微生物在硫化物礦物表面的選擇性吸附.pdf

1、隨著礦產(chǎn)資源的不斷開發(fā)利用，以貧、細、雜為突出特點的難處理礦石所占的比例不斷上升，致使礦物加工領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)日趨嚴峻，而且較多藥劑的使用還會污染環(huán)境。在此背景下應(yīng)運而生的資源微生物技術(shù)為解決礦產(chǎn)資源領(lǐng)域中所存在的問題提供了新途徑。資源微生物技術(shù)經(jīng)歷了近40年的發(fā)展，無論在基礎(chǔ)研究還是實際應(yīng)用方面都取得了令人矚目的成就。
　　 已進行的關(guān)于微生物在礦物表面吸附的研究，大多數(shù)是為了探討生物濕法冶金過程中的作用機制而進行的，研究的主要

2、內(nèi)容是影響細菌吸附量的因素、細菌吸附量與浸出效果的關(guān)系以及發(fā)生吸附后的宏觀效果；已進行的一些關(guān)于選擇性吸附的研究工作，進行的深度非常有限，主要是通過控制吸附條件，有目的地強化選擇性吸附現(xiàn)象，對發(fā)生選擇性吸附的機理只進行了初步分析。本文研究了微生物細胞在硫化物礦物表面的選擇性吸附現(xiàn)象，并借助先進的檢測方法探討了微生物發(fā)生選擇性吸附的原因，主要研究工作總結(jié)為以下幾個方面：
　　 1、進行了微生物的形態(tài)與性質(zhì)研究，對氧化亞鐵硫桿菌、溝

3、戈登氏菌、草分枝桿菌、膠質(zhì)芽孢桿菌的培養(yǎng)性狀、染色特征和掃描電子顯微鏡形貌進行了觀察，并對4種微生物的物理化學特性進行了分析，測定了它們的表面主要元素含量、表面化學組成、分子量、生長曲線、接觸角、荷電特性等。
　　 2、研究了不同影響因素下4種微生物在黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦和閃鋅礦表面的吸附規(guī)律，結(jié)果表明氧化亞鐵硫桿菌在硫化物礦物表面的吸附無明顯選擇性；溝戈登氏菌、草分枝桿菌、膠質(zhì)芽孢桿菌在4種硫化物礦物表面的吸附均具有明顯的選

4、擇性，而且在黃鐵礦表面的吸附率遠遠大于其他3種硫化物礦物，吸附體系的pH值是影響細菌在礦物表面發(fā)生選擇性吸附的關(guān)鍵因素。
　　 3、選擇氧化亞鐵硫桿菌和草分枝桿菌作為研究對象，通過紅外光譜和X射線光電子能譜深入的研究了在硫化物礦物表面有無明顯選擇性吸附的微生物細胞表面的功能基團，初步確定了細胞表面誘發(fā)選擇性吸附的可能基團。
　　 4、應(yīng)用礦物晶體化學原理分析了4種硫化物礦物破碎后的表面結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，并用X射線光電子能譜分析

5、了礦物表面各元素的狀態(tài)，初步推斷礦物表面誘發(fā)微生物發(fā)生選擇性的主要元素及其價態(tài)。
　　 5、通過掃描電鏡、紅外光譜和X射線光電子能譜研究了與氧化亞鐵硫桿菌和草分枝桿菌作用后硫化物礦物的表面特征及其表面元素狀態(tài)的變化。結(jié)果驗證了這兩種細菌在礦物表面的吸附現(xiàn)象，并得出兩種細胞表面的O-H或N-H、C=O等有機基團通過礦物表面的Fe、Cu、Pb、Zn、S元素與礦物表面發(fā)生了化學吸附，且與礦物表面金屬元素的作用程度大于硫元素。
　

6、　 6、通過分析微生物在硫化物礦物表面的選擇性吸附現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)細胞表面的特征基團對黃鐵礦表面金屬離子的親和力大于其他3種硫化物礦物，F(xiàn)e3+起到了比較重要的作用，另外，兩類細菌的表面特征及其生理特點也對細胞的選擇性吸附程度大小有一定的影響。
　　 7、研究了氧化亞鐵硫桿菌和草分枝桿菌預(yù)處理后4種硫化物礦物的可浮性。結(jié)果表明，經(jīng)兩種細菌預(yù)處理后4種礦物的可浮性均有所下降，但是經(jīng)草分枝桿菌預(yù)處理后黃鐵礦幾乎完全被抑制。