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细菌浸出在非金属矿除铁增白中的应用研究

沈艳杰  
【摘要】:生物技术在矿物加工中的应用是21世纪矿冶工程研究的前沿领域,它包括 生物氧化浸出、还原浸出、代谢产物浸出及吸附等生物技术在矿物加工中的应用。 铜、铀、金等的生物浸出已初步实现了工业化。据报道在美国超过25%的铜 是由此法生产所得,在加拿大已有多个铀矿公司在进行这项工作。近年来,我国 生物浸出的研究和应用也有了相当的发展,生物浸出技术已成功运用于江西德兴 铜矿。 目前,国内外有关矿物微生物技术的研究主要集中于金属矿,非金属矿方面 的研究较少。尤其是生物还原浸出粘土矿物中铁(Fe3+)的研究国内还未见报导。 本课题研究采用从江西德兴铜矿酸性矿坑水中提取,并经过富集培养的氧化 亚铁硫杆菌(T.f.菌)作为菌源,经过驯化培养得到生命力和氧化性相对较强的 浸矿菌种,以此菌种进行生物法去除高岭土体系中低价铁(Fe2+)的相关研究;利 用纯培养的方法从粘土矿物(高岭土、云母原矿)中培养铁还原菌,以此菌种进行 生物法去除粘土矿物中高价铁(Fe3+)的相关研究,以达到矿物提纯、增白的目的。 研究表明,对低活性的T.f.菌进行富集培养、稀释法纯化培养,能够得到菌 体大小均一、活性较高的T.f.菌。温度、pH值等因素对T.f.菌的生长有很大的影 响,经过纯培养试验得出:细菌生长繁殖的最佳温度为30℃,最佳pH值为2. 0。 T.f.菌在黄铁矿培养基中进行驯化培养试验,当pH在3. 5~4. 0、 细菌接种量为 40%、温度为30℃、黄铁矿的含量为1. 0%时,驯化培养过程中T.f.菌氧化黄铁矿 的效果最佳。 以经过驯化培养的氧化亚铁硫杆菌作为浸矿菌种,采用摇瓶法与循环法两种 方法进行实际高岭土的细菌浸矿试验研究,结果证明,采用循环法进行细菌浸矿 的除铁、增白效果优于摇瓶法。对湖北某地高岭土矿进行循环法细菌浸矿试验, 试验最佳条件为:pH值2. 0,细菌接种量40%,矿浆浓度3%。得到的处理效果为: 高岭土原矿除铁率达77. 4%,白度从原来的72. 8%提高到83. 7%。 利用人工配矿的方法在恒温、厌氧条件下进行纯培养,可得到使粘土矿物中 Fe3+还原为Fe2+的异养微生物;试验证明,纯培养时加入糖的量与异养菌的活性 大小成正比关系;加入赤铁矿的量对异养菌的活性也有较大影响。异养菌处理高 岭土原矿30d时,粘土中Fe3+的去除率最大达到0. 60 mg/g clay。异养菌处理云 母原矿15d时,粘土中Fe3+的去除率最大达到66. 4%。并且采用高岭土纯培养的 铁还原菌处理云母的效果比利用云母本身培养得到的铁还原菌效果更为明显。 理论研究方面,本文在分析、总结前人研究成果的基础上,结合自己的研究


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