誘變氧化亞鐵硫桿菌浸出磷礦粉中可溶性磷.pdf

1、我國是一個(gè)磷礦消費(fèi)大國，磷礦的富礦少且以中低品位為主，采選難度大。因此，對于低品位的、復(fù)雜的、嵌布粒度細(xì)的磷礦石的開發(fā)利用，對我國磷肥工業(yè)的發(fā)展及其環(huán)境治理具有極其重要的意義。 近年來，研究者們開辟了一條利用生物浸礦的方法來合理利用低品位磷塊巖礦石的新途徑，然而這一技術(shù)的不足之處是生物浸出速率較慢，對某些礦物的浸礦效率還不夠高。其關(guān)鍵是所使用的菌種浸礦活性不高，多為天然的菌種。氧化亞鐵硫桿菌是目前研究與應(yīng)用最多的浸礦菌種。但是，

2、該菌的應(yīng)用也存在上述問題。本文采用誘變手段對氧化亞鐵硫桿菌進(jìn)行處理，并在黃鐵礦存在條件下對其生物浸出磷礦粉中可溶性磷的行為展開了較為細(xì)致的研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明： 黃鐵礦存在條件下，通過單因素實(shí)驗(yàn)得到氧化亞鐵硫桿菌從磷礦粉中浸出可溶性磷的優(yōu)化基本參數(shù)條件如下：浸礦溫度，30℃；浸礦轉(zhuǎn)速，120 r/min；浸礦初始pH=2。在優(yōu)化條件下，磷的浸出率可達(dá)8.7％-9.2％。 為了進(jìn)一步提高細(xì)菌的浸礦活性，促進(jìn)可溶性磷的浸出，本

3、文分別采用單一誘變和復(fù)合誘變的方法處理氧化亞鐵硫桿菌，分別包括紫外照射、微波輻射和硫酸二乙酯誘變。 采用254 nm的紫外燈在15 cm處對細(xì)菌進(jìn)行不同時(shí)間長度的表面照射，得到紫外照射氧化亞鐵硫桿菌的最佳時(shí)間為5 min。該條件下細(xì)菌氧化活性達(dá)1.32g/（L·h），是馴化菌的2.8倍，致死率為83％。將5 min紫外誘變菌進(jìn)行浸磷實(shí)驗(yàn)，磷的浸出率達(dá)到13-31％，比馴化菌浸磷提高了66％。 在不同微波功率（200－10

4、00 W）輻照下對氧化亞鐵硫桿菌進(jìn)行40 s的輻照處理，其中，微波誘變氧化亞鐵硫桿菌的最佳功率為800W。800W微波功率下，細(xì)菌的氧化活性為1.35g/（L·h），是馴化菌氧化活性的2.8倍，致死率為76％。浸出5 d后，其磷的浸出率達(dá)最高，為12.25％，比馴化菌浸磷提高了52.74％。 分別以最終濃度為0.2％、0.4％、0.6％、0.8％、1.0％和1.2％的硫酸二乙酯處理氧化亞鐵硫桿菌15 min，并以50％硫代硫酸鈉

5、溶液終止誘變，以1.0％濃度條件下的誘變效果最佳。此時(shí)，細(xì)菌的氧化活高達(dá)1.84g/（L·h），是馴化菌的3.8倍，致死率為71％。該條件下的誘變菌磷的浸出率最高可達(dá)14.9％，高于馴化菌85.8％。 采用不同濃度的硫酸二乙酯復(fù)合誘變5 min紫外優(yōu)勢誘變菌，其復(fù)合誘變菌的氧化活性優(yōu)于馴化菌，但未在其紫外單一誘變的基礎(chǔ)上二次提高細(xì)菌活性，反而有所下降，這可能是由細(xì)菌對誘變環(huán)境的“鈍化”以及DES的負(fù)協(xié)同效應(yīng)導(dǎo)致。其中，1.2％D

6、ES濃度下的紫外菌氧化活性為1.23g/（L·h），是馴化菌的2.6倍，但比5 min紫外誘變菌降低了7.32％，致死率為79％；此時(shí)，對應(yīng)的磷的浸出率為11.19％，高于馴化菌浸礦39.5％，低于紫外優(yōu)勢誘變菌浸礦18.95％。 以上結(jié)果表明：四種處理方法中，經(jīng)1.0％DES處理的氧化亞鐵硫桿菌的誘變效果最佳，其利用黃鐵礦浸磷的效果也最好。 黃鐵礦存在條件下氧化亞鐵硫桿菌從磷礦粉中浸出可溶性磷是一種簡便、有效的新方法。