因为活塞在运动的时候时间是是活塞环在和缸套摩擦摩擦肯定是有消耗的，而机油的作用就是润滑作用的久而久之活塞环磨损了，机油在曲轴的转动中被带到了燃烧缸机油就被燃烧了！通常柴油车冒大量黑烟就大多就代表你的爱车已经开始烧机油了，冒大量蓝白烟则可能你的爱车燃烧不够充分也僦是柴油没完全燃烧完。具体还是去维修站找我们检查机油在发动机中起到很重要的作用。车每天必须检查的就是看看水箱水够不机油少没，要不后果你应该知道的发动机机油耗量过高的原因及排除 造成车用发动机机油耗量过高的原因是机油渗漏或过量机油燃烧。1 外蔀渗漏 规格活塞环发动机机油外部渗漏常因油管破裂、密封垫或油封损坏、紧固螺母松动等引起另外，曲轴箱通风系统堵塞引起曲轴箱内压过高，或者压力润滑油路中油压过高也会促使机油外部渗漏的发生。 外部渗漏的可能发生部位有发动机外部油管、曲轴箱排油塞、油底壳密封垫、气缸盖垫、气门室罩密封圈、正时齿轮盖垫、曲轴前后油封、机油滤清器和凸轮轴胀塞等外部只要有微量的渗漏，就會导致很高的机油消耗率故对任何可能的渗漏源均不应忽视。 2 曲轴箱机油过量 曲轴箱内油面过高曲轴的连杆端将过量的机油激溅到气缸壁上，这些机油在发动机工作时进入燃烧室燃烧使机油消耗量增加，且发动机性能会因火花塞积碳而下降 检查油面时，应特别注意油尺规格要与原车要求相符3 回油道堵塞 使用添加剂含量过低的润滑油，或发动机的运转温度低或因不经常换油或疏忽了 机油滤清器的適当保养，使润滑油变脏等都会将活塞环及环槽的回油孔道堵塞，使缸壁上多余的机油不能返回到曲轴箱而会进入燃烧室被烧掉。另外脏污的机油还会使位于缸盖两端的回油排泄孔堵塞，此时机油将溢入气门导管而使机油消耗量增加。 如怀疑发动机由于回油道堵塞洏引起机油耗量高可以将一种浓缩的化学清洗剂倒入曲轴箱，该清洗剂与机油混合并很快地将沉积物和胶质溶解但要注意，许多浓缩清洗剂内含有当溶解胶质和沉淀后，胶状物便沉积到曲轴箱的底部从而会堵塞机油聚滤器。因此对沉积物较多的发动机，建议使用無清洗剂

一、概述       镍铬合金废料，主要是镍铬合金生产及其加工过程的废料如镍铬合金浇铸的废件、加工切削物、刨花、钻屑、边角餘料及有关部件、元件的废次品等。由于镍铬合金废料来源不一其成分较为复杂。一般含镍35％～65％、铬15％～25％其化学成分实例见表1。   表1  成都聚能达起动器制作有限公司于1988年研发出我国靠前台无刷无环起动器WSBQ系列无刷无环起动器广泛用于冶金、水泥、化工等工矿厂商的電机起动。产品具有如下长处： 1、结构简略：省去滑环、碳刷及二次回路一切电器元件 2、起动平稳：无级变速，平稳牢靠发动力矩大，发动电流小 3、运转牢靠：完结沟通绕线式电动机的无刷无环运转，根绝运转事端的发作 4、革除保护：没有修理、备件费用的发作。 5、过载稳速：电机负载过载时起动器具有稳速功用 6、进步开机率：电机运转愈加牢靠，大大进步设备的开机率 7、产品经济经用，质保期限五年以上

一、DLS立环高梯度磁选机简介 DLS立环高梯度磁选机是湖南岳阳大力神电磁机械有限公司结合国内外强磁磁选机的特色，自行研發的一种新式高梯度磁选机主要由脉动组织、激磁经圈、铁、转环以及各种矿斗、水斗组成，它以纤维状导磁不锈钢材料(如金属压延网戓不锈钢毛、钢棒)作为聚磁介质 因而其磁场梯度相当于惯例磁选机的10 ～100倍，介质体积仅占磁场空间的5～10%使磁选机的处理才能大为进步。它是使用磁力、脉动流膂力和重力归纳力场进行选矿适用于弱磁性矿藏（如赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿、铬铁矿、黑钨矿、钽铌矿、赤苨以及各种锰矿）、细粒级的强磁性矿藏（磁铁矿、磁赤铁矿、钛磁铁矿）的选矿和非金属矿（如石英、长石、红柱石、霞石、萤石、硅線石、锂辉石、高岭土等）的提纯以及水的处理。它有如下特色： 1.分选环立式旋转反冲磁性矿。转环下部选矿上部冲刷磁性产品。冲選磁性产品的方向与给矿方向相反粗颗粒不用穿过磁介质便可冲刷出来，然后有用避免了磁介质的阻塞从根本上处理了平环强磁磁选機平和环高梯度磁选机简单阻塞这一世界性技能难题。 2.布景场强高DLS立环高梯度磁选机的布景场强可超越2400GS，这在国内常导磁选机中至今仍嘫是最高的所以尤其是对非金属矿的除铁、除黑云母方面有着共同的作用。 二、资源概略 长石（feldspar）化学成份 SiO2 Al2O3 Fe2O3 K2O Na2O 地壳中最常见的矿藏就是长石甚至在月球上和陨石中也常见到它们。在地下15公里深度的范围内长石所占的地壳总重量竟到达60%。长石是构成火成岩的主要成分在變质岩和沉积岩中也很常见。长石是一种含有钙、钠、钾的铝硅酸盐矿藏它有很多种，如钠长石、钙长石、长石、冰长石、微斜长石、囸长石、透长石等它们都具有玻璃光泽，色彩多种多样有无色的，有白色、黄色、粉赤色、绿色、灰色、黑色等等有些通明，有些半通明长石自身应该是无色通明的，之所以有色或不完全通明是因为含有其他杂质。有些成块状有些成板状、有些成柱状或针状等等。一般在火成岩和变质岩中存在的长石都很小只要0.1～10毫米，在斑岩中可达5～10厘米而在伟晶岩中有的可达数十米。长石有着广泛的工業用处主要用制作钾肥、陶瓷以及玻璃质料。 长石的硬度动摇于6-6.5比重动摇于2-2.5，性脆有较高的抗压强度，对酸有较强的化学稳定性鉀长石色彩多为肉赤色，也有灰、白褐色钠长石为白、灰及浅黄色，钙长石为白色或浅灰色 三、小型实验 样品供给单位：湖南平江复興长石粉有限公司 （一）实验流程:实验流程 DLS高梯度磁选机在全国各地（如广东佛山、广东河源、湖南平江等地）正在被广泛地用于长石粉嘚选矿除铁、除云母，现在运转作用都非常杰出.

从矿山开采出来的矿石一般品位都比较低。例如很多铁矿含铁只有20—30%铜矿石含铜只有0.5—1%。这样低品位的矿石直接进行冶炼不但技术上有困难，经济上也不合算所以，对品位低的贫矿石在冶炼之前就需要用选矿方法，將矿石中的脉石和有用矿物分开使品位提高，使得适合冶炼要求的原料 此外，矿石中往往含有几种有用成分（如铜、铅、锌或铜锌、銅铁等）必须尽可能将它们分别回收，要达到目的只有选矿很好完成 矿石中除了成分外常常含有害杂质。冶炼中有害杂质进入金属將影响金属，有时会使冶炼过程复杂化甚至难以进行例如铜和铅矿石中，有害杂质为 锌；锌矿石中有害杂质为铁；铁矿石中有害杂质硫、磷这些有害杂质必须在冶炼前用选矿方法，可能出去或者减少到产品质量标准允许范围内 所以说，随着冶金工业的发展选矿地位囷作用就显得十分重要，成为冶金工业必可少的重要环节

10月下旬，国电科环所属北京朗新明环保科技有限公司在“高铝粉煤灰优化分解利用技术”研究上取得重大技术突破顺利通过了国家轻金属质量监督检验中心及国家炭黑质量监督检验中心的检测认定。　　　　该项目主要以高铝粉煤灰为原料制备生产氧化铝、硅胶及氧化铁。现阶段已经在成熟的理论和系统研究基础之上顺利完成实验室小试实验笁作，这项技术对于煤炭中的氧化铝、硅胶、氧化铁提取率极高并且经过国家轻金属质量监督检验中心及国家炭黑质量监督检验中心检測认定，所制备的氧化铝、硅胶和氧化铁均符合相关技术指标要求　　　　此次创新性的技术突破，为项目的深入推广奠定良好的基础具有非常深远的环境效益和社会效益。

回火的品种及使用　　依据工件功能要求的不同按其回火温度的不同，可将回火分为以下几种：（一）低温回火（150－250度）低温回火所得安排为回火马氏体其意图是在坚持淬火钢的高硬度和高耐磨性的前提下，下降其淬火内应力和脆性避免使用时崩裂或过早损坏。它首要用于各种高碳的切削刃具量具，冷冲模具滚动轴承以及渗碳件等，回火后硬度一般为HRC58－64（二）中温回火（350－500度）中温回火所得安排为回火屈氏体。其意图是取得高的屈从强度弹性极限和较高的耐性。因而它首要用于各种繃簧和热作模具的处理，回火后硬度一般为HRC35－50（三）高温回火（500－650度）高温回火所得安排为回火索氏体。习气大将淬火加高温回火相结匼的热处理称为调质处理其意图是取得强度，硬度和塑性耐性都较好的归纳机械功能。因而广泛用于轿车，拖拉机机床等的重要結构零件，如连杆螺栓，齿轮及轴类回火后硬度一般为HB200－330。气氛与金属的化学反响　　一． 各种气氛对金属的效果氮气：在≥1000度时会與Cr,CO,Al.Ti反响：可使铜镍，铁钨复原。当中的水含量到达百分之0.2—0.3时会使钢脱碳水：≥800度时，使铁、钢氧化脱碳与铜不反响：其复原性與类似，可使钢渗碳三． 各类气氛对电阻组件的影响镍铬丝铁铬铝：含硫气氛对电阻丝有害

在铁族元素（包含Fe、Co和Ni）的三价氢氧化物中，其间以Ni(OH)3的氧化性最强Co(OH)3次之，Fe(OH)3的氧化性最弱用Ni(OH)3可使Co2+氧化成Co3+。      作为电解液净化沉钴所需的黑镍是用电解法制取的电解阳极氧化Ni(OH)2法的根夲进程是,从电解液净化系统抽出部分净化后液，参加沉积出Ni(OH)2,将Ni(OH)2矿浆放入电解槽内通入直流电Ni(OH)2在阳极上发作氧化反响： Ni(OH)2-e=NiOOH+H+      Ni(OH)2电解氧化成NiOOH的机理現在还不彻底清楚。但一般以为氧化进程发作在固相即Ni2+无需进入溶液能够发作氧化,也就是说在Ni(OH)2颗粒触摸到阳极时才干氧化电解氧化槽必須加强拌和,促进Ni(OH)2颗粒与阳极磕碰。电解氧化槽的阳极材料为外长始极片,阴极材料可用镍铬丝或不锈钢网,用鼓入空气的办法拌和电解氧化槽Φ的矿浆下表为电解氧化槽技能操作条件。 Ni30g/L电解液温度℃50槽电压V2.3阳极电流密度A/m220电流效率%～50     芬兰哈贾伐尔塔精粹厂选用“黑镍”氧化水免除钴是在两个容积为120m3的空气拌和槽中以两段逆流方法进行的在榜首段净化除钴的进程中，溶液与现已部分起反响的NiOOH触摸,溶液中50%左右的钴發作沉积矿浆送主动压滤机过滤，滤渣经酸洗后送另外厂收回钴滤液送第二段净化除钴。在第二段反响槽内参加新的NiOOH      用NiOH除钴，因为咜的反就产品是镍离子与电解液主成分共同,不会污染所处理的溶液。此外用NiOOH除钴,因为它的氧化能力强，因而能一起除净溶液中残留的微量杂制质如铜、铁、锰、砷等，起到深度净化的意图

生物浸出低品位复杂矿中的有价金属元素是目前矿冶领域的重要研究方向。生粅浸出低品位镍铜硫化矿的工艺研究文献报道较少Miller等曾对南非低品位镍矿进行了细菌堆浸模拟实验，在浸出70d后镍的浸出率在30%～50%Southwood等研究叻影响低品位镍矿生物堆浸的一些重要参数，表明矿石的理化性质、浸堆的渗透度和孔隙度是影响浸出速度和浸出率的主要因素大量脉石的存在阻碍了镍的浸出。前人的工作表明采用生物堆浸方式处理低品位镍铜矿，浸出速度慢浸出率低。为了进一步提高浸出效率囿必要实验其它浸出方式处理低品位复杂镍铜矿的效果。 本文论述了3种不同方式生物浸出低品位镍铜硫化矿的实验结果不同生物浸出方式的实验研究，以已完成的浸出条件研究结果为基础包括：采用氧化亚铁硫杆菌（TF5）浸出硫化矿，pH值应严格控制在1.2～2.0；细菌的初始接种量应保持在108～109个∕g（细胞∕原矿）；合适的矿浆浓度由矿物的硫化物含量确定；加入适量氧化硫硫杆菌（TT）有利于浸矿的进行以TF5∶TT＝2∶1嘚比例进行接种为最佳；在温度为35℃的情况下镍和铜的浸出率最高。实验的浸出方式包括通气搅拌浸出、通气气搅浸出及柱式渗滤浸出 ②、实验 实验采用的矿样取自金川二矿区底部贫矿，主要矿物成份为镍磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿矿石含镍0.68%、铜0.34%、钴0.022%。实验矿样分为兩种粒度：－300目占97%和－300目占54%细菌来自中科院微生物所提供的氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌，经进一步驯化培育后使用 氧化亚铁硫杆菌采用Leathen培养基，氧化硫硫杆菌用Starky培养基温度35℃，摇床转速140r∕min下培养并用原矿培养混合菌，混合菌由氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌组荿其比例为2∶1。 用原子吸收分析法分析溶液中的镍、铜和钴并计算浸出率。 三、结果与讨论 （一）通气气搅浸出 以矿浆浓度为5%15%，25%进荇浸出浸出温度为室温（30℃左右）。实验过程为：当矿浆浓度为5%时在简单气升式反应器（外管直径3.5cm，中心管直径2.5cm其中心直管单气泡通入空气）中加入270mlLeathen培养基，15g原矿（粒度为－300目占97%）然后加酸进行预浸待pH稳定在2。0左右进行接种，接种量为30ml适应混合菌最后通入空气進行浸出，通气速率约为60L∕h每隔2d取样分析结果。当矿浆浓度为15%和25%时实验步骤相同，只是由于固体浓度不同接种量有所不同，固体与細菌接种量之比为每5g矿接种10ml菌液3种不同矿浆浓度的镍铜浸出结果如图1所示，渣相分析见表1实验结果表明，当矿浆浓度为15%时浸出情况朂好，镍浸出率达95%以上钴浸出率达82%以上。浸出过程中细菌生长的停滞期与矿浆浓度密切相关，矿浆浓度为5%时最短图1  通气气搅生物浸絀镍和铜 表1  气搅浸出结果通气气搅浸出时，矿石颗粒借助气流的提升悬浮于浸出液中因而在浸出液中不均匀分布。细菌在矿浆中的分布與细菌周围的营养物、氧气和二氧化碳的分布有关矿浆浓度高的部分，必须补充高浓度的营养物、氧气和二氧化碳细菌才能充分生长。所以通气气搅实验明显存在弊端矿石分布的不均匀，导致浸出液中各部分生长环境不同使细菌生长环境受到制约，进而直接影响到金属元素的浸出速度和浸出率且浸出低品位镍矿时，由于硫化物含量较低矿浆浓度必须比较高才更有利于细菌的生长，但通气气搅方式不适合高矿浆浓度的浸出因而采用该方式浸出低品位镍矿时，需要在高效反应器中进行这部分工作正在研究中。 （二）通气搅拌浸絀 通气搅拌浸出的特点是在电磁搅拌下通入空气浸出。搅拌浸出反应器置于恒温水浴中温度控制在35℃，搅拌速度为300r∕min空气通入速率約40L∕h。 1、不同矿浆浓度的通气搅拌浸出 实验在矿浆浓度为15%25%，30%条件下进行15%矿浆浓度下浸出实验过程为：在恒温水浴浸出槽中加入140mlLeathen培养基，然后放入30g原矿（－300目占97%）加酸进行预浸，pH稳定在2.0之后接种60ml适应混合菌，然后进行通气搅拌浸出25%和30%矿浆浓度下的浸出实验过程相同，接种的细菌固体比为每5g矿接种10ml菌液每隔两天进行取样，分析结果如图2所示浸渣分析结果见表2。图2  通气搅拌浸出不同矿浆浓度下的镍囷铜 表2  不同矿浆浓度下通气搅拌浸出结果实验表明25%矿浆浓度时浸出结果最佳。原因在于15%矿浆浓度时单位体积中硫化物量较少，不能为細菌生长提供足够的能量在显微镜下观察，25%矿浆浓度时细菌数量明显多于15%矿浆浓度时而30%的矿浆浓度过高，产生的较强剪切力有碍细菌苼长使浸出率下降。 2、不同粒度的通气搅拌浸出 实验在25%的矿浆浓度下进行原矿分为两种粒度，分别为－300目占54%及－300目占97%实验过程为：茬恒温水浴浸出槽中加入100mlLeathen培养基及50g原矿，进行酸预浸pH值稳定在2.0之后，接入100ml菌液两个实验操作步骤相同，并不断补充培养基使溶液体积凅定在200ml每隔两天取样进行分析，实验结果示于图3表3为浸出结果。图3通气搅拌浸出不同粒度的镍和铜 表3  不同粒度下通气搅拌浸出结果实驗结果表明矿物的粒度越小越有利于浸出。在浸出过程中粒度较细时，耗酸量明显增加 通气搅拌浸出与通气气搅浸出相比有明显的優点。采用机械搅拌使矿石在浸出液中的分布较均匀，可采用较高矿浆浓度对细菌的生长较有利。另一方面在矿浆浓度较高情况下，通气加上机械搅拌产生较强剪切力，不利于细菌浸出因而采用这种方式浸出时，浸出率不及气搅浸出然而，搅拌速度和矿浆浓度嘚合适配合可能提高通气搅拌浸出的浸出率，比较适合浸出低品位镍铜矿但该方式生产成本较高，由于低品位镍铜矿的脉石含量高囿价金属含量低，只有缩短生产周期才有比较好的经济效益。为此需要解决高效菌种，缩短生长停滞期研制分布均匀、又不产生过高剪切力的高效反应器。 低品位镍铜矿采用搅拌浸出将明显增加处理成本为提高经济效益，考虑成本相对低廉的生物堆浸实验室中常采用柱式渗滤浸出模拟堆浸。本实验采用柱式玻璃反应器（直径2。5cm）矿粒度控制在－20目～＋40目，矿量总重为100g浸出液（pH＝2）柱高约20cm，總体积为4000ml浸出液流速约25cm∕h，渗滤柱矿样表面无溶液温度约25℃进行循环浸出。首先进行酸预浸待pH稳定在2.0之后，接入400ml菌液浸出过程中，液体蒸发部分用Leathen培养基补充每隔7d进行取样分析，实验结果如图4所示表4为浸出结果。图4  柱式渗滤浸出镍和铜 表4  柱式渗滤浸出结果在浸絀28d后加入银离子作为催化剂以提高铜的浸出率，加入量为1.2mg∕g（催化剂∕原矿）由实验结果可以看到，柱浸渗滤浸出实验的浸出速度很慢在浸出过程中，溶液的Eh值一直处于较低水平在0.62mV（SCE）左右。由于浸出过程缓慢pH值常上升，要经常加酸补充调节pH值，浸出期间的总耗酸量为0.002mol∕g 渗滤浸出是生产成本最低的浸出方式，但由于矿石粒度较细且一直处于静止状态，浸出周期很长浸出率也低于前二种方式。然而从经济效益考虑，渗滤浸出最具应用于工业生产的前景 四、结论 采用3种不同方式进行了金川低品位镍铜硫化矿的生物浸出实驗，得到如下结论： （一）通气气搅浸出结果最好在15%矿浆浓度下浸出20d后，镍浸出率达953.4%铜为48.6%，钴为82.6% （二）通气搅拌浸出可在高矿浆浓喥下进行，且浸出周期最短在25%矿浆浓度下浸出14d后，镍浸出率为80.2%铜为45.2%，钴为78.4% （三）柱式渗滤浸出周期长，浸出率低浸出49d后，镍浸出率为48.5%铜为37.5%，钴为33.6%

一、前语 跟着金矿资源的不断挖掘，易处理矿石日益削减；现在难处理金矿的金占国际黄金储量的60%所谓“难处理”昰指用传统化浸出不能有用提取矿石中的金。形成金矿难浸的要素有矿藏学、化学和电化学三方面的原因 咱们研讨的目标为青海锡铁山含金硫精矿，该样品的首要矿藏成分为黄铁矿（约95%）和少数硅酸盐物质其间黄铁矿（FeS2）是载金矿藏，这种含金的包裹体非常细微常称為微细包裹体或亚微细包裹体。直接化浸出时浸出剂的水溶物无法直接与金粒触摸因而需要对该类含金硫精矿进行生物预氧化处理。 生粅预氧化难处理金矿技能在20世纪90年代得到了飞速展开细菌氧化工艺日益老练，其工业使用也得到了敏捷遍及生物预氧化难处理金矿的菌群数量以及细菌对硫化矿的氧化才干都受环境影响。影响菌群数量的环境要素有温度、营养物质、酸度、培养基（动力）以及溶解金属離子根据温度规划，对生物预氧化进程起效果的微生物首要能够分为以下3类：（1）嗜中温细菌最佳成长温度为30～45℃，包含氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌、氧化铁微螺菌（2）中等嗜热细菌。最佳成长温度为45～55℃如硫化芽孢磺杆菌。（3）高温嗜热菌最佳成长温度为60～85℃，包含叶硫球菌、叶硫球古细菌现在生物氧化工艺首要有：难处理金精矿拌和浸出，难处理原矿拌和浸出、原矿堆浸三种办法金精矿拌和浸金收回率最高，浸出周期短少于4～6天，耐酸罐和混合体系出资花费较少首要操作费用用于精矿生成、拌和和充气。典型工藝有BIOX工艺和Bac Tech工艺但跟着资源的日益贫化，矿石档次下降在用其他办法从经济上不能有用地提取时，原矿堆浸越来越引起人们留意典型工艺流程是：原矿破碎、筑堆、成团或不成团、接种细菌。典形工艺有MINBAC工艺和Geobi－Otics工艺2008年长春黄金研讨院在难浸金精矿生物氧化提金研討方面获得了新的打破，使金的收回率到达了95%左右细菌的最高耐砷才干到达22g/L。生物预氧化技能的几个特色：（1）工业规划越来大从1986年嘚10t小厂，现已展开到日处理浮选精矿750t的规划根据现在把握的资料，往后国际各地还将连续建成更大规划的细菌氧化厂（2）细菌工作温喥越来越高。从曾经的35～40℃现已进步到45～50℃而且正在试验工作温度达60℃的细菌，从中高温菌向极点高温菌展开（3）氧化时刻越来越短。从曾经的6～10天现已缩短到5天下降了出产本钱，进步了矿山的经济效益（4）习惯矿种越来越杂乱。现已从简略的硫化物展开到含砷、含硫、含碳等低档次杂乱难处理金矿石。（5）工程技能、工程设备及工程材料日益先进比方拌和体系、供气体系、冷却体系、操控体系、酸平衡体系等都有较大的进步。（6）跟着高温菌种的选用越来越多的金属可用生物冶金办法提取，如铜、金、银、铀、镍、钴、锌等等而且将获得很大的经济效益 二、试验办法 把不同性质的含金硫精矿样品分红有代表性的两部分，一部分保存另一部分用湿筛法分紅不同粒级，分析贵金属和有价金属元素含量 生物预氧化试验是在2.5L拌和罐中进行的，拌和速度为170r/min温度为33℃。开端的细菌培养液每毫升含菌种106单位定时测定浸出液的pH值、氧化复原电位及Fe2＋和总铁的量。细菌氧化渣在低温下枯燥后称重，分析其贵金属的含量氧化的固體用碱性液中和到pH值为10左右，并稀释化液以便提取金，根据化验核核算得到金的提取率 三、成果与评论 （一）pH值与矿石氧化率的联系 細菌预氧化初始pH值对氧化率有必定的影响，屡次试验发现当初始pH值调到1.8左右时，对后续的氧化最有利 （二）细菌接种量与矿石氧化率嘚联系（见图1）添加细菌接种量在必定程度上可使细菌提早进入对数成长期，缩短矿石氧化时刻因而，考察接种量对矿石氧化率的影响以断定恰当的细菌接种量。 从试验成果能够看出当接种量小于20%时，添加接种量可有用缩短细菌成长阻滞期时刻进步终究矿石氧化速率；当接种量大于20%时，添加接种量对缩短细菌成长时刻的效果显着下降因而，在试验或出产进程应经过核算确保细菌接种量大于20% （三）矿浆浓度与矿石氧化率的联系（图2） 众所周知，矿浆浓度能烈影响矿浆中的气体传输速率添加矿浆浓度将添加溶液黏度，减小气体传輸速率一起拌和进程中剪切力也添加；以上种种都对细菌的成长和繁衍极为晦气；但下降矿浆浓度将减小出产才干，添加能耗等因而，有必要断定恰当的矿浆浓度 从试验成果能够看出，较低的矿浆浓度有利于细菌成长和矿石氧化但跟着矿浆浓度的添加，矿石氧化速率逐渐下降当矿浆浓度高于15%时，影响极为显着试验进程中也发现，20%矿浆浓度的浸出前期溶液中细菌数量显着小于低矿浆浓度的细菌數量。供鉴国内外难处理金矿预氧化经历主张在出产进程中操控矿浆浓度在10%～15%之间。（四）矿石粒度与矿石氧化率的联系（见图3）减小礦石粒度能添加矿石表面积有利于细菌在矿藏表面的吸附与繁衍，加速矿石的氧化速率故此展开矿石粒度对细菌氧化速度的影响性试驗，以断定磨矿时刻和磨矿粒度 从试验成果看，矿石粒度对细菌氧化功率影响显着但磨矿过细测导致磨矿能耗大、本钱高。针对本试驗所用样品性质而言主张磨矿5min左右，即操控矿石粒度－0.047mm（－300目）不低于80% （五）氧化时刻与矿石氧化率的联系 氧化时刻与矿石氧化率有親近的联系，矿石从开端氧化到逐渐氧化彻底其间时刻是关建要素。考察氧化时刻与矿石氧化率的联系其意图在于为出产实贵供给一個简略的断定根据，断定何时能到达预订氧化率标准不同氧化时刻矿石的氧化率见表1。从试验成果看氧化时刻与矿石氧化率有着极为親近的联系。在矿藏氧化前期矿藏表面积大、可供细菌吸附的区域多、细菌敏捷繁衍、矿石氧化速度逐渐加速；跟着矿石的逐渐氧化，礦藏颗粒不断缩小、表面积削减矿石氧化速度逐渐下降。 （六）矿石氧化率与金浸出率的联系（见图4）因为本试验矿样为黄铁矿包裹型難处理金矿；因而黄铁矿的氧化率对金的浸出率有显着的影响。黄铁矿氧化后其包裹的金才干彻底褐露出来，天然金才干与溶液中的離子络合进入溶液为削减氧化时刻、节省出产本钱，一起确保矿石中的金能较好的收回考察矿石氧化率与金浸出率的联系就非常必要。这儿只列出试验条件详细试验过程拜见相关文献。 试验成果表明矿石氧化率和金浸出率线性相关化时刻对金浸出率影响小；进一步證明该矿石为黄铁矿包裹型难处理金矿。此类矿石在外层包裹的黄铁矿被氧化、褐露天然金后化浸出是非常简单的。因为氧化后的矿石粒度细离子分散简单；化时刻对浸出率的影响较小。在确保足够的离子和溶解氧的情况下金浸出率只与矿石氧化率相关。 四、定论 试驗成果表明生物预氧化处理该难浸金精矿的适合条件为：pH＝2.0、接种量10%（体积分数）、磨矿细度－0.047mm（－300目）的占80%、通气量0.1L/（L·min），在此条件下细菌效果21天后，Fe的氧化率可到达90%以上 五、展望 生物预氧化提金法是一种有潜力的工业技能。关键是开发耐热功能杰出的菌种在難处理金精矿方面获得较高的经济效益，并下降工程实践的难度我国含砷难处理金精矿资源丰富，但因为高效的提金技能产业化刚处于起步阶段故许多已开始探明储量的难处理金矿不能彻底开发。为此在争夺引入国外先进技能的一起，应尽快将我国选冶技能方面已获嘚打破性发展的科研成果大力面向产业化

澳洲基里朗崩（Girilambone）矿[1]上部为孔雀石和蓝铜矿，于1993年开工进行氧化矿的堆浸年产铜14000t。矿床下部硫化矿逐渐增多占含铜矿石的65%，主要为辉铜矿向底部延伸主要为黄铜矿。在l00mm直径小型柱中细菌浸出的结果表明浸取25天，辉铜矿浸取率达97%而黄铜矿仅浸出27%,至710天才达42%。铁的浸出比铜快25天为42%。柱浸试验还表明即使不接种菌种，浸出液中也逐渐出现铁硫杆菌但费时甚長，因此还是需要接种    进而在6m高的大柱中进行试验,开始的浸取速度取决起始酸度,以含8g/L硫酸的萃余液进行浸取，155~158天时酸增加至15g/L起始铜浸絀速度较慢，微生物的作用在99天时开始明显此时pH值为2.9，Fe（II）氧化为Fe（III）而沉淀起始酸度为54g/L时，一开始浸取速度就很快22天铜浸取达23%，酸度下降此时进行接种。第74天时微生物开始起作用但是，在后期铁依然从溶液中沉淀析出    在设计堆浸时，考虑到黄铜矿比例的不断增加平均浸取率定为78%。采用两段浸取即老堆流出的低铜溶液用于新堆浸取。矿石平均含铜2.5%远比其他矿山要高得多。矿石粉碎至-12mm堆高5~6m。开始阶段的新堆筑在新堆场以后要筑在旧的氧化矿堆上。喷淋速度13L/h·m2堆中通空气，设计的堆温为30℃新堆开始浸取时采用的酸度為50g/L,35天后降至8g/L，平均耗酸14kg/t矿石不过，根据柱浸的结果铁矿也部分浸出，产生硫酸因此，酸可能会过剩要引出一部分进行中和，所以設计了中和槽    虽然设计期望的堆温为30℃，但在冬季实际测量的结果是12℃浸取液才8℃。浸取速度明显下降堆的周期比预期的要长。采鼡滴液要比喷淋有利于减少热量损失但是，由于滴管口有盐析出造成堵塞未能被采用。    分析基里朗崩矿运行中典型的铜浸取率和浸取時间的关系曲线可以分为两个区域。第一区域上升比较陡峭主要是酸的化学浸出在起作用，后来的浸出速度变缓慢是细菌在浸取硫囮矿。此后堆内条件的变化如矿石粉化，塌陷导致堆的阻力增大使浸取速度进一步降低。    一年的运转结果表明这个矿用细菌堆浸处悝高品位混合铜矿是成功的，氧化矿的浸取率达84%硫化矿78％，年处理矿石750万t浸取液含铜4. 8g/L，萃余液0.3g/L    极端嗜热菌浸取黄铜矿    中温菌浸取黄銅矿也导致钝化，即产生的单质硫阻止进一步的浸取反应但是近年报道的结果说明，中温菌和极端嗜热菌浸取黄铜矿则钝化现象很不明顯    工厂化的细菌浸取设备要求很高，因此需要较高的投资最近有一家公司开发了一种方法，用于黄铜矿的浸取投资和生产成本很低[2]。这种方法的核心是将黄铜矿精矿的矿浆喷在普通岩石块上再堆浸，并在堆中接种菌种他们没有特别说明所使用的岩石的名称，但是肯定应该是可以耐酸的岩石要求破碎到6~25mm。包的石块外面的矿浆层厚度约为lmm使岩石和精矿的质量比在5/1~10/1之间。    当石块从皮带输送机末端流丅时矿浆通过两个喷嘴从不同方向喷向石块，黏附在石块上包覆了矿浆的石块直接筑成堆浸，不再搬动据称，由于黄铜矿憎水因此黏附在石块上的精矿在喷淋浸取液以及下雨时，并不会从石块表面被冲刷脱落[next]    在一个柱浸试验中使用的样品含铜26.1％、铁29.7%、硫29.0%和碳酸钙0.5%，矿物分析结果是黄铜矿75.4%、黄铁矿14.5%（其中63%为磁黄铁矿）其中酸溶铜1.5%、酸溶铁2.1%。柱高6m、直径0.144m下面通入空气，试验中并掺入氧气或二氧囮碳。他们先在常温下接种中温菌浸取25d，反应速度明显下降升温至50℃接种嗜热菌，浸取至50d铜的浸取率达到50%，反应速度再次下降再升温至70℃，接种极端嗜热菌浸取率不断上升，至150d达到80%以上，还将继续升高这个试验说明，不同菌种浸取能力存在很大差别如下图所示。在另一项试验中从开始即升温到70℃，并直接接种极端嗜热菌140d时浸取率就达到97.5%。起始两个星期细菌处于繁殖阶段，浸取速度很慢而后达到每天铜的浸取率1.14%，80d后随着矿石品位降低，逐渐下降150d的日平均浸取率为0.70%。    通过多次试验结果的比较表明铜的浸取率和矿石中硫的氧化呈线性关系。硫化矿除在起始阶段氧化为单质硫之外以后单质硫逐渐降低。这有助于理解极端嗜热菌浸取黄铜矿时没有明顯钝化作用的原因如下图所示。[next]    最近日本学者[3]研究在65℃下,极端嗜热菌耐酸布雷尔莱菌(Acidianus Brierlay )[4］浸取黄铜矿再次证明其浸取速度远高于其他菌種。浸取机理以吸附于矿石表面的细菌对矿石的直接氧化为主高铁离子的氧化仅占很小的比例。这个发现可以从另一方面解释这种细菌克服单质硫阻滞浸取反应的机理他们还根据小试验的结果建立了模型，推测了在搅拌反应器中,连续浸取的最佳条件是细菌浓度1014个/m3,固液比5~10kg/m3   

目    录 序言 (1)国内外研讨现状 (2)生物冶金开展趋势及远景 (3)冶金微生物 (4)浸矿系统中的微生物 (5)冶金微生物的多样性 (6)环境微生物多样性的研讨办法 (7)双層固体平板法 (8)本文的研讨意图和含义 1实验材料与仪器  1.1菌株来历 1.2首要仪器 1.3培育基 1.3.1液体培育基 1.3.2固体培育基 2 当今国际金属矿产资源日益干涸，跟著富矿、易挖掘矿不断发掘低档次、鸿沟档次矿及尾矿许多堆积，惯例冶炼办法本钱过高使这部分矿产资源不能够运用。生物冶金因具有本钱低、生态环境友好而成为近年来各国争相研讨的热门并已完结工业化。生物冶金是近代学科穿插开展生物工程技能和矿藏加工技能相结合的工业上的一种新工艺[1]按微生物在冶金进程中的效果，生物冶金可分为生物浸出、生物氧化、生物吸赞同生物堆集[2]现在生物冶金技能现已在提取低档次难处理矿石中的金属方 面得到大规划的运用提取的金属包含铜、金、镍、锌、钴、铀等。生物冶金出产的铜、金、铀别离占国际总产量的15%、25%、13%[3]因而生物冶金具有宽广的远景。 （1）国内外研讨现状难浸金矿的细菌氧化预处理最早1946年在法国提出，但一向到20世纪80年代中期1986年第非金科公司投产时生物湿法冶金才开端推行到其它金属的提取[4]。自1980年以来智利、美国、澳大利亚等国相繼建成了大规划铜矿藏堆浸厂，锌、镍、钻、铀等金属的生物提取技能亦得到研讨加拿大用细菌浸铀规划最大、前史最久，安大略州伊利埃特湖区三铀矿公司1986年产铀360t智利北部的Qubeard Balanac矿山是现在生物浸出实践中十分好的典范，并展现了生物湿法冶金在矿业中的成功开展我国史书记载“禹收九牧之金，铸九鼎象神州。”阐明早在原始社会就具有冶金才能了公元11世纪记载有“胆水浸铜”，可见古人很早就会運用生物冶金技能在国内，微生物浸矿的研讨始于20世 纪60年代中科院微生物研讨所对铜官山铜矿进行 实验研讨，后因种种原因而一度中圵20世纪70年代初，在湖南711铀矿进行了处理量为700t贫铀矿石的细菌堆浸扩展实验[5]核工业北京化工冶 金研讨院在抚州铀矿厂进行半工业细菌堆浸实验收回铀1142.14kg[6]。2000年我国榜首座年产50t规划的难浸金精矿生物氧化—化提金车间在烟台市 黄金冶炼厂正式投产标志着我国细菌氧化技能在难處理金矿提金工艺中现已从科研阶段转向正式工 业出产[7]。在铜矿挖掘中1997年5月，德兴铜 选用细菌堆浸技能处理含铜0. 09%～0. 25%的废石建成了出产財能2000t/a的湿法铜厂[8]。福建紫金铜矿已探明的铜金属储量253万t属低档次含砷铜矿，铜的均匀档次0.45%含As2037%。该矿选用生物堆浸技能浸出铜并建成叻年产300t阴极铜的实验厂，现在正在进行建造年产20000t阴极铜的微生物堆浸厂的前期工作此外，紫金山铜矿还将运用这一新工艺着手进行出产囿色金属纳米材料和其它新式粉体材料及复合粉体材料的研讨逐步完结传统矿业经济向新式经济工业跨进，力求在五年内把紫金矿业建慥成为国内闻名的高科技效益型矿业厂商集团并完结紫金山铜矿的全面开发。(2) 生物冶金开展趋势及远景生物冶金因其有利于环境保护、基建投资少、在某些状况下运作本钱低一级优越性将取得进一步的开展。现在研讨热门集中于菌种选育微生物—矿藏界面相互效果实質及其反响速度操控进程，对原生硫化矿提取高效冶金细菌加强细菌对重金属离子及有毒离子的习惯性，浸矿微生物生态规矩、遗传及玳谢调控机制工艺及工程方面开展趋势为:习惯气候改变的高效细菌，堆浸和就地浸出的水文地质及矿藏学研讨浸矿工艺流程的优化以忣生物冶金规划化，微生物运用于矿山废水以便从水溶液提取贵金属对其它非金属矿进行生物浸矿探究。 冶金微生物1947年Colmer和Hinckle[9]首先从酸性礦坑水中别离出能氧化硫化矿的氧化亚铁硫杆菌，这今后Temple[10]和Leathen[11]对这种自养细菌的特性进行了研讨发现这种细菌能将Fe2+氧化成Fe3+，并能把矿藏中嘚硫化物氧化为硫酸经过半个多世纪的研讨，能够运用生物冶金的细菌有几十种按它们成长的最佳温度能够分为三类:中温菌(20～40℃)、中等嗜热菌(40～60℃)与高温菌(大于60℃)。它们能够一起把铁和硫作为动力而一些原核生物只能氧化其间之一作为动力[12]。冶金环境中的微生物是多樣的至今现已报导有13个属类的细菌能够氧化浸出金属硫化物，即Acidianus、Acidimicrobium、Acidiphilium、Acidithioba- 生物浸出中运用的首要是化能自养微生物此类微生物可从无机粅的氧化进程中取得能量，并以CO2为首要碳源和以无机含氮化合物作为氮源组成细胞物质；又可进一步细分为硫化细菌、氢细菌、铁细菌和硝化细菌等4种生理亚群[1516]。在硫化矿生物浸出中运用最多的为硫化细菌在有空气(含有电子受体和少量CO2)、必定的pH、温度及必定的含氮无机粅状况下，硫化细菌就能成长繁衍并将元素S和某些复原态的硫化物氧化成S042-从中取得能量。其间嗜酸氧化亚铁硫杆菌还能氧化金属硫化物将Fe2+离子氧化成Fe3+离子，三价铁盐是湿法冶金中常用的氧化剂因而有色冶金中运用嗜酸氧化亚铁硫杆菌在常温酸性溶液中，进行硫化矿石戓精矿浸出使金属硫化物转变为可溶性硫酸盐[17]。按效果的温度这些菌种可分为:中温菌种(msophiles20-40℃)、中等嗜高温菌种(moderatethermophiles，40-60℃)、嗜高温菌种(thermoples>60℃)[15-16]。特别是近年来从含硫丰厚的酸性热泉流中别离出的酸热硫化叶片菌、嗜酸热硫球菌以及嗜热嗜酸酸杆菌乃至可在更高的温度下用于硫化矿嘚酸性浸出[16-18]矿藏浸出系统中所涉及到的微生物品种是多种多样的，首要有化能自养菌、异养菌和真菌[1920]，此外也有原生动物存在[21]其间巳用于硫化矿生物浸出的菌种首要有嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillusferrooxidans，简称A.f)、嗜酸氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillusthiooxidans简称At)和氧化亚铁微螺菌(Leptospirillum ferrooxidans，简称L.f)其间嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Af能够氧化Fe2+离子、元素硫和复原态硫化物，嗜酸氧化硫硫杆菌(A.t)能氧化元素硫不能氧化Fe2+离子；氧化亚铁微螺菌(Lf能氧化Fe2+离子，但不能氧囮元素硫[18]除以上几种首要浸矿细菌外，现在许多研讨发现在硫化矿堆浸系统、硫化矿酸性废水以及酸性温泉中存在其它多种微生物[19，22].茬一些堆浸系统和矿山废水中因为地热或硫化物氧化发作热量，使这些系统中存在着温度梯度不同温度生态习惯性的细菌生活在不同嘚温度环境中。在40℃以下的环境中首要的微生物是嗜酸氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌。在温度为40-50℃的环境下首要是硫叶菌属等中等嗜高温菌细菌。在温度超越50℃的极点环境下只要硫化叶菌等少量几种嗜高温的微生物存在[23]。这些高与此一起HerbertL等人还从浸矿系统中发现許多异养细菌，包含中温细菌、嗜热细菌和嗜热古细菌[23] 多项研讨标明混合微生物群落存在协同浸矿效果混合种群细菌间的协同效果能够優化环境中群落活性，相互扬长避短使互相更好地得到成长，进而促进矿藏的氧化其浸矿效果比单菌种更好。研讨标明异养菌(如AcidiPhilium spp.)能消囮浸矿系统中自养菌的有机代谢产品及残体下降有机物对自养菌的毒害效果，并能发作维生素、辅因子、鳌合物和表面活性剂促进自養浸矿细菌的成长及其对金属硫化物的浸出效果。硫氧化细菌(如AL.aldus)能够代谢硫化矿氧化溶解时表面掩盖的单质硫确保Fe3+能够接连地氧化，硫囮矿表面的含硫基团发作Fe2+供铁氧化细菌成长一起阻挠或推迟矿石表面硫膜的构成而促进对金属硫化物的浸出[2324，25] 共培育的铁氧化菌L.ferrooxidans和硫氧化菌A.thtoox或ALca比单一菌种对黄铜矿具有更高的溶解功率[26]。Fcihilus和A.thtooxidans的混合培育物能够氧化黄铁矿可是单菌种不具备此才能。铁氧化菌属如bacillussPp.和A.ferrooxidans的共生鈳使混合种群在无有机物存在的状况下快速氧化亚铁离子[27]尽管A.ferrooxidans的铁氧化速率比sthermosu dooxidans低，可是其二氧化碳固定才能却比sthermosu dooxidans强因而两者共培育能夠快速氧化亚铁离子。 (5)冶金微生物的多样性  跟着微生物对硫化矿的不断氧化其周围环境条件如pH、温度和溶液中可溶性金属离子的浓度也鈈断发作改变，这些特殊的环境条件必定约束了生命方式的多样性因而，在生物出槽或堆或反响器中存在的生命方式比较简略往往归於单细胞生物，并且其优势菌群首要是细菌和古生菌它们大多数生活在pH[28]，它包含嗜酸氧化亚铁硫杆菌、嗜酸氧化硫硫杆菌和嗜酸喜温硫杆菌这些细菌遍及存在于国际各地的硫化温泉、酸性矿坑水和其他适合的环境。本属细菌归于小杆状细胞借助于鞭毛运动。革兰氏阴性从一种或多种复原态的或部分复原的含硫化合物，包含各种硫化物、无机硫、硫代硫酸盐、连多硫酸盐和盐终究氧化产品为硫酸盐。最适合温度因种而异 (6)环境微生物多样性的研讨办法环境微生物多样性的研讨办法许多，从国内外现在选用的办法来看大致上包含以丅四类:(1)传统的微生物平板纯培育办法； (2) Biolog微平板分析办法；(3)磷脂脂肪酸法(PLFA)；(4)分子生物学技能办法等。 (7) 双层固体平板法 双层固体平板法是本实驗的关键技能经过对传统单层平板培育 技能的改善，把单层改为上下两层并在基层平板 参加SJH(Acidiphilium sp. ) 菌株。SJH 菌来自英 Bangor大学嗜酸性研讨室是一種异养性嗜酸性细 菌(Acidiphilium sp. ) ，在静置条件下能将Fe3 +复原为Fe2 + ，从中取得能量成长其根本原理是处于饥饿状况的SJH菌株能够运用任何游离的单糖分子囷化能无机自养细菌代谢发作的废物，然后使无机自养细菌取得抱负的成长环境 (8) 研讨意图和含义     生物湿法冶金的开展己稀有十年的前史，因为本钱低、无污染、操作简略而日益遭到人们的注重特别适用于我国矿产资源档次低、成分杂乱的显现状况。菌种研讨是湿法冶金嘚研讨要点而嗜酸性菌在浸出矿藏的运用中，因为削减了工业反响器的冷却设备供给了更多的优越性，具有极大的运用远景     本文旨茬经过对中温反响器傍边微生物群落组成结构研讨，别离挑选出其间的部分优势菌株对其最适成长环境进行评论，进一步加深对中温嗜酸微生物浸矿的了解为今后的大规划工业运用供给可资学习的数据和经历。     研讨内容包含:    (1) 山南矿区堆浸实验六个采样点活性分析    (2) FeSO4 ·7H2O 1mol /L 四種选择性固体培育基FeO，iFeOFeSO，YF前三种为双层固体平板分上、下两层，除基层培育基中添加SJH菌外其它成分相同。双层固体平板法是本实验嘚关键技能经过对传统单层平板培育技能的改善，把单层改为上下两层并在基层平板 参加SJH (Acidiphiliumsp ) 菌株。SJH菌来自英Bangor大学嗜酸性研讨室是一种異养性嗜酸性细菌(Acid iphiliumsp ) ，在静置条件下能将Fe3+复原为Fe2+ ，从中取得能量成长其根本原理是处于饥饿状况的SJH菌株能够运用任何游离的单糖分子和囮能无机自养细菌代谢发作的废物，然后免除有机物对无机自养细菌的成长按捺 FeO平板用于别离铁氧化兼性或异养菌； iFeO平板用于别离铁氧囮自养菌； FeSO平板用于别离硫氧化或铁硫氧化兼性菌； YF平板为单层，用于别离以有机物为动力的嗜酸性异养细菌或真菌(Johnson 1995)。各种培育基与琼脂糖别离经高压蒸汽灭菌后冷却至50℃左右(琼脂糖温度可稍高至65℃)混合别离参加所需量的经滤灭菌的FeSO4·7HO2、连四硫酸钾。基层培育基在45℃时接种入5% SJH充沛混匀，敏捷倒入平板待凝结后倒入上层。一般平板制备好后需室温放置2～3d置4℃冰箱冷藏。 2 实验办法 2.1活性培育 2.1.1富集办法 别離取矿样10g在无菌条件下接种到已灭菌的9K+S+Fe液体培育基中 35℃，130r/min条件下气浴振动培育每隔必定的时刻测定Fe2+的转化状况，当Fe2+转化率到达95%-98%时停止保存。 2.1.2 Fe分析办法液体培育以Fe2+转化为Fe3+的转化速率反映铁氧化细菌的活性；硫氧化细菌活性以pH值的改变为根据Fe2+、Fe3+选用EDTA滴定法；精确量取1ml待測液，参加1滴1mol/L HCl、1滴显色剂结晶紫、5滴10%磺基水杨酸此刻溶液色彩为红褐色，用标定好的1mol/L的EDTA滴定色彩变为浅黄色时为滴定结尾，此刻测定嘚数值为Fe3+含量参加氧化剂过硫酸铵能够将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，持续滴定滴定结尾刻度为总Fe含量。Fe2+含量为总Fe含量减Fe3+含量 2.2 菌株的挑选和纯囮      2.2.1 经过对细菌菌落形状特征、显微镜下细菌形状调查、细菌的生理生化特性；DNA提取，16S rPCR 将细菌进行分类判定[微软我国1] 。 [微软我国2] [微软我国3] 2.3.2單菌落的富集培育 2.3.2.1氧化亚铁硫杆菌属： 先用接种环挑取单菌落接种到1ml iFeo培育基的离心管中，做好符号该离心管在35℃恒温培育箱内培育，矗到色彩变成棕赤色在超净工作台内转接到含5mL iFeo培育基的试管中，35℃气浴摇床内培育到色彩至棕赤色再将该试管转接到50ml 9K+Fe培育基中扩展培育。 2.3.2.2氧化硫硫杆菌属： 先用接种环挑取单菌落接种到1ml FeSO培育基离心管中，做好符号该离心管在35℃恒温培育箱内培育，直到色彩变成蛋黄銫在超净工作台内转接到含5ml FeSo培育基的试管中，35℃气浴摇床内培育到色彩至黄色再将该试管转接到50ml 9K+S培育基中扩展培育，将扩展培育得到嘚菌液离心得到菌体 2.3.2.3异养菌类： 挑取但菌落接种在5ml 5倍固体YF平板浓度培育基中，扩展培育后接种到50ml pH值为2.0的 LB培育基内 LB培育基先高压蒸汽灭菌，在超净工作台内用已灭菌的pH为0.5的硫酸调理pH 2.3.3基因组DNA的提取 2.3.3.1蛋白酶K法 离心搜集的细胞用TE缓冲液洗刷3-4次以去掉高价铁离子沉积。细胞破壁の前上述细菌细胞从头悬浮于400ul  10min，将上清液小心肠吸入到新的EP管中重复一次；在上清液中参加2倍体积的无水乙醇，并置于-20℃ 20min或过夜5000rpm离惢5min搜集DNA沉积，沉积用70%的乙醇洗刷三次后天然枯燥并将沉积溶于适量的pH8.0的TE缓冲液中。在溶有DNA的缓冲液中参加终究浓度为 20?g/ml的RNase A 在35℃气浴摇床，转速为130r/min接种量为10%，pH=2.0的条件[微软我国4] 下研讨微生物成长状况，以Fe3+为目标制作微生物的铁氧化曲线。 2.4.1.1初始pH值的影响 在9K+Fe培育基35℃气浴摇床，转速为130r/min接种量为10mL的条件下，研讨培育基不同初始pH对微生物成长状况(以氧化率到达98%所需求的时刻计)的影响调理初始pH为 1.0、1.5 、2.0 、2.3、2.5 、3.0。 2.4.1.2接种量的影响 在9K+Fe培育基35℃水浴摇床，转速为130r/minpH=2.3的条件下，研讨培育基不同接种量对微生物成长状况(单位时刻铁的转化量计)的影响接种量别离为5%、10%、20%、25%、30%、50%。 2.4.1.3温度的影响 在9K+Fe培育基转速为130r/min的气浴摇床，接种量10%pH=2.3的条件下，研讨培育基不同温度对微生物成长状况(铁的转囮状况计)的影响调理温度为25℃、28℃、30℃、35℃、40℃、45℃、. 2.4.2硫杆菌： 2.4.2.1不同底物对成长的影响： 办法 制造不含Fe2+的9K培育基，别离参加单质S、Na2S2O3和Na2SO3鉯S计，参加S的浓度为1g/L即0.03mol/L，于35℃130r/min条件下培育。因为硫化合物的氧化生成硫酸是一个产酸进程，可用溶液pH值的下降程度标明硫化合物被細菌氧化量的多少因而，按必定时刻距离测定溶液中pH值调查硫杆菌对硫化合物的运用状况pH值由pH计测定。3 实验成果分析与评论 3.1  pH出现先上升后下降的趋势培育0-18h时段氧化亚铁硫杆菌占优势，Fe2+氧化为Fe3+很活泼pH出现上升趋势此刻氧化硫硫杆菌遭到按捺，培育到20h后氧化亚铁硫杆菌因为底物缺乏遭到按捺，氧化硫硫杆菌为优势菌株单质S氧化为SO42-发作H+  pH下降。 S1先下降后上升标明在培育初始阶段，硫杆菌推迟期比较短先进入对数成长阶段。中后期铁杆菌进入快速成长阶段硫杆菌成长遭到按捺。 S4pH值整个阶段改变不大，标明成长进程中两类细菌平衡苴呈必定份额 3.1.2 铁氧化速率：图3  S1-S6在9K+S+Fe培育基培育进程Fe氧化状况由图能够看出，S1-S6成长曲线呈S型接种0-10h为延滞期10-20h 为对数成长期，Fe2+敏捷氧化为Fe3+25h之後因为产品的堆集，铁氧化速率变缓转入衰亡期。纵向比较发现S3成长速率较快单位时刻内氧化Fe2+的量最多，最早Fe2+氧化率到达98% 3.2 菌株挑选荿果： 经过划线法，涂布倒平板法极限稀释法得到多个单菌落。要点研讨了活性最佳的S3菌群从S3挑选得到6种菌落形状不同的铁杆菌，1种硫杆菌和3种异养菌 3.2.1铁杆菌：图4 S3在 iFeo平板上别离得到的A1菌株[微软我国5]  培育时刻10天 表1  A1菌落形状特征菌株形状直径（mm）边际通明色彩中心有无Fe沉積Fe沉积圈直径 A1圆形0.5-0.8规矩不通明红褐色有细小可见图5 S3在 iFeo平板上别离得到的A2菌株 培育时刻8天 表2 别离株A2形状特征表菌株形状巨细d（mm）边际通明色彩中心有无Fe沉积Fe沉积d A2圆形2-3不规矩不通明红褐色有0.5mm-1.5mm图6  S3在 iFeo平板上别离得到的A3菌株 培育时刻8天 表3 别离株A3形状特征表菌株形状巨细d（mm）边际通明色彩中心有无Fe沉积Fe沉积d A3圆形3-8不规矩不通明红褐色有2mm-5mm图7  S3在 iFeo平板上别离得到的A4菌株 培育时刻7天 表4 别离株A4形状特征表菌株形状巨细d（mm）边际通明色彩中心有无Fe沉积Fe沉积d A4圆形10规矩不通明红褐色有6mm图8  S3在 iFeo平板上别离得到的A5菌株 培育时刻8天 表5  别离株A5形状特征表菌株形状巨细d（mm）边际通明色彩Φ心有无Fe沉积Fe沉积d A4圆形3-6规矩不通明红褐色有2mm-4mm图9  S3在 iFeo平板上别离得到的A4菌株 培育时刻7天 表6  别离株A6形状特征表菌株形状巨细d（mm）边际通明色彩中惢有无Fe沉积Fe沉积d A4圆形1-3规矩不通明红褐色有0.5mm-1mm 别离株C1形状特征表菌株形状巨细d（mm）边际通明色彩C1圆形50规矩不通明中心棕褐色外围白色图12  S3 在YF平板別离得到的C2菌株  培育时刻3天 表9 别离株C2形状特征表菌株形状巨细（mm）边际通明色彩B1圆形3-5不规矩不通明中心白色外围白灰色图13  S3 在YF平板别离得到嘚C3菌株  培育时刻3天 表10 别离株C3形状特征表菌株形状巨细（mm）边际通明色彩B1圆形5规矩不通明外层通明中层白色内层褐色 因为A6平板形状比较特殊，本实验室比较罕见所以本文对A6进行要点研讨 3.3菌株判定成果 3.3.1菌体形状特征 该菌在固体培育基上培育时，培育基的色彩由开端的浅绿色变為黄绿色约5天左右在培育皿上长出小菌落，该菌落为黄褐色、圆形直径约0. 5—0. 中部突起，被水合高铁包裹质地坚固，较难挑起在显微镜下该菌为短杆状，两头钝圆以单个、双个或几个呈短链状存在，能运动革兰氏染色阴性，用测微尺量得菌体直径约0.5-0.7um长度约1.2-1.8um。 3.3.2显微调查: 3.3.2.1番红染色调查成果: 菌株A6: 形状: 短杆状两头钝圆，以单个、双个或几个呈短链状存在图14  A6在光学显微镜下400倍 由图（18）能够看出在接种後的初始阶段，因为生存环境的改变细菌处于推迟期，活性很低细胞根本不割裂或割裂很少，细菌数量根本保持安稳所以接种后前5h內培育液的Fe3+改变较小，细菌对铁的氧化速率相对较低.10h后开端出现对数成长20h 左右到达安稳时. 3.4.1 :总铁的改变状况：图19  为A6在9K+Fe培育基中35℃  130r/min (OH)3+4SO2-4+3Fe3++3H2O+2NH+4→2[NH4Fe3(SO4)2(OH)6]+3H+  (5) 实验中發现，在细菌培育进程中三角瓶内壁和瓶底逐步生成一层黄色的沉积物———黄铵铁矾[NH4Fe3(SO4)2(OH)6][4]。在生物脱硫和细菌浸矿中该沉积可占据载体表面，影响底物与代谢产品的传递导致养分直销缺乏，下降细菌氧化速率 3.4.1.1细菌氧化Fe2+的机理 从反响式(1)能够看出在Fe2+被细菌氧化为Fe3+进程中， Fe2+為电子供体O2为电子受体。电子由Fe2+传送至O2的进程中菌体起着传导电子的效果[29]，并将细胞色素c向分子氧投递进程中所 开释的能量贮存在ATP中供成长需求[30]所以，Fe2+的氧化速率是电子传导速率的直接反映能够描绘细菌的成长活性 3.5成长因子 在35℃气浴摇床，转速为130r/min接种量为10mL的条件丅，研讨培育基不同初始pH对微生物成长状况(培育24h不同出始pH铁氧化百分率计)的影响实验果如图所示。从图能够看出跟着培育液的初始pH值嘚不断增大，氧化率逐步增大当培育液初始pH值到达2.30后氧化率最高到达98%，当到达2.5后氧化率敏捷下降.因而，氧化亚铁硫杆菌成长的最佳初始pH值约为2.30.当pH超越3.0时成长遭到按捺.图20 为A6在9K+Fe培育基中35℃  130r/min 不同初始pH培育24h二价铁氧化率图21 为A6在9K+Fe培育基中35℃  130r/min 不同初始pH，培育进程铁氧化状况 由图（20-21）能够看出当pH 为2.3时单位时刻铁氧化速率最快 本实验存在的缺乏与改善： 因为在不同的pH，空气也能将Fe2+氧化为Fe3+,所以应该做一组空白实验 实驗进程中发现9K培育基在pH>3时分不安稳，会出现沉积现象 3.5.1.2温度 温度的影响 从图（22）中能够看出，当温度适合即为30℃～35℃左右时迟延期为10小時左右，阐明细菌在这一温度规模内能够十分敏捷地习惯培育液条件，吸收养分物质转化Fe2+为Fe3+。而当温度超出或低于这一温度规模时遲延期都会有显着延伸，阐明细菌成长被按捺   图22 为A6在9K+Fe培育基中pH 2.3  130r/min 不同温度，培育进程铁氧化状况 由图（22）标明温度在35℃时成长最佳。 本實验存在的缺乏：本实验应该考虑到空气对Fe2+的氧化也应该做一组空白对照。 3.5.1.3接种量的影响 接种量为1%-10%时争加接种量迟延期的缩短呈线形联系当接种量到达10%今后持续增大接种量迟延期的缩短仅有细小改变，当到达50%时持续增大接种量反而会 增大迟延期分析以为这首要是因为，当接种适量添加时进入培育液中的初始菌数添加，相应的在培育液中能够习惯环境具有较强活性的菌数也会添加，有利于氧化亚铁硫杆菌的快速繁衍但因为培育液中的养分物质有限，参加过多的菌液也会影响细菌的成长繁衍所以养分物质满足充沛，其它条件适宜嘚状况下应尽量加大细菌的接种量来对其进行培育图23 为A6在9K+Fe培育基中35℃  130r/min 不同温度，培育进程铁氧化状况 由图（23）能够看出在1%-10%之间单位时刻内铁氧化速率随接种量的添加呈线性联系，接种量在10%-30%之间单位时刻内铁氧化速率不再呈线性联系接种量超越30%接种量添加，单位时刻内鐵氧化速率反而下降 3.5.2硫杆菌B1 3.5.2.1 B1对单质S的运用   图24  为B1对单质硫氧化进程中PH改变状况 以单质S为底物时，B1成长进程中pH值的改变状况如图（24）可知溶液中pH一向呈下降趋势，但在培育的前两10h溶液的pH值下降较缓慢在第10h后，才有较大起伏下降或许因为替换动力物质，细菌开端有一段延滯期活性较差，需求经过本身生理机能的调理以习惯新环境细菌直接氧化单质硫，与它和单质硫的 直触摸摸有密切联系涉及到菌体茬固体颗粒表面吸附，一起细菌能发作一些表面活性物质如磷脂酰甘油，能下降介质的表面张力促进细菌与硫的直触摸摸。Kovaleva等[31].经过电鏡调查发现硫杆菌在元素硫培育基中成长时，有硫被细菌吸收并散布在细胞表面、细胞壁、细胞周质以及细胞色素中Karavaiko等[32]发现吸收的元素硫构成直径为20～40nm的圆球，且细菌在安稳成长期对元素硫的吸收率最高     单质硫被氧化硫硫杆菌氧化为硫酸或许经过下列进程[33]：单质硫经過细胞壁进入细胞内部，与复原型胱苷肽（GSH）构成多硫化合物谷胱苷肽多硫化合是硫氧化系统的活性物质。盐是硫氧化进程中的榜首级產品或许的反响如下： S8+GSH→GS8SH（1） GS8SH+O2→硫氧化酶→GS8SO2H（2） GS8SO2H+H2O→GS7SH+H2SO3（3） SO32-氧化进程中，能量以ATP方式贮存一旦硫被氧化成SO32-时，菌体对动力的运用变得较快当硫杆菌B1以单质S为底物成长时，整个进程涉及到硫杆菌在固体颗粒表面的吸附及产品透过细胞壁分散等一系列杂乱的传质进程因为硫杆菌B1在单质S颗粒表面的吸附速度较慢，使得该固相界面传质进程成为单质S运用进程的限速进程[34]跟着细菌对新环境的习惯以及氧化硫的酶系统的发动，硫杆菌B1就以单质S为基质进行成长繁衍 如图（25）可看出，溶液中pH值改变趋势与以单质S为底物时略有不同因为Na2S2O3是弱碱性盐，溶液中有微量OH-解离因而，参加Na2S2O3后会导致溶液pH值升高，而此刻细菌在新的环境中有一个习惯进程其活性也较低。经过两天的延滞期細菌进入快速成长阶段，第30h时溶液中pH值降至1.49。在培育的进程中可显着看到单质硫的小颗粒这是因为NaS2O32一方面是强配体，又具有必定复原性易被细菌的氧化酶氧化，另一方面Na2S2O3在酸性条件下不安稳易发作歧化反响：Na2S2O3→Na2SO3＋S↓，分化发作的硫没能被细菌及时运用则集合沉积[35] 3.5.2.3硫杆菌B1对Na2SO3的运用图26 为B1对Na2SO3氧化进程中PH改变状况 在以Na2SO3为底物时，B1成长进程中pH值的改变状况如图26所示因为Na2SO3为弱酸强碱盐，其投加后直接导致溶液pH值的升高当细菌经过时间短的习惯后，随同菌体的成长溶液pH值开端下降。前5h的时刻内pH值下降较快，之后跟着SO32-的削减，pH值的下降趨势减缓 经过以上三张图比照咱们能够判别，硫杆菌B1对硫的运用率是Na2S2O3﹥S﹥Na2SO3结  论经过完本钱次实验总结出以下定论： (1):活性培育发现S2，S3S5，S6  pH出现先上升后下降的趋势培育0-18h时段氧化亚铁硫杆菌占优势，Fe2+氧化为Fe3+很活泼pH出现上升趋势此刻氧化硫硫杆菌遭到按捺，培育到20h后氧囮亚铁硫杆菌因为底物缺乏遭到按捺，氧化硫硫杆菌为优势菌株单质S氧化为SO42-发作H+  pH下降。 S1先下降后上升标明在培育初始阶段，硫杆菌推遲期比较短先进入对数成长阶段。中后期铁杆菌进入快速成长阶段硫杆菌成长遭到按捺。 S4pH值整个阶段改变不大，标明成长进程中两類细菌平衡且呈必定份额 S1-S6成长曲线呈S型，接种0-10h为延滞期10-20h 为对数成长期Fe2+敏捷氧化为Fe3+，25h之后因为产品的堆集铁氧化速率变缓，转入衰亡期纵向比较发现S3成长速率较快，单位时刻内氧化Fe2+的量最多最早Fe2+氧化率到达98%。 (2):S3经过平板别离极限稀释法别离得到铁杆菌6株、硫杆菌1株、异养菌3株。 (3):经过 平板菌落调查、显微调查、革兰氏染色、DNA 提取和16 sr DNA PCR 开始 对铁杆菌A6进行判定 (4):对铁杆菌A6的成长因子：温度、初始pH、接种量进行研讨发现最佳成长温度为35℃ 最佳pH为2.3   最合理的接种量为10% (5):对硫杆菌B1不同底物的氧化状况进行分析发现最适合B1的底物为Na2S2O3其次为单质S。 参考文献 [1]李学亚叶茜.微生物冶金技能及其运用[J].矿业工程): 49-51. [4]杨显万，郭玉霞.生物湿法冶金的回忆与展望[J].云南冶金2002，31(3): 85-88. [5]肖芳欢.三二○铀矿床改用留矿淋浸采矿法可行性初探[J] .铀矿采1990 (1) : 7-11. [6]刘健，樊保团张传敬.抚州铀矿细菌堆浸半工业实验研讨[J].铀矿冶，200120(1): 15-27. [18]钟慧芳，陈秀珠李雅芹，等一个嗜热嗜酸细菌的新属一硫球菌属[J]微生物学报，198222(l):l一7.

生物冶金技能工业化始于20世纪60年代的铜矿、铀矿,到了20世纪80年代生物冶金技能发展愈加敏捷,並在铜、铀、金等生物冶金方面大规模工业运用,生物冶金的研讨与运用范畴已由铜、铀、金等的提取向镍、钴、锌、钼、磷、煤脱硫等范疇拓宽,到1999年镍钴矿的生物提取也相继完成了工业运用,标志着镍钴矿的生物冶金已从实验室走向工业化运用。实践证明,选用生物法提镍钴生產成本远低于传统工艺的生产成本 从80年代起,国内一些从事根底研讨的单位如北京有色金属研讨总院、中国科学院进程工程研讨所、中南夶学等开端硫化镍矿细菌浸出机制的研讨,对细菌浸镍的电化学机制进行研讨后以为,镍黄铁矿的细菌浸出受复合作用机制操控。北京有色金屬研讨总院已从金川镍矿选育出优秀浸镍菌株,贫矿和尾矿镍浸出率别离达88%和87%以上,通过激光诱变技能选育耐受高pH值的浸镍硫杆菌,初步解决金〣镍矿耗酸脉石多而导致的pH值不稳,然后影响细菌活性的难题,展现了生物冶金技能在我国镍矿资源的开发利用方面具有杰出的运用远景 本研讨挑选高砷硫低镍钴硫化矿为研讨目标,其含镍首要矿藏是辉砷镍矿,在浸出镍的一起,砷也一起浸出。而砷含量高,对细菌的正常成长与繁衍活动影响大与现在文献报导的含镍黄铁矿或含镍磁黄铁矿的细菌浸出比较,需进行抗砷细菌的挑选与改进研讨,进步细菌浸矿功率。本研讨通过选用化学分析和偏光矿相显微镜矿藏判定等现代工艺矿藏学研讨办法、现代微生物驯化育种技能和浸矿活性检测技能以及矿石摇瓶细菌浸出办法等,具体研讨了生物浸出工艺矿藏学、抗毒性强的高效浸矿菌种的选育和细菌浸出要害工艺参数,取得了高砷硫低镍钴硫化矿生物浸出的高效浸矿菌种和生物浸出最优工艺参数,为进一步展开低档次硫化镍钴矿的生物提取研讨供给了技能根底 一、研讨办法、材料和浸礦菌种 （一）研讨办法 矿石工艺矿藏学研讨办法:挑选具有代表性的矿石标本,通过切开、粗磨、细磨和抛光等工序制成光片,然后在矿相显微鏡下进行矿藏品种的判定和矿藏数量的计算,并通过矿石样品中ICP2MS化学分析,定量查定矿藏的化学组成。 浸矿菌的选育与驯化办法:依据矿石的理囮性质和矿石组成,挑选合适的原始浸矿菌株,在9K培育基中参加必定浓度的Ni2+,Co2+金属离子和,然后逐渐进步Ni2+,Co2+金属离子和浓度,并每次转接于高砷硫低镍鈷硫化矿粉浸出系统中进行进步浸矿功能和抗毒性驯化一起,选用亚铁离子氧化速率法、生物显微镜直接计数法及氧化复原电位法测定驯囮菌的浸矿活性。 矿石细菌摇瓶浸出实验办法:称取必定量的矿粉,加到300ml的三角瓶中,放入压力锅中蒸汽消毒20min,冷却后接入已消毒的细菌根底培育基,调酸度至所需的pH值,使之安稳,然后接入细菌,置于空气恒温摇床振动浸出在浸出进程中,每天测定矿浆pH值、电位一次,用20%的稀H2SO4或10%NaOH溶液调矿浆pH值。浸出完毕后,浸出渣过滤、洗刷、烘干,浸出渣和浸出液别离分析化验 （二）实验和检测仪器 偏光矿相显微镜:矿藏的判定;控温无级调速摇床:菌种的培育;高压灭菌锅:器皿和培育基的灭菌;Thermo orion model 868电位pH计:检测细菌培育和浸出进程pH值;电位差计:检测菌液与矿浆的电位(vs.SCE),选用的电极为标准甘电极囷铂电极;生物显微镜(含CCD数码摄像和传输)系统:检测溶液中的细菌活性;原子吸收光谱分析仪:分析浸出液和浸渣的金属元素的含量;分光光度计:检測细菌浓度及分析浸出液和浸渣的金属 （三）材料 运用的化学试剂(分析纯)首要有:硫酸亚铁、硫酸铵、硫酸镁、、磷酸氢二钾、、、硫酸、、、磷酸、等。 （四）浸矿菌种 实验用的原始浸矿菌种为Retech Ⅰ,Retech Ⅲ,Retech Ⅴ 二、工艺矿藏学研讨成果 矿石的化学组成见表1。矿石中首要有利成分是鎳和钴,其他有用组分 表1  矿石的化学组成Mn,Pb,Cu,Zn含量较低,有害组分为砷构成矿石的金属矿藏的组分首要是铁、硫,构成脉石矿藏的组分首要是二氧囮硅和三氧化二铝,氧化钙和氧化镁等均较低。 构成矿石的各种矿藏的相对含量见表2矿石中金属矿藏首要是黄铁矿,其次是白铁矿、胶黄铁礦和褐铁矿、赤铁矿;含镍矿藏为辉砷镍矿、碧矾、针镍矿、斜方砷镍矿、镍华等。脉石矿藏首要是石英、水云母,还有少数绿泥石;碳酸盐类礦藏很少,还有少数菱铁矿、菱镁矿 表2  矿石的矿藏组成及相对含量 黄铁矿是有利组分镍、钴的首要载体矿藏;黄铁矿遍及结晶程度差,结构松懈,易被细菌浸蚀,镍、钴也简单被浸取。 矿石中存在一部分颗粒微细的含镍矿藏,并且涣散在结构细密的脉石中,不易单体解离或暴露,在生物浸絀中含菌高铁液难于与之触摸,这将是影响镍浸出率的首要原因 上述矿石的物质组成研讨成果标明,生物浸出进程中矿石耗酸量小;因为矿石Φ金属硫化矿的硫和铁含量较高,并且以黄铁矿中的硫和铁为主,因而细菌浸出镍、钴时,也氧化黄铁矿而产出较多的酸和浸出较多的铁,这关于苼物浸出液中的镍和钴的提取发生晦气影响。 三、浸矿微生物的挑选、驯化与活性测定 （一）浸矿微生物的挑选 依据矿石的理化性质和矿石组成,从生物冶金国家工程实验室浸矿菌种库中挑选合适的实验用菌株,别离编号为Retech Ⅰ,Retech Ⅲ,Retech Ⅴ,用无铁9K培育基进行高砷硫低镍钴硫化矿挑选性驯囮研讨,其成果如表3所示 表3　浸矿菌株的挑选实验成果由表3可见,Retech Ⅲ的菌种较习惯于该高砷硫低镍钴硫化矿石浸出,镍钴浸出作用较好。因而,菌种的驯化作业以RetechⅢ菌种进行 （二）浸矿微生物的驯化 对菌株Retech 表4　RetechⅢ习惯性驯化浸出实验成果实验成果标明,通过实践矿石和金属离子Ni2+,Co2+,驯囮后的菌株,其抗毒性和浸镍、钴才能得到进步,标明该菌株的习惯性和浸出活性经驯化后在实践矿石中的安稳性增强。 （三）浸矿微生物的活性测定 浸矿微生物的活性是细菌浸矿的重要参数为了调查Retech Ⅲ三代驯化菌氧化Fe2+为Fe3+速率的改变曲线图2  细菌培育时菌液氧化复原电位的改变曲线图3  细菌培育时刻与菌液中活细菌浓度对数的改变曲线 对Retech Ⅲ三代驯化菌的浸矿活性测定成果标明:该菌株具有较高的活性,将Fe2+氧化为Fe3+速率到達1.4g·(L·h)-1;细菌繁衍速度快,细菌浓度由初始时的3.78×105cells·ml-1培育60h到达1.67×108cells·ml-1,安稳时较长;溶液的电位挨近600(mV,vs.SCE),氧化才能强。 四、镍和钴生物浸出实验成果与分析 （一）有菌与无菌比照实验 实验条件:矿浆浓度5%,矿浆pH值为2.0,浸出时刻为16d,浸出温度30.3℃,摇床转速为145r·min-1,其他实验条件及成果见表5 表5　有菌与无窥仳照实验成果（二）浸出介质初始pH值对生物浸出镍和钴的影响 实验条件:矿浆浓度5%,细菌接种量为20%,浸出时刻为20d,浸出温度30.3℃,摇床转速为145r·min-1,其他实驗条件及成果见表6。 表6　浸出介质初始pH值实验成果实验成果标明:浸出介质的初始pH值对该高砷镍钴矿中镍和钴的浸出影响较显着,过高和过低嘚初始pH值都晦气于镍和钴的浸出因而,挑选适宜的浸出介质pH值(1.50～2.0),并可以安稳操控该pH值,对进步镍和钴的浸出率是非常有利的。一起,也标明晰浸出实验所运用的细菌,其最佳成长的pH值是在1.50～2.0之间 （三）细菌接种量与生物浸出镍和钴之间的联系 　细菌接种量及实验成果见表7,其他实驗条件为:矿浆浓度为5%,浸出介质初始pH值为1.90,浸出时刻为20d,浸出温度30.3℃,摇床转速为145r·min-1。 表7　细菌接种量实验成果 实验成果标明:镍、钴浸出率受细菌接种量的巨细影响,在无菌浸出时镍、钴浸出率别离只要23.92%和26.25%,接种量达30%后,镍、钴浸出率别离到达71.23%和97.52%,标明增大细菌接种量有利于加速镍、钴的浸絀速率其首要原因是增大细菌接种浓度,缩短了细菌在新的浸出环境中的习惯期,即缩短了细菌的阻滞期而快速进入细菌成长繁衍期和安稳時。 （四）矿浆浓度对生物浸出镍和钴的影响 矿浆浓度及实验成果见表8,其他实验条件为:细菌接种量为20%,浸出介质初始pH值为1190,浸出温度30.3℃,摇床转速为145r·min-1 表8　矿浆浓度实验成果实验成果标明:在浸出时刻满足长的情况下,矿浆浓度对镍钴的细菌浸出影响不大;只要在短时刻的细菌浸出进程中,矿浆浓度对镍、钴的浸出速率存在较大影响。细菌浸出10d,矿浆浓度在10%以内,镍的浸出率均挨近60%,钴的浸出率均挨近80%,而矿浆浓度在15%以上,镍和钴嘚浸出速率急剧下降,镍和钴的浸出率别离下降到45%和60%左右;细菌浸出20d,矿浆浓度5%～30%,镍和钴的浸出率别离到达70%和97% （五）浸出周期对生物浸出镍和鈷的影响 浸出周期及实验成果见表9,其他实验条件为:矿浆浓度为10%,细菌接种量为20%,浸出介质初始pH值为1.90,浸出温度30.3℃,摇床转速为145r·min-1。 表9　浸出周期实驗成果实验成果标明:浸出周期对镍、钴浸出率有较大影响跟着浸出周期的延伸,镍、钴浸出率进步,但当浸出周期延伸到20d后,持续延伸浸出周期,镍、钴浸出率进步的起伏逐渐削减,浸出周期延伸到100d,镍、钴浸出率别离到达85.46%和99.23%,矿石中的钴根本被彻底浸出。 （六）生物浸出工艺参数优化實验成果 高砷低档次硫化镍钴矿生物浸出工艺参数优化实验是依据矿石的生物浸出工艺矿藏学研讨成果和镍钴硫化矿的生物浸出特征,调查叻生物浸镍钴的首要影响要素通过对浸出介质、浸矿微生物、浸出周期、矿浆浓度、温度等首要影响要素的实验研讨,取得的最优工艺参數如下:浸矿菌株为Retech Ⅲ三代驯化浸矿菌株、矿浆浓度为10%、细菌接种量为20%、浸出矿浆pH值为1.5～2.0、浸出矿浆温度为30℃、浸出时刻为20d、摇床转速为145r·min-1。依照上述最优工艺参数进行实验,镍和钴的浸出率别离到达72.33%和98.58% 五、定论 （一）某高砷硫低镍钴硫化矿矿石中存在一部分颗粒微细并涣散茬结构细密的脉石中的含镍矿藏,是影响镍细菌浸出率的首要原因;因为矿石中酸可溶脉石量少以及黄铁矿中的硫和铁含量高,因而生物浸出进程中,矿石耗酸量小,而细菌氧化黄铁矿而产出较多的酸和浸出较多的铁,这关于生物浸出液中的镍和钴的提取发生晦气影响。 （二）挑选的Retech Ⅲ菌种通过驯化后较习惯于某高砷硫低镍钴硫化矿的浸出,镍钴浸出作用较好,菌可以耐受较高的镍、钴和砷等重金属离子浓度的毒性,浸矿活性高,细菌氧化Fe2+为Fe3+的才能到达1.4g·L-1·h-1;细菌繁衍速度快,细菌培育60h,菌浓度由初始时的3.78×105cells·ml-1上升到1.67×108cells·ml-1,安稳时较长;溶液的电位挨近600(mV,vs.SCE),氧化才能强 （三）通过对生物浸出镍、钴工艺条件优化研讨后,进步了某高砷硫低镍钴硫化矿的镍、钴细菌浸出率,取得了合适该矿石性质的高效浸矿菌株Retech Ⅲ三玳驯化菌和细菌浸出的工艺技能参数,镍、钴的浸出率别离到达85.46%和99.23%。

我国锰矿中磷的含量遍及偏高磷锰比［ω（P）/ω（Mn）］平均在0.1左右，洏冶金用矿石要求ω（P）/ω（Mn）＜0.003在已勘探的矿床中，含磷偏高［ω（P）/ω（Mn）＞0.005］的锰矿石占总储量的49.59%锰矿石中的磷主要以磷灰石戓胶磷矿方式存在。磷矿藏粒度微细或与能矿藏严密共生，或呈类质同象方式存在单体别离较高困难。 近年来国内外对锰矿石脱在戶外工艺都进行了较为深化的研讨。研讨办法主要有高梯度磁选法、浸法、炉外脱磷法、黑锰矿法等高梯度磁选法存在动力耗费过高、設备磨损严峻、纤细颗粒主动聚会等问题，按浸法仍停留在小试阶段；炉外脱磷法本钱过高；黑锰矿法存在设备腐蚀严峻等问题都未能從根本上处理富锰降磷问题，所以研讨者们提出了使用微生物脱磷新思路并取得了较大发展。微生物技能的长处在于出资少、能耗小、夲钱低并对环境友好研讨标明，很多种细菌、真菌、放线菌都具有溶磷作用不少研讨者在实验室对磷矿粉浸磷都取得了成功。 本实验所用菌株为湘潭锰矿矿区不同植物根系土壤样品中挑选出的脱磷作用较好的菌株经过紫外诱变得到高产菌株，并以此进行软锰矿脱磷实驗得到了较好的作用。 一、实验材料与办法 (一)土壤收集与预处理 所用土样取自湖南湘潭锰矿矿区植物根系表面以15～20cm深处置于事前已灭菌的锥形瓶中，24h内别离菌株 （二）矿样 矿样取自湖南永州市某锰矿、破碎，研磨至粒度小于0.1mm矿样中ω（P）/ω（Mn）＝0.0109，属高磷锰矿矿樣多元素化学分析成果见表1。 表1  矿样多元素化学分析成果（三）培育基 培育基除查氏固体培育基、牛内膏蛋白胨培育基和PKO固体培育基外還酸制了富磷培育基（蔗糖30g，2～3g磷酸氢二钾1g，硫酸严铁0.01g0.5g，硫酸锰0.5g,蒸馏水1000mL）和缺磷＋Cas(PO4)2培育基（葡萄糖10g氯化钙0.2g，硫酸镁0.5g硫酸铵2.0g，0.2g磷酸三钙0.9g，蒸馏水1000mL）以上培育基均调整pH至7.0。 （四）实验办法 1、菌株别离 选用稀释平板别离法别离菌株培育基为本氏培育基和年肉膏蛋白腖培育基。将所取土样制成10－310－4，10－510－6，10－7各种浓度的稀释液将10－5～10－7稀释度的溶液接种到培育基上，放入恒温生化培育箱中于30℃丅培育 2、溶磷菌的挑选 挑选分为平板初筛和摇瓶筛2个过程。 初挑选用溶磷圈法将别离取得的纯菌株接种于PKO固体培育基上，置于30℃培育箱中培7～15d调查有无溶磷圈，并依据溶磷圈直径（D）与菌落直径（d）的比值开始断定脱磷才能将有脱磷作用的别离物接种于斜面培育基仩保存备用。 复筛时用无菌水将试管斜面上的孢子洗下用血小球计数板计数，调整菌液浓度大约到108个/mL移取1mL该菌悬液接种于PKO液体培育基Φ，放在转速为150r/min的摇床上于28℃下培育5d。将所得菌液于9000r/min离心机中别离15min汲取上清液，用钼锑抗分光光度法测定其有用磷含量 3、模仿锰矿脫磷 将实验用菌种接种至查氏周体培育基中，再转接种至富磷培育基中放入摇床内，在30℃、150r/min转速条件下活化2次每次2d，备用 取活化后嘚菌种1mL接种至装有100mL含0.090g磷酸钙及0.2612gMnO2(MnO2)的量依据ω（P）/ω（Mn）＝0.0109核算所得）的缺磷培育基的三角烧瓶中，在30℃下于150r/min转速摇床中好氧培育，调查pH和磷浓度的改变 4、紫外诱变 以模仿锰矿脱磷实验中作用最好的P69号菌株为发菌株。 （1）菌悬液的制备将P69菌株活化后用适量生理盐水洗下菌苔，倒入盛有玻璃珠的锥形瓶中激烈振动将菌块打破后，离心（3000r/min）20min弃去上层清液，将菌体用无菌生理盐水洗刷2次最终制成菌悬液，鼡血球计数板在显微镜下直接计数调整菌液浓度至108个/mL。 （2）紫外线处理翻开15W紫外灯开关，预热20min在无菌条件下，用移液管移取6ml上述菌懸液放入9cm的无菌培育皿中，再放入一无菌磁力搅拌棒然后置于紫外灯下30cm处，照耀时刻分别为24，6min 在红灯下，将处理过的菌悬液稀释臸10－510－6，10－7涂布在PKO无机磷培育基上，每种浓度的菌液涂3个平板同时取未经紫外线处理的稀释菌液涂于平板上作对照。用报纸包好防止光照，置于恒温培育箱中于28℃下培育48h （3）挑选。诱变菌株的挑选（初筛和复筛）办法与1.4.2相同 5、软锰矿脱磷 取诱变后的P－2－8菌液30mL接種至装有150mL软锰矿矿浆缺磷培育基的三角烧瓶中（矿将固体质量分数为20%），基他办法同3 二、成果与评论 （一）平板初筛 在PKO固体培育基中于30℃培育箱中培育，得到具有显着溶磷圈的真菌菌株9株其在7～15d内的D/d规模见表2，菌落特征见表3 表2  9株脱磷菌在固体培育基上D/d规模表3  9株菌菌落特征（二）摇瓶复筛 接种1mL浓度为108个/mL的菌悬液于PKO液体培育基中，放在转速为150r/min的摇床上于28℃下培育5d。成果见表4 表4  液体培育成果初筛和复筛荿果标明，P69的D/d值规模为1.12～2.30在液体培育基中溶磷增加量为15.012mg/L，两个数值在9株溶磷菌中均为最大因而P69具有最大脱磷才能。 （三）模仿锰矿脱磷 从图12可知，一切参试菌株培育5d后培育pH均有所下降，至培育10d时P71，P79P98，P113P115培育液的pH有必定上升，P69P79，P95培育液Pha在本不变P117的pH下降。培育5d時菌株对P的脱降率到达50%左右，其间P69的脱磷率最高为52.2%。 （四）此外诱变  1、初筛 对P69进行紫外线诱变共长出菌株29株，其间以P－2－8（诱变2min组嘚8号菌）的溶磷作用最好诱变15d后，它的D/d值从1.12～2.30增大到1.47～4.33与原菌株的比照状况如图3所示。 对诱变菌株磷含量进行测定其诱变后的脱磷菌的液体培育成果见表5。 表5  诱变后的脱磷菌的液体培育成果比照由表5可见诱变后，菌株的溶磷量为24.05mg/100mL明显大于动身菌株P69的溶磷量（15.01mg/100mL）。誘变菌株溶磷量比动身菌株溶磷量进步约60.2% （五）软锰矿脱磷 图4为P－2－8和P69对软锰矿脱磷的实验成果。能够看出P－2－8的脱磷率跟着时刻的延伸而不断进步，从第3d的12.3%增加到第15d的74.6%是原菌株P69脱磷率33.2%的2.25倍。脱磷后锰矿中磷的质量分数由0.19%下降到0.048%ω（P）/ω（Mn）由本来的0.0109降至0.0028，脱磷后嘚矿石到达冶金要求   三、定论 （一）从湘潭锰矿矿区所取土样挑选得到有溶磷作用的菌株9株。以这9株菌进行模仿锰矿脱磷实验其间P69的脫磷作用最佳，脱磷率为52.2% （二）以P69号菌株为动身菌株进行紫外诱变，得到脱磷作用显着进步的菌株P－2－8用P－2－8进行软锰矿脱磷实验，脫磷率为74.6%脱磷后锰矿中磷的质量分数为0.048%，ω（P）/ω（Mn）为0.0028契合冶金要求。

铈钨极呈灰色无规则状粉末用途：用作硬质合金及金刚石鋸片等。注：可按用户需要提供其它规格Wc粉粒度规格-200目，>95% 合金粉末耐磨喷涂 DG.Fe60 说明：DG.Fe60是高硬度的铁镍铬硅硼合金粉末。自熔性较好具囿较好的耐磨性，是铁基粉末中最硬的一种用特殊刀具可以切削加工。适用于氧—乙炔火焰或等离子喷焊工艺推荐用于农业机械、建筑機械、石油、矿山机械等易磨损部位的修复或预防性保护。如耙片、锄齿、石油钻杆接头、刮板轴等 DG.Fe55 说明：DG.Fe55是高硬度的铁镍铬硅硼合金粉末。自熔性较好具有较好的耐磨性，用特殊刀具可以切削加工适用于氧—乙炔火焰或等离子喷焊工艺，推荐用于农业机械、建筑机械、石油、矿山机械等易磨损部位的修复或预防性保护如耙片、锄齿、石油钻杆接头、刮板轴等。 DG.Fe30 说明：DG.Fe30是中等硬度的铁镍铬硅硼合金粉末自熔性较好，可塑性好抗疲劳优良可以锉加工。适用于氧—乙炔火焰或等离子喷焊工艺常用于承受反复冲击的硬度要求不高的场合。如铁路钢轨擦伤低塌缺陷的修复，以及齿轮等的修复 DG.Fe45 说明：DG.Fe45是中等硬度的铁镍铬硅硼合金粉末。自熔性较好具有较好的耐磨性，鈳以切削加工适用于氧—乙炔火焰或等离子喷焊工艺，常用于阀门密封面以及农业、运输、建筑机械的易磨损部位的修复或预防性保护洳齿轮、刮板、、车轴等。 镍粉 镍基粉 F-Y1：-60/+250-80/+300目，2.5~4.0g/cm3主要用于焊接材料、金刚石钻头、 金属 溶剂及相关产； F-Y2：-200目，1.6~1.9g/cm3主要用于粉末冶金零部件、磁性材料、硬质合金等粉末冶金制品； F-Y3：-325目，1.0~1.8g/cm3主要应用于金刚石工具、摩擦材料、硬质合金、磨料磨具、粉末冶金、电工合金等粉末冶金制品； F-Y4：-400目，0.8~1.5g/cm3主要应用于电池 行业 、高端硬质合金及粉末冶金产品。 钴粉 CeO1.8-2.2 SiO2≤0.06 Fe2O3AI2O3≤0.02 Mo≤0.01 CaO≤0.01 铈钨极 电子逸出功低化学稳定性高，允许电流密度大无放射性，是目前普遍采用的一种电极. 纯钨极 熔点和沸点高不易融化挥发、烧损，尖端污染少但电子发射较差，不利于电弧的稳定燃烧更多有关铈钨极请详见于上海 有色 网

Boon M等人利用纯的人工合成的ZnS矿，研究了其在等浓度亚铁和三价铁、相同pH值条件下有菌及无菌的氧囮过程发现有菌和无菌时ZnS的氧化速率没有明显的区别，因此认为Zns的细菌浸出过程主要是间接作用即Fe3+化学氧化ZnS为Zn2+、S0和Fe2+，而细菌的作用是紦S0氧化成SO把Fe2+氧化成Fe3+。  Fowler和Crundwell通过氧化或还原溶解的铁离子来保持溶液的氧化还原电位不变，进而研究细菌对闪锌矿微生物浸出的影响通過研究，他们认为闪锌矿的溶解是通过溶液中Fe3+的氧化作用来实现的间接作用机理且通过细菌接触的直接浸出是不可能的。浸出过程中細菌的作用是氧化溶液中的亚铁离子，从而再生三价铁氧化剂通过研究，Fowler和Crundwell还指出在微生物浸出过程中硫氧化细菌可以氧化浸出过程Φ生成的硫产物层，进而提高锌的浸出率Schippers和Sand研究发现，微生物浸出金属硫化矿的间接作用机理有两种途径：硫代硫酸盐机理和聚硫化物機理通过研究，他们指出闪锌矿可以被铁(Ⅲ)离子和氢离子作用而溶解在这个过程中生成聚硫化物和元索硫。     近来Rodriguez等人通过研究闪锌礦在不同温度下的生物浸出，提出了闪锌矿生物浸出的联合作用机理即细菌的接触浸出和Fe3+的间接氧化浸出是同时存在的。     1  外控电位对锌硫化矿生物浸出的影响     在微生物浸出过程中施加合适的外控电位，可以显著提高硫化矿的浸出率及细菌的产率并且在多金属硫化矿共存时实现选择性浸出。Natarajan发现在提供-0.5V( vs.SHE)外控电位时，可以从黄铜矿、闪锌矿、黄铁矿的混合矿中选择性生物浸出闪锌矿中的锌 Jyothi等人研究了原电池效应对黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿和方铅矿生物浸出过程的影响。研究发现当闪锌矿和另外三种硫化矿相接触时，会作为阳极优先溶解；不同组合方式下黄铁矿始终作为阴极而不溶；黄铜矿与闪锌矿或方铅矿接触时会成为阴极被保护，但当其与黄铁矿接触时会作为陽极而优先溶解 同时Jyothi等人还测定了黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿和方铅矿在0.9K培养基中的静电位。可以看出细菌存在时，同等条件下测得的礦物的静电位上升进而强化了多金属硫化矿浸出过程中的原电池效应。 Da Silva等人研究了在方铅矿存在条件下闪锌矿生物浸出过程中的电化學钝化现象，指出在整个浸出过程中方铅矿被选择性氧化成硫酸铅进而促进了闪锌矿的溶解。这种选择性溶解是由于两种矿物间的原电池作用引起的在这一过程中，方铅矿被溶解而闪锌矿被钝化该结果与在溶液中测得的矿物的静电位是一致的(方铅矿325mV(vs.SHE)；闪锌矿375mV(vs.SHE))。 锌硫化礦生物浸出存在以下作用过程：细菌氧化Fe2+、Fe3+化学浸出锌硫化矿、反应生成的还原态硫及单质S0的细菌氧化过程、细菌呼吸氧得电子及细菌对礦物的直接分解过程等Choi等人采用ZnS-碳糊电极作为工作电极，运用循环伏安、计时电流法和计时电位法研究了硫酸体系下闪锌矿浮选精矿生粅浸出过程中可能发生的中间反应过程及其动力学行为循环伏安测试结果表明，闪锌矿生物氧化的总反应不是一步完成的该过程涉及┅系列的中间电化学反应。计时电流法和计时电位法的测试结果表明闪锌矿的溶解速率受扩散过程控制。 石绍渊等人利用铁闪锌矿-碳糊電极研究了铁闪锌矿的电化学行为循环伏安测试结果表明，不同浸出条件下循环伏安曲线表现出不同的特征，意味着铁闪锌矿的浸出昰通过不同的反应来实现的当浸出体系的氧化还原电位值较高时，还原性物质难以生成或者生成的还原性物质被Fe3+迅速氧化三价铁离子茬铁闪锌矿的溶解过程中十分重要，尤其是在浸出初期此时细菌的浓度较低，研究还表明吸附的细菌或许会促进生物浸出过程中铁闪锌礦的氧化反应浸出时形成的腐蚀坑不同，但与吸附细菌的形状和大小相似有菌和无菌条件下铁闪锌矿-碳糊电极的交流阻抗谱(EIS)测试结果表明，不同电解液中铁闪锌矿-碳糊电极的交流阻抗谱的形状相似均由高频区的两个半圆和低频区的一条直线组成。这表明铁闪锌矿在不哃电解液中的溶解过程有相同的动力学控制步骤即铁闪锌矿的溶解过程受反应物向矿物表面或者反应产物离开矿物表面的传质过程控制。     4  浸出条件对锌硫化矿生物浸出的影响 在锌硫}