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(xì)、雜為突出特點(diǎn)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(yán)峻，而且較多藥劑的使用還會(huì)污染環(huán)境。在此背景下應(yīng)運(yùn)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(shí)際應(yīng)用方面都取得了令人矚目的成就。
　　 已進(jìn)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(jī)制而進(jìn)行的，研究的主要

2、內(nèi)容是影響細(xì)菌吸附量的因素、細(xì)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(jìn)行的一些關(guān)于選擇性吸附的研究工作，進(jìn)行的深度非常有限，主要是通過控制吸附條件，有目的地強(qiáng)化選擇性吸附現(xiàn)象，對(duì)發(fā)生選擇性吸附的機(jī)理只進(jìn)行了初步分析。本文研究了微生物細(xì)胞在硫化物礦物表面的選擇性吸附現(xiàn)象，并借助先進(jìn)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(gè)方面：
　　 1、進(jìn)行了微生物的形態(tài)與性質(zhì)研究，對(duì)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(jìn)行了觀察，并對(duì)4種微生物的物理化學(xué)特性進(jìn)行了分析，測定了它們的表面主要元素含量、表面化學(xué)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(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他3種硫化物礦物，吸附體系的pH值是影響細(xì)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(duì)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(xì)胞表面的功能基團(tuán)，初步確定了細(xì)胞表面誘發(fā)選擇性吸附的可能基團(tuán)。
　　 4、應(yīng)用礦物晶體化學(xué)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(jià)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(yàn)證了這兩種細(xì)菌在礦物表面的吸附現(xiàn)象，并得出兩種細(xì)胞表面的O-H或N-H、C=O等有機(jī)基團(tuán)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(xué)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(xì)胞表面的特征基團(tuán)對(duì)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(xì)菌的表面特征及其生理特點(diǎn)也對(duì)細(xì)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(xì)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。