一株胶质芽胞杆菌对磷矿石风化作用的实验研究

以一株质芽孢杆菌为例研究实验条件下微生物对磷矿石的风化作用.以直接作用和间接作用的方式研究培养基中胶质芽孢杆菌对磷矿粉的风化作用,即在装有100目磷矿石粉的液体培养基中接种,研究该菌对磷矿石粉的直接风化作用;同时,将装有100目磷矿石粉的透析袋放入液体培养基中再接入该菌,研究其对磷矿石粉的间接风化作用.按不同时间取培养液上清液,过滤,用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)测定滤液中Ca2 、Mg2 、Na 、Mn2 、Al3 、Fe3 和K 等浓度,比色法测定水溶性P(Pws)和水溶性Si (Siws) 的含量;滤膜上的固体物称重并消解后,同上方法测定Ca2 、Mg2 、Na 、Mn2 、Al3 、Fe3 和K 等浓度以及Pws和Siws含量.此外,细菌风化作用后的矿物残渣用电子探针作表面微观形态分析和XRD矿物物相分析.结果表明:胶质芽孢杆菌对磷矿石粉风化的直接作用强度大于间接作用;对不同矿物的风化强度不同,对粘土矿物的风化作用较明显.提出细菌对磷矿石的风化作用源自细菌生长导致的机械破坏作用、胞外分泌物的生化降解作用以及多种因素之间的协同作用.     

面包酵母菌吸附黄铜矿微生物浸出矿液中Cu~(2+)的试验研究

选用面包酵母菌为吸附菌株,研究了菌株吸附黄铜矿微生物浸出矿液中Cu2+的吸附富集过程,探讨了吸附试验中pH值、温度和初始菌体加入量对Cu2+吸附效果的影响。结果表明:在酵母菌吸附Cu2+的过程中,菌体细胞上的蛋白质酰胺和多糖等成分更多地参与了吸附Cu2+的过程,Cu2+与菌体表面的有机基团结合形成颗粒物沉淀附着在细胞壁上。菌株动力学吸附分析中发现,实验用各菌株对Cu2+的动力学吸附过程除了受菌株种属的影响外,还应与菌株的细胞壁形貌、菌株本身的生长状况的等因素相关。在pH=4.5、t=30℃、初始菌体加入量8.0 g/L的条件下,吸附反应14 h后酵母菌的最佳铜吸附率可达66.64%,面包酵母菌可以吸附富集黄铜矿微生物浸出矿液中的Cu2+,可以有效回收低品位黄铜矿中的铜资源。     

工业固体废物资源循环利用矿物学

固体废物是一种潜在的“混合复杂资源”,实现固体废物资源循环利用是构筑可持续资源供给与应用的重要方式,也是循环经济的重要内容。阐述了固体废物资源循环利用的属性特点、意义和5R原则,同时总结了固体废物资源循环利用研究的主要内容和学科基础,归纳了固体废物资源循环利用面临的主要科学技术问题。以蛇纹石尾矿、煤矸石、粉煤灰、冶炼渣、工业副产石膏、电子废物等典型固废资源循环利用为例,介绍了不同种类固废的矿物学特性、循环利用发展方向,并阐述了固体废物资源循环利用的矿物学方法,指出了未来工业固体废物资源循环利用的研究重点。     

氧化亚铁硫杆菌浸取黄铜矿石影响因素的试验研究

本文通过对氧化亚铁硫杆菌浸出青海某地区低品位黄铜矿石的试验,探讨了接种量、矿石粒度、矿浆含量对黄铜矿石摇瓶浸出过程的影响。结果表明：在无菌硫酸浸出过程中,黄铜矿可以自发氧化分解,最终浸出率为15.98%;在有菌浸出过程中,氧化亚铁硫杆菌接种量为5/100（mL/mL）时铜浸出率最高可达31.16%。氧化亚铁硫杆菌浸出黄铜矿在接种量为5/100（mL/mL）,矿石粒径为〈104μm,矿浆含量为5/100（mL/mL）时较为适宜。     

骨炭钝化含黄铁矿多重金属尾矿的研究

钝化处理被广泛应用于含重金属尾矿的处理,可以从源头上防止酸矿废水(AMD)的产生,寻找一种价廉易得且对环境危害小的钝化剂十分必要。本文主要研究在骨炭作用下,用pH值为4的双氧水对黄铁矿进行氧化,探讨骨炭对黄铁矿氧化释放重金属的钝化作用。实验结果表明,添加不同含量的骨炭(分别为0.5、2.5和5 g)能将溶液的pH值分别提高到8.93、10.01和10.42,表明骨炭具有较强的中和能力,同时黄铁矿氧化释放的Pb、Zn和Cd等重金属离子浓度明显地降低。但当骨炭含量超过2.5 g时,对As有促进释放的趋势。红外光谱分析显示钝化后黄铁矿样品位于420、563、603、1 044、1 091 cm~(-1)处的特征峰主要来自PO_4~(3-)的振动,XRD进一步揭示了黄铁矿表面主要含磷次生矿物是磷铁矿和羟磷铁铅石,这些次生矿物对重金属钝化起着重要作用。因此,骨炭有望作为钝化含多重金属尾矿的钝化剂。     

一株黑曲霉对磷矿石的风化作用

以一株分离于植物根际土壤且有较强溶磷能力的真菌研究其对磷矿石的风化作用。对该菌株的ITS序列进行PCR扩增及序列测定后,再结合该菌株的形态特征对其进行鉴定,结果为黑曲霉(Aspergillus niger)。用ICP-OES测定培养液中的Ca2+浓度,磷钼比色法测定可溶性磷的含量,电子探针、透射电镜和能谱仪分析菌株作用后的残留物。培养液中的Ca2+浓度由第3天的10.02mg/L增加到第30天的217.61mg/L,可溶性磷的浓度由第3天的5.37mg/L增加到第30天的921.37mg/L;风化过程中形成了大量的次生矿物草酸钙,大分子有机物形成的生物膜以及菌丝体穿插破坏矿物颗粒促进磷矿石的风化。表明该菌株对磷矿石有较强的风化能力,黑曲霉生长产生的生物物理破坏作用和胞外分泌物的生化降解作用是引起磷矿石风化的主要因素。     

人工合成图水羟砷铁矾的矿物学研究

图水羟砷铁矾是目前发现的存在于酸矿废水中的唯一的亚砷硫酸盐含铁矿物,其化学式为Fe6(AsO3)4(SO4)(OH)4.4 H2O。图水羟砷铁矾对研究酸矿废水中砷地球化学以及冶金含砷废水处理都具有重要意义。本文通过恒温水浴反应器合成该矿物,首次采用红外光谱和拉曼光谱对其表征,结果表明:位于770 cm-1处的红外特征峰来自矿物中As—O伸缩振动;位于609、663、512、455和365 cm-1处的拉曼特征峰分别来自矿物中As—OH不对称伸缩振动、As—OH伸缩振动(υ3)、AsO33-不对称弯曲振动(υ4)(512和455 cm-1)和O—As—O弯曲振动;光电子能谱结果表明矿物中As为+3价,不存在更高氧化态。低pH值和高硫酸根有利于矿物获得较好晶形;矿物在pH>3出现不谐溶解,首次测定矿物溶度积常数(Ksp)为107.7,标准吉布斯反应自由能(ΔG0f)为-3 605 kJ/mol。     

森林流域营养离子循环的锶同位素示踪

大气输入与岩石风化是森林系统K、Na、Ca、Mg等营养离子的主要来源,了解二者的输入比率及转化是研究森林流域内物质循环过程的关键.Sr同位素作为Ca等阳离子的有效"示踪剂",已广泛应用于流域内Ca等阳离子来源及其在系统内循环的研究.本文着重介绍了Sr同位素定量模型的建立及其在森林流域营养离子来源识别和循环通量计算研究中的应用.     

磷灰石的微生物风化研究进展

微生物对磷灰石的风化作用在磷的生物地球化学循环中有重要意义,其研究方法有静态研究和动态研究两类,后者较准确地反映微生物对磷灰石风化的自然状况.选用不同的研究方法视目和内容而定.磷灰石的微生物风化作用机理是核心研究内容,目前的解释包括酸解、络解,以及微生物的物理破坏作用等几个方面.     

黄钾铁矾类矿物生成对嗜酸氧化亚铁硫杆菌浸提废旧印刷线路板铜的影响

摘要:研究柱浸条件下黄钾铁矾类矿物生成对嗜酸氧化亚铁硫杆菌浸提废旧印刷线路板金属铜的浸出影响,结果表明:柱浸体系中黄钾铁矾类矿物生成是影响浸铜效率的主要因素;pH值在2.20时可以保持浸出体系中一定的Fe3+量与较高的ORP值;黄钾铁矾类矿物在有细菌作用时生成;加酸维持低pH值(pH2.50)可减少黄钾铁矾类矿物的生成,浸出反应能持续进行。