New Method of Manufacturing Micro Parts Using Thiobacillus Ferrooxidans

A new method of processing and manufacturing certain parts of instruments through biological approach is studied. Knowledge of feasibility of micro-manufacturing is obtained by comparing experimental results of etching surfaces of copper, aluminium alloy, brass, steel and stainless steel using strain of Thiobacillus ferrooxidans （ T. f. ）. Our experimental results show that certain metals can be etched using T. f., the most feasible material is copper, followed by brass, etc., with stainless steel the least. The surface of the stainless steel material is nearly unchanged during surface-etching. Micro parts made of copper or brass can be satisfactorily processed with T.f. and the rate of processing on copper is about 14 μm/h. Furthermore, surface roughness and processing speed are controlled by pH value and temperature of etching liquid, in addition to swing rate of the the swing bed.

A Novel Approach to Bioleach Soluble Phosphorus from Rock Phosphate

A novel approach to bioleach soluble phosphorus from rock phosphate,involving the bio-oxidation of pyrite by adaptated Acidithiobacillus ferrooxidans(At.f)and the product of sulfuric acid to dissolve rock phosphate,has been proposed in this paper.The soluble phosphorus could be leached more effectively in the presence of pyrite by At.f than that leached directly by sulfuric acid.The optimal technological parameters are presented.The highest phosphorus leaching rate is 9.00% when the culture substrate is the mixture of FeSO_47H_2O and pyrite,the phosphorus leaching rate is 8.00% when the initial pH and culture time are 2.5 and 5 d,respectively.The optimal rock phosphate particle size is 0.05 mm for the leaching of phosphorus.The bigger the grains of pyrite,the lower the phosphorus leaching rate.The bacterium At.f should be appropriately adaptated,which makes it easier to bioleach soluble phosphorus from rock phosphate.

施氏矿物吸附Cu^(2+)及氧化亚铁硫杆菌的实验研究

在金属硫化物的表生氧化过程中,施氏矿物是最常见的一种次生矿物。施氏矿物具有粒度小、比表面积大、表面吸附能高的特点,能够吸附环境流体中的重金属离子和微生物细胞,从而影响重金属元素及微生物的表生地球化学行为。利用化学合成的施氏矿物,开展了施氏矿物吸附Cu2+及氧化亚铁硫杆菌的实验。结果显示:施氏矿物对金属Cu2+及氧化亚铁硫杆菌均有较强的吸附性;施氏矿物对Cu2+的吸附基本符合Langmuir吸附模型,而对氧化亚铁硫的吸附行为不符合Langmuir模型,可用Freundlich模型描述;施氏矿物的存在对流体中微生物的活动性及其地球化学行为有重要影响,可能会降低氧化菌分解金属硫化物的效率。

微生物-矿物接触作用对金属硫化物溶解的影响——氧化亚铁硫杆菌参与黄铜矿溶解的初步研究

在表生条件下,氧化亚铁硫杆菌的参与能够有效促进黄铜矿的氧化分解,前人研究认为微生物对黄铜矿的溶解有直接和间接作用,但相对贡献仍存在争议。利用透析膜将细菌和黄铜矿隔离,模拟对比了黄铜矿与氧化亚铁硫杆菌不接触和直接接触时的溶解行为。利用等离子光谱(ICP-AES)测定两种实验条件下溶液中Cu2+离子的浓度变化,并利用扫描电子显微镜(SEM)观察了两种条件下黄铜矿表面特征的变化和次生产物特征。实验发现在两种模式下,氧化亚铁硫杆菌均不同程度提高了黄铜矿的溶解速率;直接接触模式比非接触模式对黄铜矿氧化分解的促进作用更显著。

氧化亚铁硫杆菌氧化黄铜矿的实验研究

黄铜矿是自然界中最为常见的含铜硫化物,矿石或尾矿中黄铜矿的风化往往会导致严重的矿区重金属污染,细菌的参与可以改变黄铜矿的氧化分解行为.本文通过对比实验系统研究了氧化亚铁硫杆菌(Acidothiobacillus ferrooxidans)对黄铜矿氧化分解的影响.利用等离子光谱仪(ICP-AES)、pH计、X射线衍射仪(XRD)和激光拉曼光谱分别测定了实验溶液的成分变化以及黄铜矿表面沉淀的物质组成.结果表明,细菌对实验溶液的pH值、Eh值和黄铜矿的氧化进程起着重要的控制作用.随着反应的进行及细菌的生长,溶液的pH值呈下降趋势,Eh值呈上升趋势,H+和Cu2+离子浓度升高.实验表明,细菌是整个氧化过程的主导因素,反应初期,Acidothiobacillus ferrooxidans氧化溶液和黄铜矿中的Fe2+成Fe3+;随着反应的进行和Fe3+的增多,在Acidothiobacillus ferrooxidans和Fe3+的共同作用下,黄铜矿被氧化,并可生成自然硫,自然硫进而被Acidothiobacillus ferrooxidans氧化为SO42-;Fe3+对黄铜矿的化学氧化作用和细菌的生物氧化作用持续进行,构成了黄铜矿的氧化过程.反应后期,Fe3+以次生沉淀形式覆盖在矿物表面,沉淀物对黄铜矿的溶出有抑制作用.

细菌低温驯化及其浸出砂岩型铀矿试验研究

采用经现场吸附尾液低温驯化培养得到的嗜酸氧化亚铁硫杆菌(A f),对新疆某砂岩铀矿石样品进行了细菌浸出、双氧水浸出以及只用硫酸浸出的柱浸对比试验,试验结果表明,A f经过驯化培养后能较好地适应现场吸附尾液环境,并能在大于10 g/L酸度下保持较好的活性;细菌浸出和双氧水浸出的金属浸出率比只用硫酸浸出的金属浸出率高2%～5%。现场施工了总体积为15 m3的两个生物反应器,经过一个冬天的现场低温细菌驯化连续培养试验,结果表明细菌活性保持较好,为新疆低温环境保持细菌活性和低温细菌连续培养提供了依据。

源自硫化矿区的氧化亚铁硫杆菌新菌系的鉴定

从广西铜坑矿区多金属复杂硫化矿矿坑水中分离得到了一株嗜酸氧化亚铁硫杆菌（暂命名为TK），该菌株为革兰氏阴性细菌，短杆状，菌体大小为（0．4±0．1）μm×（1.4±0.2）μm，最适生长温度为25～30℃，最适pH值为2．0，化能自养型，能利用亚铁、单质硫和葡萄糖生长，不能利用硫代硫酸钠、蛋白胨生长。测定其亚铁和元素硫的氧化能力，并考察它对铁闪锌矿的浸出效果。以16SrDNA序列同源性为基础构建了包括15株已报道菌种和其他菌属菌株作为外来群在内的系统发育树。结果表明：TK菌株处于单独的一个分支内，与嗜酸氧化亚铁硫杆菌株D2最为相似，相似性为98．67％，推测TK菌株为嗜酸氧化亚铁硫杆菌的一个新菌系。该菌系的分离为嗜酸氧化亚铁硫杆菌多样性和生态分布研究提供了一种新材料。

氧化亚铁硫杆菌紫外线诱变及对低品位黄铜矿的浸出

介绍了紫外线辐照诱变原理。对一株优势氧化亚铁硫杆菌TY菌进行了诱变试验 ,研究了诱变TY菌对黄铜矿的浸出效果。结果表明 ,紫外线辐照能够对浸矿细菌TY菌产生明显的变异 ,提高TY菌菌种的活性。诱变TY菌对黄铜矿的浸出率比原始TY菌提高了 46%以上 ,到达浸出终点的时间比原始菌缩短了 5～ 10d 。

有机碳源对氧化亚铁硫杆菌生长的影响

氧化亚铁硫杆菌为化能自养菌,嗜酸,通常生长于无机环境中。为了扩大其在有机环境中的应用,选择乙酸、丙酸和正丁酸三种低分子有机酸及葡萄糖作为氧化亚铁硫杆菌生长的有机环境,研究其在不同浓度不同有机物下的生长活性。实验结果显示:氧化亚铁硫杆菌在100 mg/L低浓度的乙酸和400 mg/L葡萄糖浓度范围内均能很好的生长,而在余下的几种有机物中生长则受到抑制。表明氧化亚铁硫杆菌并不是对所有的有机物都敏感,通过筛选和驯化能得到在有机环境中生长良好的菌株。

不同生长阶段氧化亚铁硫杆菌的Cu^(2+)吸附研究

通过不同生长阶段的氧化亚铁硫杆菌对Cu2+的吸附实验研究,发现对数期和稳定期的氧化亚铁硫杆菌的Cu2+吸附容量存在一定差别,对数生长期比稳定期的氧化亚铁硫杆菌吸附量略高。同时,Cu2+的吸附量与溶液的pH值之间存在显著的负相关关系,说明在吸附过程中,Cu2+与氧化亚铁硫杆菌的表面存在的化学基团发生了质子交换反应。对数生长期的氧化亚铁硫杆菌和稳定期的氧化亚铁硫杆菌吸附过程均符合Freundlich吸附模型,表明氧化亚铁硫杆菌细胞的表面化学非均质性较强。不同生长阶段细菌的吸附性能差异可能与细胞表面的化学结构存在差异有关。

物理诱变氧化亚铁硫杆菌及浸出低品位黄铜矿的研究

分别利用紫外线和微波对优势氧化亚铁硫杆菌进行物理诱变,并用诱变菌对低品位黄铜矿进行生物浸出.结果表明,T.f菌经紫外线和微波辐照诱变后,诱变菌与原始菌相比,活性分别提高了44%和34.2%,对黄铜矿的浸出率分别提高了41.4%和27.4%,达到浸出终点的时间比原始菌减少了5～10 d.诱变后的T.f菌比较适合低品位黄铜矿的浸出.

煤炭生物脱硫的电化学作用机理

讨论了微生物生长的电化行为和特性，描述了生物电化学作用机理及反应模型，对煤炭生物脱硫过程的细菌Zeta电位、铁离子的变化及外控电位下的细菌生长规律进行了实验研究，结果表明：氧化亚铁硫杆菌（T．f．）的Zeta电位在pH=2．0左右时，达到峰值5mV，在此条件下有比较大的活性；细菌生长是通过将Fe^3＋氧化为Fe^3＋过程中获取能量，随着Fe^3＋逐渐被氧化，其浓度相应下降，Fe^3＋浓度缓慢地上升，而溶液中的总铁浓度先下降而后又平缓上升；在-500mV电位下，T．f．菌的生长期缩短，浓度增加5～10倍．

含方解石铜矿石微生物氧化作用的实验研究

矿山固体废物中硫化物经微生物作用形成的酸性矿山排水及其引起的重金属污染是备受关注的环境问题,而岩石和矿石中的方解石能够影响酸性矿山排水的生成和迁移。为了考察方解石对硫化物-微生物氧化作用的影响,开展了系统的模拟实验,利用ICP-AES、XRD、XRF等分析手段,测定了实验溶液的pH值、Eh值、离子浓度和次生沉淀成分。结果表明,在无方解石或方解石含量低时,黄铜矿的微生物氧化过程中,pH值下降、Eh值上升,有多种重金属离子进入溶液,并生成大量黄钾铁矾、自然硫等次生沉淀。添加过量方解石能有效中和氧化过程产生的酸并能显著抑制氧化菌的活动。因此通过添加碳酸盐矿物的方法可使溶液pH调节至微碱性,降低微生物的活性、阻滞铜矿石的氧化,能够有效降低重金属的释放。

微波和磁场强化细菌浸出黄铜矿研究

考察了在pH值为2.0的条件下,不同接种量和矿浆浓度下黄铜矿中铜的生物浸出率。在最佳的浸出条件下研究了黄铜矿的生物强化浸出,采用微波和磁场强化后的水配制培养基,发现在强化后培养基中细菌对黄铜矿的浸出率比普通培养基中的高,最后比较了微波和磁场结合的情况下二次强化的浸矿效果,指出了此种微生物强化浸出方法具有环境危害小、投资少、能耗低等优点。

硫酸和氧化亚铁硫杆菌浸出低品位磷矿

研究了硫酸和氧化亚铁硫杆菌（Af．f．）浸出低品位磷矿过程中初始pH值和底物成分对磷的浸出率的影响．实验结果表明：在初始pH值为1．50～3．50时，硫酸和Af．f．都能有效提高细菌培养液中磷的浸出率，且当pH值为2．00、培养底物为混合矿时，Af．f．浸出磷矿中磷的浸出率最大，达到9．50％．

超声波对At.f菌脱除鲕状赤铁矿中磷的影响

利用广西某温泉水样分离At.f菌并进行纯化,采用超声波诱变研究对鄂西鲕状赤铁矿磁选精矿脱磷技术。结果表明:1)超声波诱变可以提高At.f菌的活性,当超声波频率为59kHz、诱变时间为20min时,体系中Fe2+完全氧化所需时间为20min;2)超声波诱变20min后的At.f菌接种比为15%～20%时,30d铁矿的脱磷效果为85%以上;3)培养基中ρ(Fe2+)≥9g/L时,诱变后的菌株对于鲕状赤铁矿磁选精矿的脱磷率为80%以上。

氧化亚铁硫杆菌对电子垃圾焚烧迹地重金属形态的影响

采用生物淋滤法处理电子垃圾焚烧迹地重金属严重污染的土壤。所用氧化亚铁硫杆菌是从矿坑废水中通过一系列培养、分离和纯化得到。实验结果表明,生物淋滤法可以有效地去除土壤中重金属Cu、Pb和Zn,去除率的大小顺序为Zn>Cu>Pb;采用五步连续提取法分析处理前后土壤中重金属的存在形态,结果表明,通过氧化亚铁硫杆菌处理受重金属污染的土壤,可以促使易移动的重金属结合态的溶解(可交换态、碳酸盐结合态和Fe-Mn氧化物结合态),并使难移动的重金属结合态向易移动的重金属结合态转变。