中等嗜热菌浸出黄铜矿及其表面钝化的研究

针对近年来原生硫化铜矿的生物浸出存在浸出周期长、铜浸出率低、还未得到工业应用等问题,对菌种进行分离,应用分子生物学方法并结合扫描电镜,研究中等嗜热菌生物浸出黄铜矿纯矿物,对细菌的形态、生理生化特征进行描述,并分析细菌与黄铜矿的作用机理,讨论黄铜矿生物浸出过程中钝化膜形成的主要类型,分析表面钝化的有效解决途径,归纳黄铜矿生物浸出技术的几类研究热点,并提出生物浸出技术的重点研究问题。研究结果表明:中等嗜热菌是解决黄铜矿生物浸出难题的有效途径之一。     

黄铁矿强化生物浸出低品位磷矿

进行了嗜酸氧化亚铁硫杆菌、嗜酸氧化硫硫杆菌与嗜酸氧化亚铁钩端螺旋菌的混合菌强化浸出低品位磷矿的实验研究.结果表明:由于试样中硫含量低,不利于该磷矿的生物浸出.提出了在浸矿体系中添加黄铁矿来强化浸出的措施.考察了细菌种类、磷矿与黄铁矿配比以及初始Fe2+质量浓度等参数对磷浸出率的影响.采用驯化菌浸出该磷矿,能获得最佳的浸出效果,其适宜的工艺参数为初始Fe2+质量浓度9g.L-1、磷矿与黄铁矿质量比1:2.5,经过20d浸出,磷的浸出率可达95%.     

紫金山铜矿浸出过程黄铁矿的氧化行为

针对紫金山铜矿堆浸过程中,在辉铜矿和铜蓝等有用矿物浸出的同时,有黄铁矿被大量浸出,造成浸出液中Fe3 浓度过高的现状,研究了细菌浸出黄铁矿的氧化行为和机理,重点考察了Fe3 的化学氧化以及细菌浸出黄铁矿过程的影响因素.研究结果表明,在有菌条件下,pH值为1.6时,混合矿浸出初期,黄铁矿的浸出率仅为5%～8%;随着浸出时间的增加,氧化还原电位升高,浸出15d后,氧化还原电位上升到500mV以上时,黄铁矿的浸出率可达25%.说明氧化还原电位是细菌浸出黄铁矿过程的重要影响因素.机理研究表明,细菌浸出黄铁矿是以间接反应为主,细菌在黄铁矿表面的吸附对黄铁矿的浸出具有协同作用.     

中等嗜热菌浸出黄铜矿的温度影响规律及种群组成分析

在不同温度条件下进行浸出实验.研究结果表明:中等嗜热菌在12～55℃时可保持浸矿活性,其最适生长温度为45～50℃,温度达到60℃时初始阶段还保持一定活性,但几天后菌浓度逐渐降低,种群比例发生较大变化;克隆文库分析表明:45℃和60℃条件下浸矿细菌主要为Leptospirillum ferriphilum,Acidithiobacillus caldus,Sulfobacillus thermotolerans和Acidosphaera rubrifaciens,其中Leptospirillum ferriphilum菌所占比例较大,是浸矿过程中的优势菌种.60℃条件下浸出过程中还存在古生菌Ferroplasma cupricumulans,古生菌可以利用其他浸矿菌产生的有机物为能源生长.它们之间对浸出所起的作用是相辅相成的,可共同促进黄铜矿的溶解.     

中度嗜热混合菌在搅拌槽中浸出黄铜矿及其群落动态

为了优化浸出工艺,研究浸矿体系中主要微生物种群的结构和动态变化,在槽式搅拌反应器中于45℃用中度嗜热混合菌(Acidithiobacillus caldus,Leptospirillum ferriphilum,Sulfobacillus acidophilus,Sulfobacillus thermosulfidooxidans等)浸出黄铜矿精矿,考察浸出液的pH,电极电位Eh及金属离子浓度并应用PCR-RFLP(限制性酶切片段长度多态性)方法研究细菌群落变化,浸出时间为30d。研究结果表明:Cu的浸出率为26.2%,反应器内菌种多样性不丰富,只有At.caldus和L.ferriphilum2种;群落动态变化明显,在浸出开始阶段At.caldus是优势种群,其丰度为96%,随着浸出的进行,L.ferriphilum逐渐增多,在浸出后期代替At.caldus成为优势种群,其丰度为69%。     

油团聚加煤系黄铁矿抑制剂脱除煤中黄铁矿硫的研究

油团聚是以脱除煤中灰分为主的团聚技术,脱硫的效率很低,采用山西介休的高硫煤,探索在油团聚过程中加入不同的黄铁矿抑制剂(巯基乙酸、重铬酸钾、高锰酸钾)对脱除煤中黄铁矿硫的影响.结果表明加入黄铁矿抑制剂对脱硫效率有一定程度的影响.     

嗜铁钩端螺旋菌对黄铁矿浸出的影响

以嗜铁钩端螺旋菌(L.ferriphilum)为实验菌株,考察不同矿浆浓度、接种量、初始pH和初始Fe3+浓度对黄铁矿浸出的影响。试验结果表明:提高矿浆浓度和初始Fe3+浓度会降低黄铁矿浸出率;增大接种量和降低初始pH有利于黄铁矿浸出;在浸出试验过程中定期调整pH,浸出几天后,由于黄钾铁矾生成,不利于黄铁矿浸出;在浸出过程中,生成的黄钾铁矾以结晶颗粒的形式覆盖在黄铁矿表面,表明L.ferriphilum浸出黄铁矿的机制以间接作用为主。     

表面活性剂吐温20对胶硫钼矿生物浸出的促进机理

为提高胶硫钼矿中钼的生物浸出效率,研究了非离子表面活性剂吐温20对氧化亚铁硫杆菌(A.ferrooxidans)的代谢活性以及胶硫钼矿生物浸出的影响,并采用X射线衍射、扫描电镜对浸出产物进行表征.研究结果表明,吐温20对A.ferrooxidans氧化Fe2+有明显的抑制作用,但对S0的氧化则表现出一定的促进作用.吐温20对胶硫钼矿生物浸出的作用表现为:低质量浓度促进,高质量浓度抑制,当其质量浓度为30mg·L-1时,浸出40d,Mo的浸出率由未添加时的42.21％提高至54.10％.吐温20的加入强化了浸出过程中间产物S0的生物氧化作用,提高了体系中细菌浓度,同时削弱了矿物表面生成的黄钾铁矾和单质硫的钝化作用,从而促进了胶硫钼矿的氧化与溶解.     

从含硫浸出渣中回收元素硫的研究

本文对硫化锌矿在酸性氯化物溶液中氧化浸出产生的残渣进行了提硫研究。结果表明,使用硫化铵溶液从这种残渣中回收元素硫不仅技术可行、流程畅通,而且各项工艺指标较好。在试验研究条件下,硫化铵溶液处理该渣的溶硫率大于99％,热解提硫率大于93％,硫总回收率在92％以上。研究结果表明,硫化铵溶硫——热分解提硫是一种很有前途的回收元素硫的方法。     

极端嗜热硫杆菌浸出黄铁矿

为了探讨极端嗜热菌在高铁、高酸和高温条件下生物脱硫的可行性,采用从腾冲热海酸性温泉分离出的一株新型极端嗜热硫杆菌开展了四组不同初始pH值条件下的黄铁矿生物柱浸实验.该菌株能耐受pH值为0.58、全铁质量浓度为38.9 g.L 1的高酸高铁环境,同时维持580～640 mV的较低电位.初始pH值为2时,浸出28 d后黄铁矿浸出率达到最高为17.8%.生物浸出时,菌株生长依次表现出较明显的迟缓期、对数期和稳定期,且降低初始pH值会延长其到达稳定期的时间.此外,70℃高温和全铁质量浓度为38.9 g.L 1的高铁体系能促进生成黄钾铁矾和少量单质硫沉淀,而菌株能在pH值小于0.9时将大部分S0氧化为SO24.     

铬渣NaCl浸出动力学

通过研究铬渣NaCl浸出过程中Cr(Ⅵ)浓度随时间的变化,建立该反应的动力学方程,确定初始pH值、振荡速度对反应速率常数的影响,并计算相应的反应表观活化能。结果表明,铬渣NaCl浸出过程为0.26级反应,反应速率常数为3.38×10-7 mol/(L.s);pH值和振荡速度增大,反应速率常数不断增大,CaCrO4溶解率增加,溶解速率加快;该反应的表观活化能为34.24 kJ/mol,Cr(Ⅵ)浸出速率受温度影响较大。     

Mechanism of separating pyrite and dolomite by flotation

To study the mechanism of separating pyrite and dolomite by flotation, the acting mechanisms of WHL depressor and both the minerals were studied by means of thermogravimetric and differential thermal analysis (TG-DTA), Fourier transform infrareddiffuse reflection spectroscopy (PTIR-DRS), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The results indicated that WHL formed metal salts with metal ions dissolved in water from dolomite and pyrite, which then deposited on their surfaces. Both of the minerals could be depressed by WHL. In the process of flotation, sulfur was created besides the WIlL being absorbed on the surface of the sulfur concentrate, and its recovery rate was slightly affected.     

黄铁矿对重金属的环境净化属性探讨

重金属在黄铁矿表面存在一种"溶解-吸附沉淀"平衡,这一平衡由黄铁矿表面氧化和碳酸盐中和作用共同决定,若碳酸盐过量,则重金属的"溶解"小于"吸附沉淀",表现出黄铁矿的环境净化属性,并且是黄铁矿处理重金属废水的理论基础.黄铁矿处理典型重金属离子Pb2 、Hg2 、Cd2 、Cr(VI)、Cu2 及Tl 的去除率达96%～99%,表现出的处理效果良好,并且处理后溶液的pH值自然升至中性,表明黄铁矿中的碳酸盐是一种天然的净化调节剂.     

被石灰抑制的黄铁矿的活化浮选机理

采用活化浮选、热力学计算、交流阻抗等技术考察硫酸和草酸对被石灰抑制后的黄铁矿的活化效果和活化机理。单矿物浮选试验证实硫酸与草酸均能活化黄铁矿,草酸的活化效果优于硫酸的活化效果。热力学计算以及交流阻抗表明硫酸与草酸对黄铁矿的活化机理有2方面:一是提高其表面自身氧化电位,阻碍亲水物质进一步产生;二是去除吸附在黄铁矿表面的亲水物质,使之露出新鲜表面,表现为黄铁矿表面电阻Rs随着硫酸和草酸浓度增加而降低,表面法拉第反应电阻RP随着硫酸和草酸浓度增加而增大。     

一株嗜热链球菌乳糖酶的分离纯化及酶学特性研究

微生物来源的乳糖酶应用广泛,具有酶源丰富、产量高、生产成本低、周期短等特点,备受生产企业关注。基于一株分离自传统乳制品的产乳糖酶的嗜热链球菌GST-6,采用单因素实验对影响该菌株产乳糖酶的碳源、氮源、发酵温度、发酵时间、培养基初始pH值及金属离子等进行研究,确定影响产乳糖酶的主要因素。采用响应面法对影响产酶的关键因素进行优化,确定最佳产酶的发酵条件,基于最佳发酵条件发酵,制取粗酶液。通过硫酸铵分级沉淀,DEAE-SepHarose Fast Flow离子交换柱和SepHadex G75层析柱对提取的乳糖酶粗酶液进行纯化,得到乳糖酶的纯酶。进一步对该酶的酶学特性进行研究,结果表明:影响嗜热链球菌GST-6产乳糖酶最主要的3个因素分别为培养基初始pH值、接种量和乳糖浓度,其存在显著影响且有交互作用。乳糖质量浓度为25.00g/L,pH值为6.78,接种量为1%时,酶活性最大,为112.63U/mL。酶学特性研究表明,乳糖酶的最适硫酸铵分级沉淀的饱和度为10%~50%;乳糖酶活性与温度成正比,在30~40℃热稳定性最好;最适pH值为6,pH值在5~6时酶的稳定性最好;锰离子对酶的激活作用最强,铜离子对酶具有较强的抑制作用。抑制剂中,SDS对酶的抑制作用最强,α乳糖次之,EDTA最差。该酶的酶促反应动力学结果为V_max=2.20μmol/min,K_m=0.27mmol/L。     

On the origin of species by sympatric speciation.

Understanding speciation is a fundamental biological problem. It is believed that many species originated through allopatric divergence, where new species arise from geographically isolated populations of the same ancestral species. In contrast, the possibility of sympatric speciation (in which new species arise without geographical isolation) has often been dismissed, partly because of theoretical difficulties. Most previous models analysing sympatric speciation concentrated on particular aspects of the problem while neglecting others. Here we present a model that integrates a novel combination of different features and show that sympatric speciation is a likely outcome of competition for resources. We use multilocus genetics to describe sexual reproduction in an individual-based model, and we consider the evolution of assortative mating (where individuals mate preferentially with like individuals) depending either on an ecological character affecting resource use or on a selectively neutral marker trait. In both cases, evolution of assortative mating often leads to reproductive isolation between ecologically diverging subpopulations. When assortative mating depends on a marker trait, and is therefore not directly linked to resource competition, speciation occurs when genetic drift breaks the linkage equilibrium between the marker and the ecological trait. Our theory conforms well with mounting empirical evidence for the sympatric origin of many species.