本文關(guān)鍵詞：中等嗜熱菌強(qiáng)化鎳黃鐵礦浸出的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： Sulfobacillus thermosulfidooxidans為無機(jī)化能兼性自養(yǎng)菌，專性好氧，嗜酸，中等嗜熱，最適生長(zhǎng)溫度50℃。能以Fe~(2+)、硫化礦為能源自養(yǎng)生長(zhǎng)，以酵母提取物為能源異養(yǎng)生長(zhǎng)，有酵母提取物存在時(shí)，可氧化元素硫，，在有機(jī)物存在的混合營(yíng)養(yǎng)條件下該菌更易生長(zhǎng)。S.thermosulfidooxidans在金屬硫化礦物的浸出中起重要作用。 本論文選擇混合營(yíng)養(yǎng)條件，以亞鐵離子為能源，在測(cè)定S.thermosulfidooxidans生長(zhǎng)曲線的基礎(chǔ)上，以Fe~(2+)的氧化表征細(xì)菌的生長(zhǎng)規(guī)律，考察影響細(xì)菌生長(zhǎng)及亞鐵氧化的主要因素。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，初始pH1.6、接種量10％、初始Fe~(2+)濃度50～100mM／l適宜細(xì)菌的生長(zhǎng)及亞鐵的氧化。 熱力學(xué)及電化學(xué)分析表明，鎳黃鐵礦性質(zhì)活潑，可進(jìn)行簡(jiǎn)單酸溶。單礦物浸出實(shí)驗(yàn)證實(shí)，鎳黃鐵礦在酸性介質(zhì)中自發(fā)分解，但浸出速度緩慢，8d僅浸出12.48％的鎳；細(xì)菌的存在強(qiáng)化了鎳黃鐵礦浸出過程，添加酵母提取物8d浸出63.67％的鎳，比無菌對(duì)照提高了55.63％。S.t菌浸出鎳黃鐵礦過程中，礦漿pH值、細(xì)菌接種量、礦漿濃度、酵母提取物用量是影響鎳浸出率的主要因素。細(xì)菌浸出體系中，由于存在大量的NH_4~+，H~+，K~+，SO_4~(2+)，隨著浸出過程的進(jìn)行，鎳黃鐵礦溶解產(chǎn)生的Fe~(3+)易與上述離子發(fā)生反應(yīng)生成黃鉀鐵礬類物質(zhì)，覆蓋在礦物表面，對(duì)浸出不利。X-射線衍射分析證實(shí)，細(xì)菌浸出過程中確實(shí)生成該類沉淀物。S.t菌在無氧條件下，可利用黃鉀鐵礬表面的Fe~(3+)作為最終電子受體，還原黃鉀鐵礬沉淀生長(zhǎng)。當(dāng)沉淀量較少時(shí)，生成的黃鉀鐵礬沉淀被S.t菌分解，對(duì)細(xì)菌浸出影響不大，但黃鉀鐵礬不能被完全還原，因而浸出過程中應(yīng)盡量減少該沉淀的產(chǎn)生。 通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究了S.t菌浸出鎳黃鐵礦的機(jī)理。研究表明S.t菌浸出鎳黃鐵礦單礦物過程中，細(xì)菌的直接侵蝕作用和高鐵的化學(xué)氧化及酸浸作用同時(shí)發(fā)生，以細(xì)菌的直接侵蝕作用為主，高鐵的化學(xué)氧化及酸浸作用是次要的。細(xì)菌掃描電鏡照片證實(shí)浸出過程中細(xì)菌牢固吸附于鎳黃鐵礦表面。細(xì)菌對(duì)礦物的吸附具有選擇性，細(xì)菌大多吸附于礦物顆粒裂縫及缺陷處。鎳黃鐵礦浸出前后礦物表面形貌變化表明，經(jīng)細(xì)菌浸出后鎳黃鐵礦被嚴(yán)重侵蝕。 熱力學(xué)及電化學(xué)分析表明，混合硫化礦物生物浸出過程中存在原電池效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鎳黃鐵礦細(xì)菌浸出體系添加黃鐵礦，加速了鎳黃鐵礦浸出過程。鎳黃鐵 昆明理工大學(xué)博士學(xué)廣論文 中等嗜熱菌強(qiáng)化鎳黃鐵礦浸出的研究 礦．黃鐵礦混合礦浸出前后表面形貌觀察及浸渣卜射線衍射分析結(jié)果證實(shí)細(xì)菌浸 出過程中鎳黃鐵礦優(yōu)先選擇溶解，黃鐵礦則被陰極保護(hù)。 應(yīng)用金川鎳精礦進(jìn)行了實(shí)際礦物細(xì)菌浸出實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明金川鎳精礦易 浸出，無菌條件下，礦漿濃度二0，50，100浸出率分別為53．060，470，35．78％。； 細(xì)菌的加入加速了鎳精礦的浸出。浸出過程中添加酵母提取物進(jìn)一步改善了浸出 效果，2％礦漿濃度時(shí)6天浸出95石7％的鎳。實(shí)際礦物比鎳黃鐵礦單礦物浸出效 果好。浸渣化學(xué)元素分析、浸出前后礦物表面形貌變化及浸渣卜射線衍射分析證 實(shí)金川鎳精礦細(xì)菌浸出過程中由于原電池效應(yīng)，鎳黃鐵礦、磁黃鐵礦優(yōu)先溶解， 黃銅礦、黃鐵礦被陰極保護(hù)。此外，精礦含一定量的含鎂堿性脈石，可為細(xì)菌生 長(zhǎng)提供足夠的鎂離子，因此，培養(yǎng)基中不需額外補(bǔ)加含鎂無機(jī)鹽。
【關(guān)鍵詞】：中等嗜熱菌 Sulfobacillus thermosulfidooxidans 硫化礦物 熱力學(xué) 電化學(xué) 鎳黃鐵礦 細(xì)菌浸出 機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2002
【分類號(hào)】：TF18
【目錄】：

• 中文摘要6-8
• 英文摘要8-51
• 第一章 文獻(xiàn)綜述51-68
• 1．1 生物濕法冶金研究與應(yīng)用概況51-53
• 1．2 浸礦微生物種類及其應(yīng)用53-59
• 1．2．1 硫桿菌屬53-54
• 1．2．2 微螺菌屬54-55
• 1．2．3 中等嗜熱菌55-57
• 1．2．3．1 磺桿菌屬55-56
• 1．2．3．2 Acidimicrobium ferrooxidans56
• 1．2．3．3 Thiobacillus caldus56-57
• 1．2．4 嗜熱古細(xì)菌57-58
• 1．2．5 中等嗜熱菌生物學(xué)特性及優(yōu)越性58
• 1．2．6 中等嗜熱菌浸出硫化礦的研究與應(yīng)用概況58-59
• 1．2．7 中等嗜熱菌浸出硫化礦的研究和應(yīng)用前景59
• 1．3 微生物浸礦機(jī)理59-61
• 1．4 細(xì)菌浸鎳研究與應(yīng)用概況61-66
• 1．4．1 浸出機(jī)理研究61-63
• 1．4．2 浸出工藝研究63-65
• 1．4．3 浸出動(dòng)力學(xué)及強(qiáng)化過程的研究65-66
• 1．4．4 應(yīng)用概況66
• 1．5 論文研究的目的意義66-67
• 1．6 論文研究的內(nèi)容67-68
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法68-75
• 2．1 試驗(yàn)礦物68-71
• 2．1．1 鎳黃鐵礦純礦物68-70
• 2．1．2 黃鐵礦純礦物70
• 2．1．3 金川鎳精礦70-71
• 2．2 菌種及培養(yǎng)基71-72
• 2．3 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備72
• 2．4 實(shí)驗(yàn)方法72-73
• 2．5 分析檢測(cè)方法73-75
• 2．5．1 細(xì)菌生理及形態(tài)特征的觀察73
• 2．5．2 細(xì)菌的計(jì)數(shù)73
• 2．5．3 細(xì)菌的形態(tài)觀察73
• 2．5．4 礦物表面形貌觀察73-74
• 2．5．5 物相分析74
• 2．5．6 化學(xué)元素分析74
• 2．5．7 氧化還原電位的測(cè)定74-75
• 第三章 S．thermosulndooxidans菌生長(zhǎng)行為的研究75-84
• 3．1 S．thermosul6dooxidans菌在不同底物上的生長(zhǎng)特性75-77
• 3．1．1 培養(yǎng)條件75
• 3．1．2 生長(zhǎng)特性75-77
• 3．2 細(xì)菌生長(zhǎng)曲線的測(cè)定77-79
• 3．3 初始pH對(duì)細(xì)菌生長(zhǎng)及亞鐵氧化的影響79-80
• 3．4 接種量對(duì)細(xì)菌生長(zhǎng)及亞鐵氧化的影響80
• 3．5 初始亞鐵濃度對(duì)細(xì)菌生長(zhǎng)及亞鐵氧化的影響80-82
• 3．6 本章小結(jié)82-84
• 第四章 鎳黃鐵礦生物浸出熱力學(xué)分析84-98
• 4．1 Ni-Fe-S-H_2O系電位-pH圖84-90
• 4．1．1 電位-pH圖繪制原理84-85
• 4．1．2 Ni-Fe-S-H_2O系電位-pH圖85-90
• 4．1．2．1 Ni-Fe-S-H_2O系電位-pH圖的繪制85-87
• 4．1．2．2 Ni-Fe-S-H_2O系電位-pH圖分析87-90
• 4．2 MeS-H_2O系電位-pH圖90-96
• 4．2．1 MeS-H_2O系電位-pH圖的繪制90-93
• 4．2．2 MeS-H_2O系電位-pH圖的分析93-94
• 4．2．3 細(xì)菌浸出介質(zhì)中可能發(fā)生的反應(yīng)94-95
• 4．2．4 細(xì)菌浸出過程中表面沉淀的形成及控制95-96
• 4．3 本章小結(jié)96-98
• 第五章 S．t菌浸出鎳黃鐵礦單礦物的研究98-112
• 5．1 S．t菌的馴化98-101
• 5．1．1 S．t菌耐Ni~（2+）能力實(shí)驗(yàn)98-100
• 5．1．2 馴化菌、非馴化菌浸礦能力對(duì)比100-101
• 5．2 有菌及無菌對(duì)比實(shí)驗(yàn)101-102
• 5．3 pH值對(duì)浸出的影響102-106
• 5．4 接種量對(duì)浸出的影響106-107
• 5．5 礦漿濃度對(duì)浸出的影響107-109
• 5．6 酵母提取物添加量對(duì)浸出的影響109-110
• 5．7 本章小結(jié)110-112
• 第六章 S．t菌浸出鎳黃鐵礦機(jī)理研究112-124
• 6．1 細(xì)菌吸附實(shí)驗(yàn)112-113
• 6．2 細(xì)菌浸出過程中細(xì)菌吸附行為及特性113-114
• 6．3 Fe~（3+）的化學(xué)氧化114-115
• 6．4 細(xì)菌—礦物直、間接作用機(jī)理研究115-118
• 6．5 浸出率隨時(shí)間的變化118-119
• 6．6 浸出前后礦物表面形貌變化119-120
• 6．7 浸渣X-射線衍射分析120-122
• 6．8 本章小結(jié)122-124
• 第七章 細(xì)菌浸出鎳黃鐵礦過程中的原電池效應(yīng)124-130
• 7．1 原電池效應(yīng)對(duì)鎳黃鐵礦浸出率的影響124-126
• 7．2 浸出前后礦物表面形貌變化126-127
• 7．3 浸渣X-射線衍射分析127-129
• 7．4 本章小結(jié)129-130
• 第八章 實(shí)際礦石浸出實(shí)驗(yàn)130-138
• 8．1 有菌無菌對(duì)比實(shí)驗(yàn)130-132
• 8．2 培養(yǎng)基組成對(duì)鎳精礦細(xì)菌浸出的影響132-134
• 8．3 浸出渣分析134-136
• 8．3．1 浸渣化學(xué)元素分析134
• 8．3．2 浸出前后礦物表面形貌變化134-135
• 8．3．3 浸渣X-射線衍射分析135-136
• 8．4 本章小結(jié)136-138
• 第九章 結(jié)論138-142
• 參考文獻(xiàn)142-152
• 致謝152-153
• 讀博期間論文發(fā)表情況153

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