混合浸矿菌在黄铜矿表面竞争性吸附模型研究

1、混合浸矿菌在黄铜矿表面竞争性吸附模型研究我国的铜矿资源多数为低品位矿 , 随着多年来不断地开采 , 矿石品位逐渐降 低, 现存的资源很大部分是低品位的原生硫化铜矿 , 对这类矿物使用常规的浮选 工艺在经济上是不可行的。在国际上 , 生物堆浸 -萃取-电机工艺已经成功的用于 处理次生硫化铜矿。然而,原生硫化铜矿中最主要的黄铜矿 ,其浸出速率却比较慢。因此 , 提高黄 铜矿的浸出速率成为生物浸出研究的一个关键问题。而提高生物浸岀速率主要依靠提高浸矿微生物的生长活性、 氧化能力、以及 优化与生物浸出相关的各种影响因素。生物浸岀机理数学模型的建立和研究 , 对 于生物浸岀过程的工艺设计、工艺条件优化、

2、工艺技术放大 , 都具有十分重要的 指导作用。生物浸岀机理研究主要包括浸矿微生物在矿物表面的吸附、Fe3+对硫化矿的化学浸岀 , 以及基于联合作用的机理模型。本文主要从微生物在矿物表面的吸附 的角度进行研究工作 , 主要研究内容和结果如下：一、嗜铁钩端螺旋菌 (L.ferriphilum) 、喜温硫杆菌 A.caldus) 及氧化亚铁硫杆菌 (A.ferrooxidans) 三菌混合在黄铜矿表面竞争性吸附模型研究研究了嗜铁钩端螺旋菌 (L.ferriphilum) 、喜温硫杆菌 (A.caldus) 及氧化亚铁硫杆菌 (A.ferrooxidans) 各自单独以及混合后在黄铜矿表面的竞争性吸附

3、。使用Langmuir等温吸附方程和实时荧光定量 PCF技术对竞争性吸附时的吸 附优先性进行了分析 , 结果表明 ,L.ferriphilum 、 A.caldus 、 A.ferrooxidans 各 自单独以及混合后在黄铜矿表面的吸附都符合 Langmuir 等温吸附模型。混合菌 的最大吸附量(CAm低于单独吸附时三菌的最大吸附量之和,混合菌的KA值也都 小于三菌单独吸附的 KA值,说明 L.ferriphilum 、A. caldus、A.ferrooxidans 在黄铜矿表面的吸附是竞争性的。使用荧光定量 PCR对寸 L.ferriphilum 、A. caldus、A.ferroox

4、idans的吸附比例进行了研究 , 发现单独吸附时 L.ferriphilum 的吸附比例为 48%,混合吸附时 为49%然而,A.caldus单独吸附时吸附比例为68%混合吸附时为 63%,A.ferrooxidans 单独吸附时吸附比例为 80%,混合吸附时为 65%这说明 L.ferhphilum 在与 A.caldus 、 A.ferrooxidans 的吸附竞争中处于优先地位。Zeta电位测定结果表明在 pH2.0时,L.ferhphilum表面多带正电荷是 A. caldus、A.ferrooxidans 的 16、 12倍。定量 FT-IR 表明三菌表面均含有蛋白质分子中常含有的

5、基团 , 目L.ferriphilum 的 NH2基团吸收峰的强度大于 A.caldus、A.ferrooxidans, A. caldus的CH2 CH3基团吸收峰的强度大于 L.ferriphilum 、A. caldus 。扩展 DLVO理论证明L.ferriphilum与黄铜矿浸出体系的表面能最稳定二、嗜铁钩端螺旋菌 (L.ferriphilum) 、喜温硫杆菌 (A. caldus) 在黄铜矿表面竞争性吸附模型 研究研究了嗜铁钩端螺旋菌 (L.ferriphilum) 、喜温硫杆菌 (A. caldus) 各自单独 以及混合后在黄铜矿表面的竞争性吸附。使用Langmuir等温吸附方程

6、和实时荧光定量 PCR技术对竞争性吸附时的吸 附优先性进行了分析 , 结果表明 ,L.ferriphilum 、 A. caldus 各自单独以及混合 后在黄铜矿表面的吸附都符合 Langmuir 等温吸附模型。混合菌的最大吸附量 (CAm)(氐于单独吸附时两菌的最大吸附量之和，混合菌的KAA值也都小于两菌单 独吸附的KA值,说明L.ferriphilum 、A.caldus在黄铜矿表面的吸附是竞争性的。使用荧光定量PCR对L.ferriphilum、A.caldus的吸附比例进行了研究，发 现单独吸附时 L.ferriphilum 的吸附比例为 48%,混合吸附时为 50%,然而,A.cal

7、dus单独吸附时吸附比例为68%,混合吸附时为61% ,这说明L.ferriphilum 在与 A.caldus 的吸附竞争中处于优先地位。Zeta电位测定结果表明在 pH2.0时，L.ferriphilum表面多带正电荷是 A.caldus 的 16 倍。定量 FT-IR 表明两菌表面均含有有蛋白质分子中常含有的基团 , 且L.ferriphilum 的NH2基团吸收峰的强度大于 A.caldus, A. caldus 的CH2 CH3基团吸收峰的强度大于L.ferriphilum 。扩展DLVO1论证明L.ferriphilum 与黄铜矿浸出体系的表面能最稳定三、 嗜铁钩端螺旋菌 (L.f

8、erriphilum) 、氧化亚铁硫杆菌 (A.ferrooxidans) 在黄铜矿 表面竞争性吸附模型研究研究了嗜铁钩端螺旋菌 (L.ferriphilum) 、氧化亚铁硫 杆菌(A.ferrooxida ns)各自单独以及混合后在黄铜矿表面的竞争性吸附。使用Langmuir等温吸附方程和实时荧光定量PCF技术对竞争性性吸附时的吸附优先性进行了分析 , 结果表明 ,L.ferriphilum 、 A.ferrooxidans 各自单独以及混合后 在黄铜矿表面的吸附都符合 Langmuir 等温吸附模型。混合菌的最大吸附量(CAm低于单独吸附时两菌的最大吸附量之和，混合菌的KA值也都小于两菌单

9、独吸附的 KA值,说明L.ferriphilum 、A.ferrooxidans 在黄铜矿表面的吸附是竞争性的。使用荧光定量PCM L.ferriphilum 、A.ferrooxidans 的吸附比例进行了研究 , 发现单独吸附时 L.ferriphilum 的吸附 比例为48%,混合吸附时为47%然而A.ferrooxidans单独吸附时吸附比例为80%,混合吸附时为 69%。这说明 L.ferriphilum 在与 A.ferrooxidans 的吸附竞争中处于优先地位。Zeta电位测定结果表明在 pH2.0时丄.ferriphilum表面多带正电荷是A.ferrooxidans 的 1

10、.2 倍。定量 FT-IR 表明两菌表面均含有蛋白质分子中常含有的基团，且L.ferriphilum 的 NH2基团吸收峰的强度大于 A.ferrooxidans,A.ferrooxidans的CH2 CH3基团吸收峰的强度大于 L.ferriphilum 。扩展DLVO理论证明 L.ferriphilum 与黄铜矿浸岀体系的表面能最稳定四、喜温硫杆菌 (A.caldus) 、 氧化亚铁硫杆菌 (A.ferrooxidans) 在黄铜矿表面竞争性吸附模型研究研究了喜 温硫杆菌 (A.caldus) 、氧化亚铁硫杆菌 (A.ferrooxidans) 各自单独以及混合后在 黄铜矿表面的竞争性吸附

11、。使用Langmuir等温吸附方程和实时荧光定量 PCF技术对竞争性吸附时的吸 附优先性进行了分析 , 结果表明 ,A.caldus 、 A.ferrooxidans 各自单独以及混合 后在黄铜矿表面的吸附都符合 Langmuir 等温吸附模型。混合菌的最大吸附量 (CAm)(氐于单独吸附时两菌的最大吸附量之和，混合菌的KA值也都小于两菌单独 吸附的KA值,说明L.Ferriphilum 、A.ferrooxidans 在黄铜矿表面的吸附是竞争 性的。使用荧光定量PCR寸A. caldus、A.ferrooxidans的吸附比例进行了研究，发现单独吸附时 A.caldus 的吸附比例为 68%,混合吸附时为 69%,然 而A.ferrooxidans单独吸附时吸附比例为80%,混合吸附时为73%这说明A.caldus 在与 A.ferrooxidans 的吸附竞争中处于优先地位。Zeta电位测定结果