摘要利用不同功率的微波对蒸馏水进行不同时间的处理,并配成培养基研究微波对氧化亚铁硫杆菌浸出铜的影响。试验结果表明,微波处理水对细菌浸矿有促进作用,10 min处理的效果最好。随着微波辐射强度的增加,金属的浸出率也相应增加。用微波700 w处理3 min,铜浸出率达28.01%。
关键词氧化亚铁硫杆菌;微波;浸铜;影响
中图分类号tf18;th111.31文献标识码a文章编号 1007-5739(2010)23-0015-01
随着自然界矿产资源的开发利用,高品位矿产资源日益枯竭,贫矿、复杂矿、多金属共生矿的开发日益为人们所重视。利用传统的矿物加工技术,开发利用这些资源有很多困难,而利用生物技术和传统湿法冶金技术相结合用以处理矿石,取得了很好的效果。1956年美国应用细菌浸出铜;1966年加拿大用细菌浸出铀研究成功。氧化亚铁硫杆菌(t.f菌)属微生物中原核生物界、硫杆菌属。t.f菌生理特性为化能自养,好氧嗜酸,革兰氏阴性。一般认为t.f 菌能在9k培养基上生长,条件为ph值2.0,温度为30 ℃,接种量为10%,氧化亚铁硫杆菌浸矿效果最好,在9k固体培养基上呈红棕色菌落。细菌直接浸出是指细菌和矿物表面接触,将金属硫化物氧化为酸溶性的二价金属离子和高价硫化物的原子团[1-3]。在有水和空气的情况下,细菌会和许多金属硫化矿发生直接浸出反应。主要反应式如下:
细菌浸矿的直接作用在排除fe3+存在情况下,用人造的纯铜蓝(cus)进行细菌浸出研究,通过显微镜的观察发现细菌吸附在被侵蚀矿物表面,同时在浸出过的纯铜蓝晶格表面有明显被侵蚀的痕迹得到证明。www.11665.coM
尽管细菌浸矿在金属提取上已获得一定程度的工业应用,但由于受到温度、酸度、细菌生长周期等因素限制,细菌生长缓慢,浸出周期长,浸出率不高,这极大地制约了其在工业上的快速发展[4-6]。因此,如何加快细菌浸矿速度,提高细菌适应能力,促进其生长繁殖以提高金属浸出率是当前亟待解决的问题。
微波加热是指在0.3~300.0 ghz频率范围内对物体进行加热,它不同于一般加热方式,后者是由表及里,由外到内的热传递过程。微波加热是全面的加热方式,是材料在微波交变电场介质中由介质损耗而引起的体加热,是靠电介质的偶极子转向极化和界面转化来实现的。水具有永久性偶极矩,在交变电场中能发生偶极弛豫,在体系内部直接引起微波能的损耗。水分子互相碰撞,导致分子化学键破裂或改变水分子的原结构形式,引起水分子结构变化,如由水的大分子变为水的小分子,致使不能形成水合物,这样游离的fe3+数目会更多,有利于提高浸出。另外,电磁辐射的微波也具有相应的磁场,引起溶液界面压力差,促进氧气在水中的溶解,从而促进了细菌的生长。目前,影响微生物浸矿的因素很多主要有添加表面活性剂、对浸出体系施加电场、磁场以及添加ag+等金属离子。笔者通过试验研究微波对氧化亚铁硫杆菌浸出金属的影响。
1材料与方法
1.1试验材料
试验菌种:氧化亚铁硫杆菌株。培养基成分:9k液体培养基。矿石:硫化铜矿石。试验仪器:微生物恒温振荡培养器、原子吸收光谱仪、分析天平、可调万用电炉、格兰仕微波炉、100级洁净工作台、精密ph计。
1.2试验方法
称取5 g矿粉,加入100 ml的9k灭菌液体培养基,用1∶1硫酸调节ph值为2,等待ph值稳定后,接种10 ml氧化亚铁硫杆菌,并称重,在30 ℃、120 r/min下摇瓶浸出10 d。试验过程中,用1∶1的硫酸调节ph值恒为2,用蒸馏水补充所蒸发水分。
1.3铜含量测定法
采用原子吸收光谱法,它是基于测量蒸汽中基态原子对特征电磁辐射的吸收,以测定化学元素的方法。
2结果与分析
2.1不同微波处理时间对细菌浸矿的影响
将200 ml蒸馏水放入微波炉中,在功率560 w处分别处理1、3、5、10 min。将处理过的蒸馏水配置成9k培养基,在温度30 ℃,接种量10%,固液比5%,ph值为2,振荡速度120 r/min情况下浸出15 d,所得结果见表1。
2.2微波辐射强度对细菌浸出矿物的影响
在功率分别为560、670、700 w辐射3 min时的矿物浸出结果如图1所示。由图1可以看出,在处理时间相同(3 min)时,微波辐射的强度越大,铜浸出率越高。
3结论与讨论
随着微波处理时间的延长,金属浸出率也相应提高,微波处理水对细菌浸铜有明显的促进作用,其中,10 min处理的效果最好。处理10 min以后,微波对浸出矿物无促进效果。其原因可能是处理时间越长,水的温度越高,水中溶解的氧气含量也越小,从而使细菌生长变缓,浸出率也随之
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减小。随着微波辐射的强度增加,金属的浸出率也相应增加了。在用微波700 w处理3 min后,金属铜的浸出率高达28.01%。 编辑
4参考文献
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