溶磷细菌优良菌种的选育-.研究

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1、武汉理T大学硕士!学何论文一直到八十年代中期才取得了产业化的突破，随即开始了它的快速发展并取得了巨大的成就。产业化主要沿着两大方向进行：①低品位铜矿与废石的细菌堆浸；②难处理金矿的细菌氧化预处理。20世纪50年代以来科技工作者对微生物湿法冶金进行相应的研究以及产业化的同时一直没有停止对其基础理论的研究。在这一时期，生物学、生物工程技术取得了众多突破性进展。尽管这些新成就尚未完全用到生物湿法冶金中来，但微生物湿法冶金在基础理论方面仍然取得了长足的进展，概括起来有以下几个方面：(1)发现了更多适宜浸矿的菌种，特别是中等嗜热菌与高温菌；(2)对浸矿细菌的性

2、质进行了大量研究并开始深入到基因技术水平，测定了主要浸矿细菌的DNA序列，对浸矿细菌进行了基因工程的研究，利用抗不同温度的DNA片段培养出不少基因工程菌：(3)研究了细菌对阴阳离子的抗性，初步揭示了浸矿细菌对阴阳离子抗性的质粒编码机理，并进行了质粒基因重组的尝试，培育出不少抗砷工程菌；(4)研究了细菌细胞与硫化矿之间的界面现象，区别了附着细菌与为附着的有利细菌的作用，揭示了细胞外聚合层的存在及其作用；(5)对自养微生物浸出硫化矿的机理进行了大量研究并提出了若干不同的观点，从最初的“直接浸出”与“间接浸出"两种机理到一种机理即“间接浸出”，两种途径的提

3、出(硫代硫酸盐途径与多硫化物途径)；(6)开展了主要浸矿细菌铁硫氧化系统分子生物学研究，其中以氧化亚铁硫杆菌研究最多，其铁氧化系统中的绝大多数功能组分已得到鉴定，其中有些已经被分离纯化，在此基础上提出了多种铁氧化呼吸链模式；(7)对各种矿物浸出动力学进行了大量研究，并揭示了很多重要现象，例如原电池效应、黄铜矿浸出缓慢的原因以及银的催化作用等；(8)在数学模型的建立方面，研究了氧的传输，建立了槽浸的动力学与搅拌装置模型，建立了生物浸出动力学模型，柱浸、铜矿堆浸的数学模型：(9)在生物呼吸方面进行了大量研究，研究了多种微生物吸附金属离子的能力，吸附过程机

4、理，建立了相应的数学模型。此外，用微生物治理废水、废气已有产业化的应用，主要在以下几个方面：(1)用还原性细菌将有色金属工程废水中的金属离子除去：(2)氰化提金厂废液中氰化物的微生物降解；(3)电镀行业中废水中铬的去除；(4)废气中有机物的微生物降解。4武汉理：[大学硕士学位论文1．2．2主要溶磷微生物介绍关于磷矿的微生物浸出，国内外已有一些报道【ll-171，根据溶磷微生物的特性可分为两大类：有机化能异养型微生物(异养菌)溶磷和无机化能自养型微生物(自养菌)溶磷。(1)异养菌溶磷表1-2主要溶磷的异养菌Table1-2Mainheterotroph

5、icbacteriainphosphateleaching异养菌的溶磷机理比较复杂，不同的菌有不同的溶磷机理，同一菌也可能有多个溶磷机理㈣19】。一般认为主要有两种机理。一是由于异养菌在代谢过程中分泌质子，使培养介质的酸度升高，从而导致磷酸盐溶解。质子来源于呼吸作用和吸收利用NH4+。二是由于异养菌在代谢过程中分泌有机酸，使培养介质的酸度升高，同时有机酸与铁、铝、钙、镁络合或螯合，使磷酸盐溶解。(2)自养菌溶磷一些无机化能自养型微生物(如Atf菌、At．t菌等)以氧化某些还原态无机物(如So、FeS2、Fe2+等)获得能量自养生长，产生无机酸(如H2

6、S04等)，可使磷酸盐溶解。例如，Wong等【20】以还原态Fe2+(FeS04·7H20)为能源使厌氧消解污泥中分离的氧化铁细菌生长，代谢产生的酸使污泥中的磷溶解，浸出率最高可达45％。CostaandMedronho[21】用氧化亚铁硫杆菌(舭厂菌)氧化硫铁矿产硫酸来溶解磷矿，浸出率为12-100％。张永奎等【22】用自养菌(Atf菌、At．t菌)氧化硫磺或黄铁矿产生的细菌酸溶液具有溶解磷矿的能力，磷矿的浸出率可达21—100％，取决于菌液的酸度和菌量。磷矿中的某些成分(如氟)会抑制细菌的活性和产酸能力，使磷矿浸出率仅有21．40一30．70％1

7、231。何良菊等【241研究了梅山高磷铁矿石的微生物脱磷，以At．f菌氧化黄铁矿生产酸性浸出液，反应40天后溶液pH值可达0．8，所产生的浸出液对高磷铁矿石中磷的浸出率可达76．89％。1．3细菌选育方法为提高细菌浸出率，浸出初期可接种人工培育富集菌液，使浸矿剂中细菌总数达104～106／mL。应用现代生物技术改良浸矿菌株，如通过诱变、接合、转化、杂交、驯化、转导、细菌融合和基因工程等方法，可以培育出活性高、适应能力强、选择性好的优良菌种【251。武汉理‘『：大学硕十学位论文1．3．1微生物驯化驯化可以淘汰菌液中对环境适应能力差的细菌，提高优势细菌对

8、浸矿环境的适应能力，有效提高浸矿效率。目前，微生物的驯化研究主要包括细菌对矿石的适应性驯化【261以及细菌对