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文檔簡介
1、我國磷礦資源豐富,但其中大部分是中低品位磷礦,這些中低品位磷礦在我國目前對磷礦資源的開發(fā)利用方面基本上是處于被廢棄的地位,造成了資源的極大浪費。本文以微生物溶解中低品位磷礦為主線,分別從異養(yǎng)菌溶磷和自養(yǎng)菌溶磷兩個方面展開研究,以期為解決我國豐富的中低品位磷礦資源利用難題提供理論依據(jù)。 在異養(yǎng)菌溶磷研究部分,本文首先研究了溶磷異養(yǎng)菌的分離篩選及其對中低品位磷礦粉的溶解作用。首次從湖北省境內(nèi)磷礦生態(tài)環(huán)境中分離篩選出一株溶磷細菌YC和
2、三株溶磷真菌HB1、HB2和HB3。通過對四株分離菌株進行形態(tài)、生理生化及分子鑒定,結(jié)果表明,YC為嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌(Stenotrophomonas maltophilia,S。maltophilia),HB1為擴展青霉(Penicillium expansum,P.expansum)、HB2為分枝毛霉(Mucor ramosissimus,M ramosissimus),HB3為克魯斯假絲酵母(Candida krissii,C.k
3、rissii)。本文是首次報道這些菌株為溶磷微生物。 探討了四株分離菌株的溶磷機理。結(jié)果表明,它們在代謝過程中分泌的有機酸如葡糖酸、檸檬酸和草酸等對磷酸三鈣以及磷礦粉的溶解起到了關(guān)鍵作用。另外,四株分離菌株的溶磷能力與它們在培養(yǎng)液中的數(shù)量呈正相關(guān),與培養(yǎng)液pH呈負相關(guān)。 研究了四株分離菌株溶解磷礦粉的最佳工藝條件。S.maltophiliaYC溶解磷礦粉的最佳工藝條件為:培養(yǎng)溫度,29~32℃;初始pH,6.5~7.O;
4、磷礦粉濃度,2.0 g/L;磷礦粉粒度,0.04 mm;振蕩速率,140 r/min;菌液接種量,25%。三株溶磷真菌(P expansum HB1、M ramosissimus HB2和C. krissii HB3)分別在培養(yǎng)溫度為32℃、振蕩速率為160 r/min以及磷礦粉濃度和粒度分別為2.5 g/L和0.04 mm時,溶磷量達到最大。另外,在溶磷過程中,盡量減少有毒離子如Ag+的存在,或者加入一些螯合劑如EDTA等,有助于磷礦
5、粉中可溶性磷的釋放。 以盆栽小麥為研究對象,探討了接種三株溶磷真菌對小麥幼苗生長及磷素代謝的影響。結(jié)果表明,三株溶磷真菌能通過溶解土壤中的磷礦粉從而提高土壤有效磷含量,并且有顯著促進小麥幼苗莖和根長、增加莖和根的干重,以及促進小麥幼苗對磷、氮等營養(yǎng)元素吸收的作用。 在自養(yǎng)菌溶磷研究部分,本文首先研究了利用嗜酸氧化亞鐵硫桿菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,At.f)和嗜酸氧化硫硫桿菌(Aci
6、dithiobacillus thiooxidans,At.f)分別在黃鐵礦粉和硫磺粉存在下對中低品位磷礦粉的溶解作用。結(jié)果表明,At.f和At.f能分別通過氧化黃鐵礦粉和硫磺粉產(chǎn)生硫酸,形成有利于它們生長的酸性環(huán)境,同時產(chǎn)生的硫酸可以有效溶解磷礦粉,浸出其中的磷。在pH均為2.5的條件下,利用At.f和At. f溶解磷礦粉比稀硫酸直接溶解更為有效,其對磷的浸出率遠高于稀硫酸直接溶解時的浸出率。 探討了At.f和At.f分別在黃
7、鐵礦粉和硫磺粉存在下溶解磷礦粉的最佳工藝條件。結(jié)果表明,在黃鐵礦粉存在下,At.f溶解磷礦粉浸出其中磷的最佳工藝條件為:培養(yǎng)溫度,30℃;初始pH,2.0;振蕩速率,140 r/min;磷礦粉濃度,5 g/L;At.f接種量,25%;黃鐵礦粉加入量,25 g/L;HPO42-濃度,1.0 g/L;NH4+濃度,1.5 g/L;Mg2+濃度,0.5 g/L。在硫磺粉存在下,At.f溶解磷礦粉浸出其中磷的最佳工藝條件為:At.f接種量,25
8、%;磷礦粉濃度,5 g/L;初始pH,2.0;硫磺粉加入量,10 g/L。為了促進At.廠和At.f對磷礦粉中磷的浸出,應(yīng)盡量將磷礦粉和黃鐵礦粉磨細,減少培養(yǎng)液中Fe3+的累積,同時盡量使用馴化菌作為接種菌。另外,加入一些表面活性劑如吐溫80等也能促進At.f和At.f對磷的浸出。 研究了At.f的誘變和固定化處理及其對磷礦粉的溶解作用。結(jié)果表明,采用誘變和固定化處理能增強At.f的氧化活性,促進其對磷礦粉中磷的浸出。誘變處理對
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