. E6-1,3-8和Leptospirillum sp. E4-L9和Acidithiobacillus ferrooxidans ATCC23270，而以葡萄糖為能源的選育組鑒定出單一的Staphylococcus sp. LS255菌種,以硫?yàn)槟茉吹倪x育組檢測(cè)出Acidithiobacillus類細(xì)菌和一種不可培養(yǎng)的細(xì)菌。該研究表明在界面乳化液中存在多種

5、細(xì)菌，同時(shí)也可以說(shuō)明界面乳化液對(duì)細(xì)菌有截留捕集作用。
　　研究菌體、固體微粒、界面乳化液滴的表面電性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)
　　Acidithiobacillus.ferrooxidans菌表面帶有負(fù)電，并且隨著pH的升高，Zeta電位降低；氫氧化鐵膠體的Zeta電位隨著pH的升高，由正值變?yōu)樨?fù)值，在pH1.6時(shí)出現(xiàn)等電點(diǎn)；界面乳化液滴的Zeta電位在pH1.5時(shí)為正值，然后隨著pH升高而降低，在pH2.6時(shí)出現(xiàn)等電點(diǎn)，當(dāng)pH3.0時(shí)，

6、Zeta電位變?yōu)樨?fù)值。在pH2.0的條件下，LIX984N的體積濃度升高，界面乳化液滴的Zeta電位在正值范圍內(nèi)升高。利用DLVO理論來(lái)解釋Acidithiobacillus.ferrooxidans菌、氫氧化鐵膠體和界面乳化液之間的相互作用,計(jì)算結(jié)果表明界面乳化液和Acidithiobacillus.ferrooxidans菌、氫氧化鐵膠體是相互吸引的。
　　利用MPN法研究pH和LIX984N濃度不同時(shí)萃取過(guò)程對(duì)
　　A

7、cidithiobacillus.ferrooxidans菌和Sulfobacillus thermosulfidooxidans菌細(xì)胞濃度和活性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，萃取過(guò)程會(huì)對(duì)水相中細(xì)菌的細(xì)胞濃度和活性產(chǎn)生不利影響。在萃取過(guò)程中隨著pH的升高，兩種細(xì)菌在萃取過(guò)程中受到的捕集作用變?nèi)?，兩種細(xì)菌均在最適pH2.0時(shí)表現(xiàn)出最高的活性；而隨著LIX984N體積濃度的升高，兩種細(xì)菌受到的抑制作用和捕集作用均變強(qiáng)；
　　Acidithioba

8、cillus.ferrooxidans菌在萃余液中活細(xì)胞所占比例最高約為26.0%，最低為6.2%；而Sulfobacillus thermosulfidooxidans菌最高為27.0%，最低則為3.2%，說(shuō)明Sulfobacillus thermosulfidooxidans菌是比Acidithiobacillus.ferrooxidans菌對(duì)環(huán)境更敏感的菌屬。因此在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中要控制好萃取條件，避免界面乳化液的產(chǎn)生，減少萃取過(guò)程