采用優(yōu)勢菌種從電解錳廢渣中浸取錳的研究.pdf

1、微生物冶金是利用微生物從礦物中提取有價金屬的經(jīng)濟方法，特別適用于處理貧礦、表外礦及廢礦，并具有成本低、投入小、能耗低、環(huán)境污染小等突出優(yōu)點。在利用微生物浸取錳渣中錳的研究中，選取優(yōu)化的條件，采用對錳具有較強耐受性和浸取能力的優(yōu)勢微生物對錳渣的浸取進行研究，考察錳的浸出效率和微生物的代謝活動。曹建兵等已從電解錳廢渣土壤及水體中篩選出一株錳抗性強的霉菌A5，并對其進行了初步鑒定。在微生物冶金中，對高效浸礦菌種的選育和機理研究意義重大。在本文

2、研究中，通過擴增26S rDNA D1/D2區(qū)序列，進一步鑒定為Fusarium屬的其中一個種。為了研究其在電解錳廢渣浸出中的作用和其浸取電解錳的機理，以錳渣及Fusarium sp.的特性為出發(fā)點，通過搖瓶實驗考查了礦漿濃度、接種量、浸取時間初始pH、金屬離子等因素對錳浸取效率的影響，從而得出最優(yōu)化的浸取錳的條件，同時考察了浸取前后Fusarium sp.以及錳渣表征的形態(tài)變化，并對其浸錳能力進行了研究，初步探討了Fusarium s

3、p.的浸錳機理。
　　 從電解錳廢渣土壤中篩選分離到一株錳抗性強的霉菌A5，已對其形態(tài)特征進行了初步研究。其菌絲細長，菌落疏松，菌落表面有棕、綠、褐、米黃不同顏色，培養(yǎng)基正反兩面顏色有一定差異。基于26S rDNA，測序結(jié)果表明此菌屬于Fusarium屬的一個種。利用Fusarium sp.進行錳渣搖瓶浸出試驗，結(jié)果表明，礦漿濃度為10％(m/v)、微生物的接種量為2％(v/v)、浸取時間為36小時左右、環(huán)境溫度為28℃、搖瓶振

4、蕩速率為120rpm的條件下，錳的浸出率最高，若當(dāng)?shù)V漿濃度繼續(xù)增加，錳浸出率則會呈現(xiàn)下降趨勢；錳浸出率隨時間的增加而提高，36h時達到最大；微生物的接種量變化，對錳浸出率影響不大。Fe2+和Fe3+的加入能夠有效地提高錳浸出率，但是若是溶液中存在有毒有害金屬離子，如Hg2+，錳的浸出效率則會大大降低。
　　 采用液相色譜和氣象色譜等手段測定了微生物浸取錳渣中錳的過程中浸取溶液中有機酸的種類和含量，對部分產(chǎn)量較高的有機酸進行了定性

5、定量測定，確定了6種有機酸的種類和相對比例。通過菌體干重法測定了微生物不同生長時期的生物量變化趨勢，繪制了微生物生長曲線，結(jié)合不同時期微生物產(chǎn)生有機酸的情況，可以發(fā)現(xiàn)，微生物有機酸的產(chǎn)生與其生長情況有著較為密切的關(guān)系。在對數(shù)增長期，有機酸的產(chǎn)生量也急劇增加，因而溶液中有機酸的濃度會快速升高；到達平穩(wěn)期后，有機酸的產(chǎn)量達到頂峰，這個時候，有機酸產(chǎn)量保持一種產(chǎn)生與消耗平衡狀態(tài)，即有機酸的產(chǎn)生速率與消耗速率達到平衡，表現(xiàn)為有機酸濃度保持平穩(wěn)。

6、同時利用電鏡掃描技術(shù)，研究了錳渣顆粒表征在浸取前后錳的形態(tài)變化特征。結(jié)果顯示，浸取前后，錳渣顆粒表征有顯著的變化。浸取前，表面的錳渣呈細小顆粒狀，相互之間結(jié)合的比較致密。而浸取后，表面的細小顆粒狀物質(zhì)明顯減少了，取而代之的是內(nèi)部的較大粒徑的錳渣團的出現(xiàn)，周圍還有絮狀物質(zhì)存在，這顯然就是絲狀霉菌屬微生物Fusarium sp.，可能是Fusarium sp.的吸附作用和其代謝產(chǎn)生的有機酸溶解了表面的細小顆粒狀錳渣?？梢?，微生物活動對錳渣有

7、一定的促進作用。
　　 通過單獨外加有機酸的方式，考察了有機酸對錳的浸取能力。考察了丙酸、檸檬酸、草酸等幾種產(chǎn)量較大、報道較多的有機酸單獨浸取錳渣時錳的浸取效率，結(jié)果表明，不同濃度的丙酸、檸檬酸和草酸對錳渣中的錳都有一定的浸取能力。在等摩爾量的有機酸和相同浸出時間的條件下，檸檬酸浸取錳渣的能力比較強，且隨著其濃度的增加，錳的浸取效率則越高。浸取15天后外加量為0.5M的檸檬酸對錳的浸出率達到55％。錳的浸出效率隨著時間的增加逐漸

8、升高，15天后基本趨于穩(wěn)定?？梢?，有機酸對錳有一定的浸取能力，但是由于浸取周期太長，不利于實際應(yīng)用。此外，還通過空白對照實驗考察了諸如去離子水、培養(yǎng)基等這些因素對錳浸取的影響，結(jié)果表明，去離子水對錳的浸取基本沒有影響，而培養(yǎng)基則能夠浸出部分錳離子，這主要是因為培養(yǎng)基中加入了Fe2+和Fe3+等金屬離子，由于這些金屬離子在錳的浸取過程中有很重要的作用，比如Fe2+是浸取錳的良好還原劑，因而能夠達到較高的浸取效率。同時對浸取前后的Fusar