氧化亞鐵硫桿菌在黃鐵礦表面吸附機制的研究.pdf

1、氧化亞鐵硫桿菌與黃鐵礦表面發(fā)生的吸附作用，破壞了原本穩(wěn)定的固液界面粒子分布格局，深刻地改變并將重新建立新的穩(wěn)定的黃鐵礦一溶液界面的雙電層結構，它的結構改變必將影響細菌在黃鐵礦表面的吸附以及電子在界面間的傳遞與遷移，進行微生物在黃鐵礦表面吸附機制的研究，有助于尋找提高硫化礦微生物浸出反—應速度的有效途徑，推動生物濕法冶金技術的發(fā)展。 論文以表面能檢測(接觸角和Zeta電位)及界面相互作用自由能計算等為主要手段，從熱力學角度以及

2、利用擴展DINO理論從Lifshitz-van der Waals(LW)引力、Lewis acid-base(AB)酸堿相互作用力和靜電引力或斥力(EL)等微觀力學方面揭示氧化亞鐵硫桿菌在黃鐵礦表面的吸附機制；采用單因素和正交試驗法研進行了純黃鐵礦細菌浸出研究。 黃鐵礦表面性質的測定結果表明：微生物浸出過程中黃鐵礦的表面親水性和表面能是逐漸下降的，氧化亞鐵硫桿菌的表面能明顯高于黃鐵礦的表面能。Zeta，電位測量結果顯示，黃鐵礦

3、和氧化亞鐵硫桿菌的ζ電位隨著溶液pH值的升高而逐漸下降，氧化亞鐵硫桿菌的等電點小于pH2.5。 通過熱力學方法計算發(fā)現氧化亞鐵硫桿菌在黃鐵礦表面吸附總自由能的Lifshitz-范德華組分為負值，表現為吸引力。而吸附總自由能的Lewis酸堿組分為正值，表現為排斥力，導致氧化亞鐵硫桿菌在黃鐵礦表面吸附的總自由能為正，由于熱力學途徑中沒有考慮靜電相互作用，所以從熱力學角度無法說明氧化亞鐵硫桿菌在黃鐵礦表面的吸附。 通過擴展DI

4、NO途徑建立的吸附勢能曲線表明：黃鐵礦與氧化亞鐵硫桿菌之間的范德華作用力為長程吸引力，酸堿作用力表現為短程排斥力，靜電作用在酸性條件中表現為吸引力，而在堿性條件中表現為排斥力。酸性條件下，當細菌由無窮遠處向黃鐵礦表面靠近時，在作用距離為40A左右，氧化亞鐵硫桿菌與黃鐵礦表面之間的吸引力達到最大值，從而使氧化亞鐵硫桿菌吸附在黃鐵礦表面，而堿性條件下，由于氧化亞鐵硫桿菌與黃鐵礦表面之間非常強的靜電排斥力導致氧化亞鐵硫桿菌不能吸附在黃鐵礦表面