一种复合浸矿菌群及其在生物冶金中的应用制造技术

本发明专利技术涉及一种复合浸矿菌群及其在生物冶金中的应用。该复合浸矿菌群在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏号为ＣＧＭＣＣ　Ｎｏ．２３９５，在３０℃－５２℃的温度范围内具有较强的氧化活性，工作ｐＨ在０．８－２．２５之间，砷离子耐受度在０－２０ｇ／Ｌ。该复合浸矿菌群用于提取和回收金或铜，大大的拓宽了生物冶金在金矿中的应用范围，同时由于其具有较宽的温度适应范围，这样既提高了氧化速度又降低了生产成本，因此本发明专利技术的混合菌群在生物冶金工业中将会有重要的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复合浸矿菌群及其应用。
技术介绍
难处理金矿石中由于金被硫化矿物所包裹，从而呈现显微或次显微状 态，采用传统的回收工艺处理，不但生产成本较高，能耗高，对环境污染 重，而且回收率偏低。生物冶金技术利用嗜酸性微生物的作用克服上述弊 病，嗜酸性菌种类繁多，可分为铁氧化菌和硫氧化菌，大多时候他们都是混合作用于硫化矿物，他们最适pH范围在1.5-2.0之间，而不同菌种又 有各自不同的温度适应范围，在生物冶金过程中由于细菌氧化硫化矿物是 放热反应，所以反应器内的温度往往高外界温度，但是仍然受到外界温度 的较大影响，因此通常需要外加控温措施来保证菌群能够正常地工作，在 温度随季节变化不大的地区，控温措施易于实施，控温成本也较低。在温 度随季节变化而有较大变化的地区，为菌群保持一个恒定的温度难度较 大，成本也较高，因此能够在较宽温度范围内进行正常工作的菌群更贴近 现实，更具有实际意义。同时在反应器内由于机械搅拌对浸矿微生物产生 较强的剪切力，为微生物的生长繁殖带来不利影响。此外硫化矿物中的砷 在菌群的浸矿过程中起抑制作用，能够耐受较高砷离子浓度的菌群更具有 应用活力。目前大多细菌浸出过程都试图在较宽的温度范围，较强的剪切 力，较高的毒性离子浓度环境下进行。筛选分离能够在较宽温度范围，较强剪切力，较高毒性离子浓度条件下具有高氧化效率的冶金菌具有极大的应用前景。
技术实现思路
本专利技术提供一种复合浸矿菌群及其在生物冶金中的应用，是在较宽的温度范围、较强的剪切力作用、较高的毒性离子、较低的pH值条件下， 具有高氧化活性的复合浸矿菌群，它应用在生物冶金中。在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏号为CGMCC No. 2395，保藏日期2008.3.10。复合浸矿菌群硫杆菌属与钩端螺旋菌属。 本专利技术的复合浸矿菌群中含有嗜铁钩端螺旋菌(Leptospirillum ferriphilum)，嗜^!;氧^七硫硫4七杆菌(Sulfobacillus thermosulfidooxidans)， 嗜热嗜酸硫杆菌(Acidithiobacillus caldus)，及古生菌铁原体嗜酸菌 (Ferrap/asma ac/d^//um)。嗜铁钩端螺旋菌的16SrRNA基因序列如 Sequence NO. 1所述，嗜热嗜酸硫杆菌的16SrRNA基因序列如Sequence NO. 2所述，嗜热氧化硫硫化杆菌的16SrRNA基因序列如Sequence NO. 3 所述，铁原体嗜酸菌的16SrRNA基因序列如Sequence NO. 4所述。这些菌 交互作用于矿石，在复合菌群的生物浸矿中产生重要作用。本专利技术的复合菌群在30°C -52nC的温度范围内具有较强的氧化活性， 工作pH在0. 8-2. 25之间，砷离子耐受度在0-20g/L。本专利技术的复合浸矿菌群在生物冶金工业中的应用；该菌群用于氧化 Fe和硫化矿物，是将二价铁化合物氧化为可溶性三价铁，将低价硫化合 物氧化为可溶性硫酸盐；其中的硫化矿石包含黄铁矿、毒砂、斜方砷铁矿 及黄铜矿和硫砷铜矿。本专利技术的复合浸矿菌群用于提取和回收金或铜。本专利技术的复合菌群既可用于金矿石的生物浸出，同时也可用于铜矿的生物浸出；该复合菌群具有良好的铁和硫氧化活性，可以在F,和S2—的 氧化中得到应用。并具有强浸矿能力，可以用于含硫化物矿石的生物浸出。 由于其具有较宽的温度适应范围，可在30°C -52°C温度范围内保持高 氧化活性，为企业由于季节温度变化所进行的温度调控节约了较大成本。 本专利技术的复合菌群可在较强的剪切力作用下保持较高的氧化活性，使生物 浸出的效率更高。因浸矿复合菌群的砷离子耐受能力可达20g/L，在此种砷离子浓度下浸矿复合菌群仍保持强的氧化活性，拓宽了复合菌群的矿石 处理范围。还能在较低的pH值条件下保持较高氧化活性，其最低工作pH 值可达到0.8。本专利技术优点是通过菌种的富集培养、分离纯化后经过长期定向驯化等 步骤筛选出一种具有高氧化活性的浸矿复合菌群，该复合菌群可在较宽的 温度范围，较强的剪切力作用，较高的毒性离子、较低的pH值条件下保 持较高氧化活性。本专利技术的菌群含有球状菌、螺旋菌和弧状菌，此混合菌 群既能高效氧化Fe2+，又能高效氧化硫化物产生硫酸和硫酸盐，菌群中含 有专性化能自养菌同时又包含兼性自养菌，各菌种混合作用于矿物，其对 矿物的氧化速度远远快于中温氧化亚铁硫杆菌，菌群对矿物中的砷有较 强的耐受能力，在砷离子浓度较高的情况下(20g/l以下)仍具有较强的 氧化活性，大大的拓宽了生物冶金在金矿中的应用范围，同时由于其具有 较宽的的温度适应范围，这样既提高了氧化速度又降低了生产成本，因此 本专利技术的混合菌群在生物冶金工业中将会有重要的应用前景。附图说明图1是不同培养基于Fe3+浓度关系曲线；图2是不同pH值于Fe3+浓度关系曲线；图3是菌群在不同温度下Fe农度与氧化时间关系曲线；图4是生物氧化液中三价砷含量的变化曲线；图5是氧化液全砷中三价砷所占百分比的变化曲线；图6是生物氧化过程中氧化液中F^+含量的变化曲线；图7是生物氧化过程中氧化液中F^+含量的变化曲线；图8是复合菌群工业实施实例2中，铜矿直接浸出和生物浸出对比。 图9是复合菌群工业实施实例3中，铜矿直接浸出和生物浸出对比。具体实施例方式研究复合菌群的工作特性时的培养基以9K培养基为基础，经改进配 制成3L、 6L、 9L培养基营养物质。下属各实施例中的培养方法为小型氧 化槽搅拌培养的方法，所应用的检测分析方法为，细菌生长繁殖氧化？62+ 过程中，其中溶液中可溶性铁(Fe和Fe3+)浓度的分析采用重铬酸钾容 量法分析，A,浓度采用甲基橙--溴酸钾测定，TAs采用次磷酸钠还原一-碘量法测定，菌群生长的pH值以及氧化过程中产生的硫酸用pH计测定， 氧化过程中的氧化还原电位利用电位计测定。 1.菌群生长所需培养基菌群的生长繁殖需要有培养基来进行营养物质的补充，本专利技术菌群的 培养基以9K培养基为基础，经改进配制成3L、 6L、 9L培养基营养物质。用四种培养基在同一条件下进行细菌繁殖，同时考察其氧化F,的速度，绘制不同培养基与Fe3+浓度关系曲线。如图l。图1曲线表明，菌群在3L-6L培养基中繁殖速度快，氧化Fe的能力 较强。2. 菌群的制备本专利技术的复合菌群是由试验人员从云南一矿区采集的酸性废水中筛选 而来，首先将采集的酸性废水中加入无菌的改制9K培养基，37C恒温振 荡培养箱振荡培养，对其进行富集培养， 一段时间之后，镜下观察有大量 运动细菌存在，然后对其进行矿物的适应性培养，待菌群在矿物中能够进 行生长之后，对其进行矿物浓度梯度试验，逐步提高菌群工作的矿浆浓度， 最后经过长时间的矿物定向驯化之后进行工业应用。3. 菌群的鉴定方法采用16SrDNA库的建立及序列分析的方法a.总DNA的提取参考Laurent的方法(Laurent et al， 2001)。样 品在4T冰箱静置过夜后，将上清12000rpm离心收集，得到菌体和原矿 颗粒的混合物。称取1 g此混合物、0.6 g玻璃珠(直径465-600 iLim， Sigma 公司)到4 mL的离心管中，加入1.0 mL的溶液A[IOO mM Tris (pH8.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合浸矿菌群，其在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏号为ＣＧＭＣＣ　Ｎｏ．２３９５。

【技术特征摘要】
1、一种复合浸矿菌群，其在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏号为CGMCC No.2395。2、根据权利要求1所述的复合浸矿菌群，是嗜铁钩端螺旋菌(L印tosp/别wr7fem;pMum)、嗜^ft嗜酸i^杆菌(/Ac/c/欣/ojbac/7/t;s ca/dt/s )、卩耆^j氧f七硫石克4七杆菌(Si//fo6ac,7/iys Me/mosu/ffctoox/'c/ans )禾口古生菌铁原体嗜酸菌(Ferrap/asma ac,饰Mum)的混合体，嗜铁钩端螺旋菌的16SrRNA基因序列如Sequence NO. 1所述，嗜热嗜酸硫杆菌的16SrRNA基因序列如SequenceNO. 2所述，嗜热氧化硫硫化杆菌的16SrRNA基因序列如Sequence NO. 3所述，铁原体嗜酸菌的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高金昌，金世斌，郝福来，杨凤，韩晓光，
申请(专利权)人：中国黄金集团公司技术中心，长春黄金研究院，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]