现代生物导论结课论文

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1、矿业安全生物技作者:学号：电话：单位:日期：现代矿业生物技术是一种环境友好的矿物资源高效利用新技术。分析和阐述了现代矿业生物技术的发展及其在煤炭的脱硫、絮凝和转化等方面的应用。认为生物技术与矿业技术相结合，将为传统的矿业工程技术领域注入崭新活力，必将促进矿业技术获得新的更快发展。现代矿业生物技术是综合应用生物化学和工程学原理来研究微生物与矿物之间发生的生化反应过程，从而改善微生物在矿物加工等过程中作用的一门应用生物技术。由于现代工业对矿物资源需求量的不断增大，迫使人们不得不开采更低品位、细分散、难处理的矿物，而加工处理成本的

2、提高，要求人们不断研究和发展新技术，以便能更经济地处理那些低品位的矿物。与传统的矿物加工处理工艺相比较，现代矿业生物技术具有相对简单、易操作、成本低、能耗小等特点。更为重要的是，作为一种环境友好的技术，矿业生物技术对空气、水体、土壤的污染很小，它是一种绿色矿物资源高效利用新技术。关键词：矿业生物技术煤炭第一章现代矿业生物技术的发展及应用类型一、现代矿业生物技术的发展最初，人们注意到利用矿山的酸性矿井水能从贫矿和废矿堆中浸出铜，因此推断在矿井水中可能存在某种微生物。1947年，库M(Colmer)首次发现酸性矿井水中含有一种可

3、以将Fe2+氧化成Fe3+的细1951年，泰堡仃emple)和海克(Hinkle)从煤矿的酸性矿井水首次分离出一种能氧化金属硫化物的细菌，并将这种细菌命名为氧化亚铁硫杆菌。m2试验表明，这种细菌对硫化矿物具有明显的氧化作用。根据这一研究结果，美国的肯尼考特(Kennecott)铜矿公司率先利用氧化亚铁硫杆菌进行了渗滤浸出硫化铜矿石的工业性试验。不久这种新型的微生物浸矿工艺在该公司所属的尤他(Utah)矿获得成功，并于1958年申请了这项技术的专利，这是矿业生物技术发展历史中获得的第一项专利。20世纪50年代，世界上首例利用微

4、生物浸出铀矿石出现在葡萄牙，1953年葡萄牙的“镭公司'进行了铀矿石的自然浸出试验。由于受到当时科学技术水平的限制，他们没有认识到这种铀矿石的浸出并不是一个自然的过程，而实际上是一个有氧化亚铁硫杆菌参与的微生物浸出过程世界上许多国家，如：南非、法国、澳大利亚等国家相继开展了利用细菌浸出法从贫矿和废矿石中回收铜和铀的研究。从20世纪70年代开始，矿业生物技术开始用于高碳、高碑金矿石的氧化预处理研究，从而为难处理的金矿石的开发利用开辟了一条新的途径。现代矿业生物技术在发展过程中表现出几个显著特点：矿业微生物种类不断增多；微生物作

5、用的矿物种类也不断增加；矿业生物技术应用研究领域日益扩大等。同时，现代矿业生物技术在发展过程中存在如下主要问题：作为多学科交叉领域，各学科相互之间缺少充分了解；缺乏跨学科的研究人才；矿业生物技术本身存在一些不足等。二、现代矿业生物技术的主要应用类型1%微生物浸出(1)硫化矿浸出。硫化矿的微生物浸出主要通过如下2个途径进行：一是直接通过微生物的酶解氧化，即微生物直接氧化；二是微生物代谢产生的化学氧化剂的间接溶解作用，即微生物间接氧化。⑵非硫化矿浸出。非硫化矿浸出主要是采用异养菌。通过产生具有螯合作用的有机酸(柠檬酸和草酸)或者

6、其他胞外产物来浸出矿物。2、溶液中金属的生物吸附与沉淀(1)利用有代谢活性细胞的胞内胞外金属累积。如酵母和脉抱菌可在细胞内积累铜，锈色嘉利翁菌和赫色纤发菌等可以氧化金属离子，并将氧化产物沉积在细菌细胞的侧柄、鞘膜和荚膜上。同时，可利用有代谢活性的细菌(活菌)作为金属离子的生物吸附剂。(2)利用非代谢活性细胞富集的工艺。针对活菌存在的问题,目前生物回收工艺较多采用死菌工艺来解决。其优点是易于固定化，便于吸附后的分离。美国AMT公司研制开发了一种废水处理技术，该技术的关键是使用称为MRA的有机胶粒。这种胶粒是用枯草芽抱杆菌采用化

7、学方法制成的，MRA胶粒可以直接从废水中富集金属，其最大特点是具有反复再生能力。(1)利用微生物提取的生物组分吸附金属离子。许多微生物提取物都具有金属键合能力。例如，很多菌可以产生胞外多糖,这种多糖由葡萄糖、半乳糖和丙酮酸等构成，具有很高的金属键合活性。当将这种菌体的提取物加入到含重金属离子的溶液中，搅拌到一定时间后其表面就吸附饱和了金属离子。3、生物浮选生物浮选是将微生物技术与传统浮选工艺相结合的选矿方法。目前研究较多的有以下几个方面。(1)细菌改变矿物表面性质，如改变矿物表面润湿性等，增加矿物之间可浮性的差别。(2)微生

8、物作为选矿药剂。利用微生物菌体或者其衍生物(如细胞分裂物、细胞溶解物)作为矿物的捕收剂、调整剂和絮凝剂等；如草分枝杆菌可以作为赤铁矿的捕收剂，还可以作为磷矿、煤等的絮凝剂。氧化亚铁硫杆菌可以作为煤中黄铁矿的浮选抑制剂等。(3)用微生物及其代谢产物处理传统的浮选药剂。微生物具有对有机物降解改