氧化亚铁硫杆菌的形态及对Fe^(2+)的氧化研究

在纯培养的条件下,对江西德兴铜矿酸性矿坑水中分离出的一株氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)的细胞形态、生长条件以及对Fe2+的氧化进行了初步研究。透射电子显微镜检查的结果表明,其成熟菌体大小均一,有较好的运动性;采用光学显微镜对微生物进行菌群观测和利用血小板计数器法对细菌计数的结果表明,在摇床转速为160r/min的条件下,T.f.菌在9K液体培养基中最适生长条件为温度30℃左右,最佳初始pH 2.0;用重铬酸钾滴定法测定铁的结果表明,在摇床转速为160r/min的条件下,pH值1.7,温度30℃时T.f.菌对Fe2+的氧化速率最大,约为0.58g/L·h。

一株嗜酸氧化亚铁硫杆菌的筛选及生长条件研究

从湖北某矿的酸性矿坑水中取样,在9K培养基中分离得到一株细菌C1,对该菌株进行了形态、生理生化特性及16S rRNA序列分析。结果显示该菌为革兰氏阴性菌,短杆状,经16S rRNA鉴定为嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidi-thiobacillus ferrooxidans);生理生化鉴定结果表明其可以利用单质硫和亚铁生长,不能利用硫代硫酸钠生长。以Fe2+的氧化率为指标,研究了初始pH值、温度、接种量对C1菌生长的影响。结果表明,其最适初始pH值为2.0、温度为30℃、接种量为10%。考察了不同浸矿方法对C1菌浸磷率的影响,结果显示,经过24 d的生物浸出,普通浸矿法的浸磷率达到58.87%,比批浸矿法高出9.6%。

嗜酸氧化亚铁硫杆菌对龙门挂架表面铜的浸出效果

龙门挂架(下称挂架)是线路板生产过程必用的固定支架,生产线路板时挂架表面会附着大量铜,使得挂架需经酸法处理后才能回用,造成大量废液和恶劣的工作环境.为此,采用环境友好的微生物技术回收挂架表面的Cu,分析了A.f菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,嗜酸氧化亚铁硫杆菌)脱除挂架表面Cu的效果及9K培养基不同配比(以w计,分别为100%、50%、25%)的影响,并初步解析其浸出过程.结果表明:1添加100%的9K培养基时,A.f菌浸出挂架及其配件的溶液中ρ(Cu2+)均最高,分别达2.31和1.06 g/L,挂架及其配件表面Cu均已脱除.2结合浸出液中ρ(Cu2+)、ρ(Fe2+)和p H随时间的变化及三者之间的相互影响关系可知,浸铜过程为A.f菌先将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+再将挂架表面的Cu氧化为Cu2+.3利用一级动力学和二级动力学模型,对3种配比培养基下配件浸出液中的ρ(Cu2+)进行曲线拟合,二级动力学模型的R2(相关系数)分别为0.888 4、0.900 8、0.844 4,均高于一级动力学的R2,表明二级动力学模型更适用于Cu的浸取行为.该生物浸出方法有望在线路板行业中进行应用.

Preparation of jarosite by Acidithiobacillus ferrooxidans oxidation

The formation of jarosite in the presence of Acidithiobacillus ferrooxidans (A. ferrooxidans) was researched to ascertain the conditions of producing minimum precipitation. The effects of salt concentration and pH on the characteristics of jarosite formed in K2SO4/(NH4)2SO4-FeSO4 inorganic salt solution and 9K medium were studied by using the measurements of scanning electron microscope, X-ray diffraction, Fourierism transform infrared analysis, thermogravity/differential thermogravity analysis and particle size analysis to evaluate the product. The results indicate that the formation of jarosite begins when A. ferrooxidans reaches logarithmic growth phase in 9K medium, and a higher pH value is beneficial to the formation of jarosite. The jarosite formed in 9K medium has smaller and more concentrative particle size and smoother surface than that formed in inorganic salt solution.

基于不同能源底物和营养水平的酸性矿山废水产生机制研究

硫化矿物在氧气、水和铁氧化细菌的共同作用下会形成p H值极低、富含可溶性Fe、SO_(4)^(2-)和重金属离子等的酸性矿山废水.本研究选取黄铁矿、磁黄铁矿和黄铜矿作为能源底物,以及0×9K、1/4×9K、1/2×9K、1×9K培养基作为营养水平,在氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)的参与下,从能源底物和营养水平角度探索不同硫化矿物酸性废水的产生特点和机制.结果表明,3种硫化矿物的生物产酸能力依次为黄铁矿>磁黄铁矿≈黄铜矿.经过38 d的生化反应后,黄铁矿体系的pH值达到1.41,总Fe(TFe)和SO_(4)^(2-)浓度分别达到771.82 mg·L^(-1)和357.25 mg·L^(-1).水体营养水平在黄铁矿的生物产酸过程中起着至关重要的作用.经过16 d的生化反应后,0×9K、1/4×9K、1/2×9K、1×9K培养基处理的终点pH值分别为1.68、1.44、1.30、1.29.根据各营养体系中Fe^(2+)和TFe浓度的变化趋势,以及反应终点收集矿物的X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM),分析认为充足的营养会提高Acidithiobacillus ferrooxidans的活性或密度,加快Fe^(2+)生物氧化形成Fe^(3+)并通过水解产酸作用合成黄钾铁矾等次生铁矿物,从而导致溶液的p H值更低.本研究所得结果对明晰酸性矿山废水形成规律具有一定的指导意义.