Ferroplasma屬的培養(yǎng)特性和硫化礦浸出性能研究.pdf

1、Ferroplasma spp.古菌是硫化礦中等高溫浸出工藝中的關(guān)鍵鐵氧化微生物,其浸礦作用還有待闡明。
　　 本文對(duì)Ferroplasma屬的培養(yǎng)特性進(jìn)行了分析總結(jié);分析比較了Ferroplasma屬的浸礦能力,并分析了混合菌群浸出硫化礦過程中種群動(dòng)態(tài);研究了有機(jī)物脅迫下,Ferroplasma thermophilum與鐵氧化菌和硫氧化菌的協(xié)同作用。初步闡明該古菌在浸出硫化礦過程中的生態(tài)功能,為構(gòu)建包括Ferroplasma

2、屬在內(nèi)的中等高溫微生物群落浸出硫化礦提供指導(dǎo)。
　　 通過最適培養(yǎng)條件實(shí)驗(yàn)證明(有機(jī)物、亞鐵存在的情況下有氧培養(yǎng))Ferroplasma屬為嗜中高溫嗜酸古菌,缺少細(xì)胞壁,形態(tài)各異。最適生長溫度＞37℃,最適pH大都在0.5-2.0,能夠氧化Fe2+獲得能量。Ferroplasma spp.能夠在有機(jī)物和亞鐵存在的條件下進(jìn)行化能混合營養(yǎng)生長,最適的酵母粉濃度均為0.02％(w/v),能夠在對(duì)數(shù)期快速氧化亞鐵以獲得能量生長,鐵氧化率

3、均接近100％。
　　 通過黃銅礦浸出實(shí)驗(yàn)證明:Ferroplasma spp.各菌種代表菌株均有一定的黃銅礦浸出能力,混合浸出組黃銅礦浸出能力最高。
　　 Ferroplasma spp.在黃銅礦混合浸出過程中具有促進(jìn)浸出的作用,可能是由于Ferroplasma spp.能夠耐受較低的pH及較高濃度的重金屬離子,而且可以消解At caldus s2和L.ferriphilum YSK代謝產(chǎn)生的有機(jī)物,進(jìn)而解除有機(jī)物對(duì)這

4、些自養(yǎng)菌的毒害作用,從而加速了黃銅礦的浸出。Ferroplasma spp.各菌株單獨(dú)浸出黃銅礦的能力F.thermophilumL1＞F.acidiphilum Yt＞F.cupricumulans BH2＞F.acidarmanus Fer1。
　　 通過黃鐵礦浸出實(shí)驗(yàn)證明:在黃鐵礦的浸出中,由于浸出液中對(duì)Ferroplasma spp.產(chǎn)生毒害或者抑制的重金屬離子濃度較低,Ferroplasma spp.在黃鐵礦中生長良好

5、,也具有較強(qiáng)的黃鐵礦浸出能力,其中以F.acidiphilum Yt因其低pH值下對(duì)黃鐵礦的強(qiáng)吸附性表現(xiàn)出更突出的黃鐵礦氧化能力。混合菌群在黃鐵礦的浸出中具有一定但并不明顯的優(yōu)勢(shì)。
　　 通過Quantitive PCR方法分別分析了混合浸出黃銅礦、黃鐵礦體系中微生物種群變化的規(guī)律。研究結(jié)果表明,在混合組的硫化礦浸出中,At.caldus s2在浸礦反應(yīng)進(jìn)行中,均占有重要比例,并在Fer1、BH2所在的浸礦組的中后期占據(jù)了絕對(duì)的

6、優(yōu)勢(shì)地位。雖然Ferroplasma spp.各菌株在浸礦中期只占很小的比例,但是到浸礦后期成為浸礦體系中的優(yōu)勢(shì)種群。Sulfobacillus sp.LN和L.ferriphilum YSK在浸礦反應(yīng)中后期的菌種濃度一直保持較低水平。
　　 通過在有機(jī)物脅迫條件下純培養(yǎng)和復(fù)配混合培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),證明單獨(dú)培養(yǎng)條件下,L.ferriphilum YSK在加入0.04％(w/v)酵母粉,pH1.3時(shí),生長完全受到抑制;當(dāng)加入F.therm

7、ophilum L1時(shí),其對(duì)酵母粉的利用解除了高濃度有機(jī)物對(duì)L.ferriphilum YSK的生長抑制而使其得到迅速增長,亞鐵氧化率大大提高。Q-PCR的實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了關(guān)于L.ferriphilum YSK/F.thermophilum L1相互作用的推測(cè)。酵母粉的存在并沒有At.caldus s2的生長產(chǎn)生抑制或者促進(jìn)作用,同時(shí)證實(shí)了F.Thermophilum L1的生長不能缺少有機(jī)物的生長規(guī)律;在沒有酵母粉存在的條件下At.ca