戴尔福特食酸菌对三种溶液中Au~(3+)的矿化研究

【摘要】：金矿在自然界的分布不均,以及人类对金矿的过度开采,导致了很多贫矿、废矿和表生矿的产生。这些矿石中金浓度较低,处理不当容易引起金的流失。与此同时,人们对于黄金的需求却从未减少。因此,矿区废水和工业废水中低浓度金离子的回收利用就拥有很大潜力。与传统物理或化学方法相比,微生物法在回收贵金属方面具有投资成本低,回收率高,无环境污染等特点,是一种值得深入探索的贵金属回收方法。本文筛选了一株对金离子具有良好回收效果的菌株,研究该菌去除和矿化三价金离子的特性。并对分别存在Cu2+,Zn2+,Pb2+,Pt3+,Cr6+的条件下,探讨该菌对金离子的矿化效果;还考察了电镀废水和电子垃圾消解液在加入该菌后其中金离子的变化和去向。具体研究内容与结果如下:首先,从某景观湖中分离并筛选出一株耐金菌株,通过16SrDNA鉴定为戴尔福特菌FZUL-63。通过试验探究戴尔福特菌FZUL-63去除和矿化金离子的特性。试验结果表明,在浓度为200mg/L,pH为3.0,30℃条件下,菌株对金离子去除效果明显,去除效率能达到97%。在金离子浓度低至10mg/L时,菌体对金的去除效率依旧能达到80%,因此戴尔福特菌也很适合回收低浓度的金离子。利用XRD、TEM、SEM等表征分析,发现菌体与金离子的作用后,在细胞表面形成了纳米金颗粒。.其次,探讨了戴尔福特菌FZUL-63分别与金属离子Cu2+,Zn2+,Pb2+,Pt3+,Cr6+,Ag+的作用。在Pb2+浓度为200mg/L条件下,发现该菌对Pb2+去除效率为50%。通过XRD分析发现,戴尔福特菌与铅离子作用后形成了稳定的矿物Pb5(PO4)3OH。在分别有Cu2+,Zn2+,Pb2+,Pt3+,Cr6+存在的条件下,戴尔福特食酸菌对金离子的去除速率有所降低,但最终金离子的移除量并未明显减少。最后,电镀废水和电子垃圾消解液中金离子浓度分别为147.9mg/L和154.1mg/L条件下,两种废水加入戴尔福特菌FZUL-63后,金的去除率分别可达到95%和76.7%。Cu2+,Zn2+,Pb2+,Cr6+浓度基本没有下降,然而,与不含金离子的条件相比,Pb2+去除量下降较多。这是由于戴尔福特菌FZUL-63对金离子有优先矿化作用,使得菌株在去除大量金离子后对Pb2+的矿化效果减弱。XRD、TEM、SEM、XPS分析均证明了金纳米颗粒的形成。这表明了戴尔福特菌可选择性地去除电镀废水和电子垃圾消解液中的金离子,并将其还原矿化。以上结果表明,利用戴尔福特食酸菌FZUL-63对金离子进行矿化回收具有一定实际意义,且有望应用于中试及工业生产实践。