镁离子浓度对氧化亚铁硫杆菌生长动力学的影响

在氧化亚铁硫杆菌(T.f)培养过程中其他营养物质足量的情况下,通过考察不同初始Mg2+浓度对氧化亚铁硫杆菌(T.f)生长活性的影响,得到在不同Mg2+浓度下细菌的生长曲线。结果表明:T.f对Mg2+具有一定的耐受能力;当培养基中ρ(Mg2+)≤10 g/L时,Mg2+对细菌生长活性影响很小;其ρ(Mg2+)为15 g/L时,Mg2+开始产生延迟效应,抑制细菌生长;ρ(Mg2+)为20 g/L时,细菌生长完全受到抑制。同时利用基于存在非竞争性抑制的Monod方程,建立了T.f在高Mg2+浓度下的生长动力学方程模型,确定在不同条件下细菌生长动力学参数,包括最大比生长速率μmax、Monod常数Km及镁离子抑制常数KI。利用correl系数工具分析细菌比生长速率的实验值和模拟值之间的相关系数为0.973,表明该动力学方程能较好地描述Mg2+浓度对氧化亚铁硫杆菌生长的影响。

硫化叶菌对镍钼硫化矿的浸出作用

对金属硫叶菌浸出镍钼硫化矿进行了研究.结果表明,有菌组镍的浸出率均在90%以上,而无菌组为77.64%;驯化菌比非驯化菌的浸出率高,前者镍和钼的浸出率分别为94.7%和70.2%,后者为93.1%和68.4%;pH为2时浸出效果最佳,镍浸出率达100%,钼浸出率为66.97%;粒径<0.048mm和<0.077mm的浸样镍浸出率均达到100%,钼浸出率分别为68.4%和64.5%;低矿浆浓度比高矿浆浓度的浸出率高,5g/L矿浆镍和钼的浸出率分别达100%和87.29%;在无菌条件下,浸样添加0.5g/LFe3+和对照组的镍浸出率分别为92.8%和76.6%,钼浸出率为52.56%和49.34%;嗜热菌(金属硫叶菌)比常温菌(氧化亚铁硫杆菌)的浸出率高,前者镍钼浸出率分别为93.17%和73.52%,后者为67.34%和38.36%.

氧化亚铁硫杆菌固定床生物反应器运行的工艺条件

采用不同尺寸的木屑和圆柱状的活性炭作为氧化亚铁硫杆菌的固定化载体,构建了固定床生物反应器。实验考察了间歇操作下的通气速率、连续操作下的稀释率等参数对反应器中氧化亚铁硫杆菌菌膜氧化Fe2+过程的影响。实验结果表明,在0.65 L固定床反应器中,以尺寸为12 mm×5 mm×1 mm的木屑作为固定化载体,控制通气速率为1.4 L/min,稀释率为1.1 h-1时,可获得最大Fe2+平均氧化速率5.83 g/(L.h)。对不同载体的氧化亚铁硫杆菌固定化以及Fe2+氧化情况做出了对比。

废旧线路板中主要有价金属的生物反应器浸出研究

为探讨可供实际生物浸出应用的反应器规模废旧线路板中有价金属浸出特性和工艺条件,通过设计序批式生物浸出反应器,采用分离到的氧化亚铁硫杆菌Z1作为菌种资源,在考察废旧线路板中有价金属的浸出特性的基础上,确定了反应器运行的最佳工艺条件.结果表明,反应器运行的最佳工艺条件为曝气量1L/min、停留时间30h、搅拌速率300r/min以及粉末投加量12g/L.在此条件下,经过101h可以浸出90.24%的铜.同时,经197h的浸出,可以溶出93.06%的镁、92.00%的锌、85.59%的铝和64.51%的镍.因此,生物浸出反应器能有效回收废旧线路板中的有价金属,为该技术的实际应用提供了实验证据.

氧化亚铁硫杆菌作用下A3钢的腐蚀行为

采用微生物学方法、电化学方法和表面分析技术研究了A3钢在氧化亚铁硫杆菌中的腐蚀特征和生物膜形貌,分析了微生物的存在对A3钢电化学行为的影响.极化曲线测试结果表明,细菌的存在使浸泡20天后A3钢电极的自腐蚀电位升高,腐蚀电流密度增大.原子力显微镜测试结果表明,浸泡7天的A3钢表面生物膜分布不均匀,从而引发点蚀萌生.由于细菌的代谢作用以及A3钢表面腐蚀产物与生物膜的特殊形貌特征,浸泡在菌液中7天后的A3钢表面有点蚀出现;随着时间的延长,A3钢表面的点蚀坑深度增大且数量增多,氧化亚铁硫杆菌的存在使A3钢的局部腐蚀程度加剧.

铁细菌利用天然金红石光生电子能量研究

天然金红石和铁氧化细菌在自然界中广泛存在,并且可能分布于同一区域,发生能量的交互作用。本文通过实验探讨了铁细菌利用金红石光生电子的可能性及其机理。研究发现,天然金红石在日光下可以很好地将Fe3+还原成Fe2+,其速度达101.8mg/L·24h-1;而细菌又可以将Fe2+氧化成Fe3+,从中获得新陈代谢的能量。依靠这种作用,本文通过一种实验装置将金红石的光生电子导出并传递给Fe3+,然后通过Fe3+/Fe2+的变化将电子传递给细菌,从而实现了细菌对光生电子能量的利用。在96h内,光催化作用下的细菌浓度可以达到空白样品的100倍,说明光催化作用促进了细菌的生长。

氧化亚铁硫杆菌耦合砷黄铁矿还原浸出软锰矿

将氧化亚铁硫杆菌(T.f)用于砷黄铁矿与软锰矿共同浸出,设置无菌体系作为对照,提出有氧和无氧条件下Fe As S-Mn O2的反应模型。研究结果表明:氧化亚铁硫杆菌对砷黄铁矿还原浸出软锰矿具有明显的催化作用,在砷黄铁矿与软锰矿的质量比为1:3.6、反应p H为1.8的最优条件下,有菌体系下锰的浸出率达99%,后续金的氰化浸出率达95%以上;Mn2+会抑制细菌的生长,当ρ(Mn2+)≥30 g/L时,Mn2+对细菌有致死作用;从软锰矿与砷黄铁矿的循环伏安曲线可看出两矿均有明显的氧化还原峰,且在有菌的条件下两矿的电化学活性要远远比无菌条件下的强;T.f菌的作用机理是催化Fe2+和Fe3+的相互转化。

两种硫杆菌对河涌底泥重金属的生物沥滤

自矿山酸性废水中分离纯化得到氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans,T.f)与氧化硫硫杆菌(Thiobacillus thiooxidans,T.t),利用这2种硫杆菌对广州郭村河涌底泥中Cd、Cr、Pb、Ni、Cu和Zn6种重金属进行序批式生物沥滤试验.结果表明,T.f菌对重金属的浸出能力高于T.t菌.对Cd、Cr、Ni、Cu和Zn的浸出率T.f菌最高可达60%、45%、70%、90%和75%,T.t菌则分别为45%、34%、50%、65%和55%.二者对Pb的去除率相当,均在25%左右.向T.f菌分别提供S粉与Fe2+,2种底物对Cd、Ni、Cu和Zn的浸出效果无明显影响,而对Cr和Pb的浸出,投加S粉的浸出效果更好.同时向T.f菌投加S粉与Fe2+2种底物,其浸出效果反而下降.可能是T.f菌代谢生成的SO42-与Fe3+易生成黄铁矾等沉淀物质,与溶出的重金属发生共沉淀,从而降低其浸出效果.

低温下氧化亚铁硫杆菌浸出黄铜矿

使用中温菌氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)在低温条件(8～10℃)下浸出黄铜矿。结果表明:经过90d的低温摇瓶浸出后,在无菌硫酸浸出过程中,黄铜矿可以自发氧化分解,最终浸出率为16.08%;在无菌高铁硫酸浸出过程中,由于Fe3+起到了一定的氧化作用,最终浸出率为21.3%;在有菌浸出过程中,氧化亚铁硫杆菌在低温下的浸出率可达37.96%。氧化亚铁硫杆菌在低温下浸出黄铜矿的最适pH值为2.0,在接种量为10%,矿石粒径为0.16 mm,矿浆浓度为2%时较为适宜。在低温浸出的初始阶段,当添加Fe2+的量为6 g/L时能促进浸出率提高最大,最终可达到53.51%。

电场作用对提高微生物浸矿性能的影响

在排土场微生物强化浸出过程中,结合电场生物工程技术,以氧化亚铁硫杆菌为研究对象,提出利用电场作用提高微生物浸矿性能的方法,探讨电场作用对微生物生长代谢以及渗流特性的影响。结果表明:电场作用对氧化亚铁硫杆菌生长代谢的影响非常明显,适当的电场可有效强化其生长代谢能力,过高的电流会抑制氧化亚铁硫杆菌生长;电场作用下,排土场孔隙中微生物的渗流能力明显增强,微生物电动渗流效应在渗透率高排土场中尤为明显。

细菌菌液脱除H_2S的工艺条件

通过Fe2(SO4)3对H2S的吸收实验,初步研究了氧化亚铁硫杆菌培养液脱除含H2S气体的工艺条件。利用单因素实验考察了不同气体流速、吸收液初始Fe3+浓度、初始pH值等条件下,吸收过程中脱硫效率的变化。实验结果表明气体流速为影响气液传质速率的主要因素,初始Fe3+浓度及初始pH值为对其影响不大。实验得到适宜的脱硫条件为:气体流速60mL.min-1,初始[Fe3+]为10 g.L-1,初始pH值为2.0。在该条件下,氧化亚铁硫杆菌培养液脱除H2S的脱硫效率可以稳定在90%左右。

不同底物氧化亚铁硫杆菌生长特性研究

氧化亚铁硫杆菌是脱硫领域的重要微生物之一。文章研究了氧化亚铁硫杆菌对不同含硫底物的利用情况,并用单质硫对其进行驯化培养,将分别以亚铁和单质硫为底物的氧化亚铁硫杆菌的生长特性进行对比分析。结果表明,氧化亚铁硫杆菌对所选的三种含硫底物的利用难易程度依次为Na2S2O3最易利用,单质S其次,而Na2SO3的利用情况最差;氧化亚铁硫杆菌经单质S驯化后,其氧化单质S的能力显著增强,且细菌细胞的形态、结构等与以Fe2+为能源物质相比发生了变化。

高铁浓度下氧化亚铁硫杆菌的生长动力学

通过改变初始Fe2+浓度,对氧化亚铁硫杆菌生长过程中的代谢变化进行了研究。依据产物抑制的Monod方程,推导并建立了氧化亚铁硫杆菌在高铁浓度下的生长动力学方程。实验结果表明:随着Fe2+浓度的增加,底物抑制作用增加,导致细菌对底物的亲和力减小,Ks值增大。细菌比生长速率的实验值和模拟值之间的相关系数为0.97,表明该动力学方程能够较好地描述高铁浓度下氧化亚铁硫杆菌的生长情况。

黄铜矿物表面吸附细菌的研究

对黄铜矿表面吸附细菌的特性进行了研究。结果表明,氧化亚铁硫杆菌在黄铜矿表面的的吸附平衡符合Freundlich方程。在研究范围内,菌龄为对数生长后期、pH值1.5～3.0、离子强度50～100mg/mL和非离子表面活性剂质量分数在0.005%～0.1%时更有利于细菌在矿物表面的吸附,但温度对吸附影响不大。采用拟二阶反应模型考察了吸附动力学,并计算了此动力学模型的速率常数。进一步研究表明,二级反应模型和实验数据之间有较好的相关性。

微生物技术在金矿提金中的应用与展望

随着人们对黄金等贵金属的需求不断增大,金矿企业获得了前所未有的发展。但是,随着金矿开采的进行,易处理金矿资源日渐枯竭,所以我们只能把目光投向难处理的低品位金矿。难处理金矿要用传统的氰化浸金方法来提取金,就必须要用一定的方法进行预处理。生物氧化法由于自身的环境友好性,以及不产生有毒有害物质等优点而不断被现代金矿企业所采用。我们通过对生物氧化预处理低品位金矿的机理分析、影响因素、国内外研究发展现状、前景展望等方面,简要介绍生物氧化法预处理低品位金矿的优越性。

活性炭对氧化亚铁硫杆菌氧化活性的影响

在氧化亚铁硫杆菌(T.f)培养过程中其他营养物质足量的情况下,考察了活性炭的质量浓度对T.f菌生长活性的影响,得到在不同活性炭质量浓度下细菌的生长曲线.结果表明:在一定范围内,活性炭对T.f菌的氧化活性具有一定的促进作用;当活性炭的质量浓度≤80 g/L时,其对细菌氧化活性具有促进作用,且当其在60~80 g/L范围内时,对细菌氧化活性的促进作用最大;但当活性炭的质量浓度≥100 g/L时,细菌生长受到抑制.并通过考查无菌对照实验中ρ(Fe^(2+)),ρ(Fe^(3+))随时间的变化,得出在活性炭的质量浓度≤80 g/L时,其对Fe^(2+)的氧化作用很小.

生物脱硫固定床反应器中的Fe^(2+)氧化动力学

生物脱硫技术中,Fe2+氧化速率是制约整个脱硫工艺效率的关键因素。以两种尺寸的木屑作为固定化载体,分析了反应器中Fe2+氧化动力学。根据所推导的Fe2+氧化动力学方程,对Fe2+浓度随时间衰减的实验值进行非线性拟合分析,确定了反应器分别采用两种载体在最优通气速率下的Fe2+氧化反应级数,并分析了木屑载体(b)的氧化动力学参数对通气速率的变化规律。采用所确定的反应级数,根据连续操作下的动力学方程及Fe2+转化率随稀释率变化的关系确定了连续操作下的反应速率常数分别为0.9698h-1·(g·L-1)0.1666、0.9042h-1·(g·L-1)0.1135。动力学曲线与真实值之间的相关系数R2均在0.99以上,具有良好的预测性。

氧化亚铁硫杆菌的分离及其生长条件的研究

对云南一金矿的酸性矿水中分离出的一株氧化亚铁硫杆菌 ( Thiobacillusferrooxidans) J1的菌落和细胞形态进行了初步研究 ,认为其最适生长条件为温度 30℃左右 ,初始 p H 2 .0 ,摇瓶装量为50 m L/2 50 m L,接种量 1 0 %。

Ferrous ion oxidation by Thiobacillus ferrooxidans immobilized on activated carbon

The immobilization of Thiobacillus ferrooxidans on the activated carbon particles as support matrix was investigated. Cycling batch operation results in the complete oxidation of ferrous iron in 8 d when the modified 9 K medium is set to flow through the mini-bioreactor at a rate of 0.104 L/h at 25 ℃ . The oxidation rate of ferrous iron with immobilized T. ferrooxidans is 9.38 g/(L·h). The results show that the immobilization of T. ferrooxidans on activated carbon can improve the rate of oxidation of ferrous iron. The SEM images show that a build-up of cells of T. ferrooxidans and iron precipitates is formed on the surface of activated carbon particles.

细菌液流速对废旧印刷线路板中铜浸出的影响

研究T.ferrooxidans液流速对柱式反应器内废旧印刷线路板中Cu浸出的影响。设计柱式淋滤反应器,培养10 L 4.5 K培养基条件下氧化亚铁硫杆菌菌液,分别以40 mL/min、20 mL/min的流速淋滤8~10 mm、2500 g的WPCBs颗粒,采用上批母液接种下批淋滤液方式,3次淋滤WPCBs。研究淋滤过程中pH值、ORP、浸出液Cu^(2+)浓度、Fe^(2+)浓度的变化。使用2 mol/L H_2SO_4清洗沉淀;收集酸淋滤后的沉淀并分析沉淀物像成分。20 mL/min流速的淋滤液对WPCBs颗粒最终浸Cu浓度为2.593 mg/mL;40 mL/min流速的淋滤液对WPCBs颗粒最终浸Cu浓度为2.279 mg/mL。淋滤过程中,流速为20 mL/min浸出液的pH高于流速为40 mL/min浸出液的pH;且流速为20 mL/min较流速为40 mL/min的淋滤液更有利于维持后续Cu浸出所要的Fe^(2+)含量、高ORP环境。2 mol/L的H_2SO_4能清洗沉淀;沉淀主要是CuSO_4·3H_2O。流速为20 mL/min的淋滤液较流速为40 mL/min的淋滤液淋滤2500 g的WPCBs后,其浸Cu效果优于40 mL/min淋滤液流速的浸Cu效果。