中低品位磷礦微生物溶解基礎(chǔ)研究.pdf

1、我國磷礦資源豐富，但其中大部分是中低品位磷礦，這些中低品位磷礦在我國目前對(duì)磷礦資源的開發(fā)利用方面基本上是處于被廢棄的地位，造成了資源的極大浪費(fèi)。本文以微生物溶解中低品位磷礦為主線，分別從異養(yǎng)菌溶磷和自養(yǎng)菌溶磷兩個(gè)方面展開研究，以期為解決我國豐富的中低品位磷礦資源利用難題提供理論依據(jù)。 在異養(yǎng)菌溶磷研究部分，本文首先研究了溶磷異養(yǎng)菌的分離篩選及其對(duì)中低品位磷礦粉的溶解作用。首次從湖北省境內(nèi)磷礦生態(tài)環(huán)境中分離篩選出一株溶磷細(xì)菌YC和

2、三株溶磷真菌HB1、HB2和HB3。通過對(duì)四株分離菌株進(jìn)行形態(tài)、生理生化及分子鑒定，結(jié)果表明，YC為嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌(Stenotrophomonas maltophilia，S。maltophilia)，HB1為擴(kuò)展青霉(Penicillium expansum，P.expansum)、HB2為分枝毛霉(Mucor ramosissimus，M ramosissimus)，HB3為克魯斯假絲酵母(Candida krissii，C.k

3、rissii)。本文是首次報(bào)道這些菌株為溶磷微生物。 探討了四株分離菌株的溶磷機(jī)理。結(jié)果表明，它們?cè)诖x過程中分泌的有機(jī)酸如葡糖酸、檸檬酸和草酸等對(duì)磷酸三鈣以及磷礦粉的溶解起到了關(guān)鍵作用。另外，四株分離菌株的溶磷能力與它們?cè)谂囵B(yǎng)液中的數(shù)量呈正相關(guān)，與培養(yǎng)液pH呈負(fù)相關(guān)。 研究了四株分離菌株溶解磷礦粉的最佳工藝條件。S.maltophiliaYC溶解磷礦粉的最佳工藝條件為：培養(yǎng)溫度，29～32℃；初始pH，6.5～7.O；

4、磷礦粉濃度，2.0 g/L;磷礦粉粒度，0.04 mm;振蕩速率，140 r/min;菌液接種量，25％。三株溶磷真菌(P expansum HB1、M ramosissimus HB2和C. krissii HB3)分別在培養(yǎng)溫度為32℃、振蕩速率為160 r/min以及磷礦粉濃度和粒度分別為2.5 g/L和0.04 mm時(shí)，溶磷量達(dá)到最大。另外，在溶磷過程中，盡量減少有毒離子如Ag+的存在，或者加入一些螯合劑如EDTA等，有助于磷礦

5、粉中可溶性磷的釋放。 以盆栽小麥為研究對(duì)象，探討了接種三株溶磷真菌對(duì)小麥幼苗生長及磷素代謝的影響。結(jié)果表明，三株溶磷真菌能通過溶解土壤中的磷礦粉從而提高土壤有效磷含量，并且有顯著促進(jìn)小麥幼苗莖和根長、增加莖和根的干重，以及促進(jìn)小麥幼苗對(duì)磷、氮等營養(yǎng)元素吸收的作用。 在自養(yǎng)菌溶磷研究部分，本文首先研究了利用嗜酸氧化亞鐵硫桿菌(Acidithiobacillus ferrooxidans，At.f)和嗜酸氧化硫硫桿菌(Aci

6、dithiobacillus thiooxidans，At.f)分別在黃鐵礦粉和硫磺粉存在下對(duì)中低品位磷礦粉的溶解作用。結(jié)果表明，At.f和At.f能分別通過氧化黃鐵礦粉和硫磺粉產(chǎn)生硫酸，形成有利于它們生長的酸性環(huán)境，同時(shí)產(chǎn)生的硫酸可以有效溶解磷礦粉，浸出其中的磷。在pH均為2.5的條件下，利用At.f和At. f溶解磷礦粉比稀硫酸直接溶解更為有效，其對(duì)磷的浸出率遠(yuǎn)高于稀硫酸直接溶解時(shí)的浸出率。 探討了At.f和At.f分別在黃

7、鐵礦粉和硫磺粉存在下溶解磷礦粉的最佳工藝條件。結(jié)果表明，在黃鐵礦粉存在下，At.f溶解磷礦粉浸出其中磷的最佳工藝條件為：培養(yǎng)溫度，30℃；初始pH，2.0;振蕩速率，140 r/min;磷礦粉濃度，5 g/L；At.f接種量，25％;黃鐵礦粉加入量，25 g/L;HPO42-濃度，1.0 g/L；NH4+濃度，1.5 g/L；Mg2+濃度，0.5 g/L。在硫磺粉存在下，At.f溶解磷礦粉浸出其中磷的最佳工藝條件為：At.f接種量，25

8、％;磷礦粉濃度，5 g/L;初始pH，2.0;硫磺粉加入量，10 g/L。為了促進(jìn)At.廠和At.f對(duì)磷礦粉中磷的浸出，應(yīng)盡量將磷礦粉和黃鐵礦粉磨細(xì)，減少培養(yǎng)液中Fe3+的累積，同時(shí)盡量使用馴化菌作為接種菌。另外，加入一些表面活性劑如吐溫80等也能促進(jìn)At.f和At.f對(duì)磷的浸出。 研究了At.f的誘變和固定化處理及其對(duì)磷礦粉的溶解作用。結(jié)果表明，采用誘變和固定化處理能增強(qiáng)At.f的氧化活性，促進(jìn)其對(duì)磷礦粉中磷的浸出。誘變處理對(duì)