粤北大宝山多金属矿酸性矿山废水中氧化亚铁硫杆菌对黄铁矿的生物氧化作用研究

利用从大宝山尾矿库酸性矿山废水培养得到的氧化亚铁硫杆菌(A.f.菌)和废矿石中的黄铁矿进行不同pH值条件下加菌和不加菌氧化实验。通过测定实验过程溶液的阳离子、硫酸根离子含量和pH值,并通过实验固体产物的XRD分析和反应前后黄铁矿表面的扫描电镜(SEM)对比分析,探讨了大宝山酸性矿山废水中的A.f.菌在不同pH值条件下对黄铁矿的氧化作用。认为:大宝山黄铁矿氧化过程中除了产生Fe离子之外,还产生了Cd、As等毒性离子,黄铁矿在pH值为2.00的环境下比pH值为3.00的环境下更容易被氧化;A.f.菌对黄铁矿的氧化有明显的促进作用,在实验条件的30d内使黄铁矿的表观氧化速率提高2～3倍;黄铁矿的生物氧化作用应该包括非接触的间接氧化作用和接触氧化作用。     

氧化亚铁硫杆菌与毒砂相互作用的阶段性及其机理研究

设计了毒砂的生物氧化和化学氧化两组对比实验,并对反应35d的溶液化学、固相产物成分和矿物表面元素化合态变化进行了分析,以说明氧化亚铁硫杆菌（A．ferrooxidans）与毒砂的相互作用机理。研究发现,毒砂的生物氧化过程随A．ferrooxidans菌生长规律分为三个阶段：（1）反应前7d,生物氧化作用还很弱,以自然氧化反应为主;（2）反应8～21d,生物氧化反应开始发生,细菌进入迟缓生长期;（3）反应22～35d,细菌处于对数生长期,生物氧化作用强烈。由离子浓度变化规律反映,前两个阶段生物氧化速率低于化学氧化,第三阶段起生物氧化速率高于化学氧化。细菌生长受溶液累积的As抑制,A．ferrooxidans菌能促进As和Fe形成砷酸铁沉淀,以降低As的抑制作用。毒砂表面高价态元素的比例随细菌生长和溶液Fe离子浓度的升高而增大,生物氧化第三阶段毒砂表面高价态元素的比例高于化学氧化。氧化过程中毒砂表面覆盖中间氧化产物S^0和As2S3沉积层,对比化学氧化,Aferrooxidans菌能不断把Fe^2＋氧化成Fe^3＋,促进毒砂表面中间产物氧化,并间接氧化毒砂。     

粤北大宝山多金属矿氧化亚铁硫杆菌对闪锌矿的生物氧化作用初步研究

利用从大宝山尾矿库酸性矿山废水培养得到的氧化亚铁硫杆菌(A.f.菌)和闪锌矿进行初始pH 2.00和pH 3.00条件下的无菌氧化、含菌含铁氧化和含菌不含铁氧化实验.通过测定实验过程溶液的阳离子、硫酸根离子含量和pH值,实验固体产物的XRD分析和反应前后闪锌矿表面的电镜扫描(SEM)对比分析,获得如下结论:①在不含铁离子的情况下,闪锌矿在pH为2.00的环境下比pH为3.00的环境下更容易被氧化;②氧化亚铁硫杆菌对闪锌矿的氧化有明显的促进作用,其氧化速率比无菌氧化速率要提高10～30倍;③铁离子存在对闪锌矿生物氧化有明显的促进作用,最高可达300倍;④氧化亚铁硫杆菌以及铁离子存在使闪锌矿的生物氧化作用最终溶液pH值明显低于无菌氧化作用的pH值;⑤闪锌矿的微生物氧化的最佳pH条件在2.0～2.4之间.闪锌矿的生物氧化过程中,细菌的直接氧化作用和间接氧化作用可能都是存在的.     

30℃条件下氧化亚铁硫杆菌作用后黄铁矿的表面特征

为了深入研究氧化亚铁硫杆菌对黄铁矿氧化的影响，本文设计了二组平行实验：一组在H2SO4溶液中加入黄铁矿；另一组在加入黄铁矿的H2SO4溶液接种氧化亚铁硫杆菌。溶液的pH值用浓硫酸调到2．5。利用扫描电子显微镜对新鲜黄铁矿表面及硫酸溶液和含氧化亚铁硫杆菌溶液淋滤过的黄铁矿表面进行了观察。实验结果表明，新鲜黄铁矿表面比较平滑，硫酸溶液淋滤的黄铁矿表面也比较平滑，未见明显的浸蚀坑，而在氧化亚铁硫杆菌作用后的黄铁矿表面上，存在大量各种型式的浸蚀坑。     

不同生长阶段氧化亚铁硫杆菌的Cu2+吸附研究

通过不同生长阶段的氧化亚铁硫杆菌对Cu2+的吸附实验研究,发现对数期和稳定期的氧化亚铁硫杆菌的Cu2+吸附容量存在一定差别,对数生长期比稳定期的氧化亚铁硫杆菌吸附量略高.同时,Cu2+的吸附量与溶液的pH值之间存在显著的负相关关系,说明在吸附过程中,Cu2+与氧化亚铁硫杆菌的表面存在的化学基团发生了质子交换反应.对数生长期的氧化亚铁硫杆菌和稳定期的氧化亚铁硫杆菌吸附过程均符合Freundlich吸附模型,表明氧化亚铁硫杆菌细胞的表面化学非均质性较强.不同生长阶段细菌的吸附性能差异可能与细胞表面的化学结构存在差异有关.     

广东云浮硫铁矿山氧化亚铁硫杆菌的分离及生长规律研究

从广东云浮硫铁矿坑水中分离得到了氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans）Y1菌株,并对其生长规律进行了初步的研究。发现随着时间的变化,培养基溶液中的Fe^2＋浓度与细菌数量呈明显的负相关,间接证明了A.f菌通过钒化Fe^2＋来获得能量。当溶液中Fe^3＋浓度达到一定程度的时候形成黄钾铁矾沉淀,而溶液的pH值会先变大后变小,维持在2．0～2．5之间。     

施氏矿物吸附Cu2+及氧化亚铁硫杆菌的实验研究

在金属硫化物的表生氧化过程中,施氏矿物是最常见的一种次生矿物.施氏矿物具有粒度小、比表面积大、表面吸附能高的特点,能够吸附环境流体中的重金属离子和微生物细胞,从而影响重金属元素及微生物的表生地球化学行为.利用化学合成的施氏矿物,开展了施氏矿物吸附Cu2+及氧化亚铁硫杆菌的实验.结果显示:施氏矿物对金属Cu2+及氧化亚铁硫杆菌均有较强的吸附性;施氏矿物对Cu2+的吸附基本符合Langmuir吸附模型,而对氧化亚铁硫的吸附行为不符合Langmuir模型,可用Freundlich模型描述;施氏矿物的存在对流体中微生物的活动性及其地球化学行为有重要影响,可能会降低氧化菌分解金属硫化物的效率.     

氧化亚铁硫杆菌水文地球化学作用实验初步研究

在某些地球化学环境中，微生物对水─岩相互作用有重要影响。本文通过氧化亚铁硫杆菌与硫化物相互作用试验，初步研究了氧化亚铁硫杆菌作用引起水─岩介质变化特征，分析了氧化亚铁硫杆菌水文地球化学作用的一些规律。     

嗜酸性氧化亚铁硫杆菌与硫化物矿石相互作用的实验研究

实验研究了嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,简称A.f)与硫化物矿石之间的相互作用,以观察不同矿石矿物发生微生物氧化和形成次生矿物的差异。采用ICP-OES分析了反应前后溶液成分变化,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)等分析手段研究了矿石表面形貌的变化和沉淀物的矿物组成。分析结果表明,A.f对同一矿石中不同矿物作用强度存在明显差异,方铅矿、闪锌矿发生强烈氧化分解,而与黄铁矿的相互作用则较弱。这种差异可能与矿物晶体结构有关,在多种矿物并存的情况下,可能发生了原电池反应,作为阴极的黄铁矿受到保护,而作为阳极的闪锌矿、方铅矿的氧化作用得到促进,总体上表现为A.f对矿石硫化矿物的选择性作用。     

天然褐铁矿的光电化学响应及对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌生长的影响

通过对比实验研究了天然褐铁矿对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(A.f.)生长的影响.利用X射线衍射分析(XRD)确定实验中所用天然褐铁矿样品的主要物相为针铁矿和赤铁矿,紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和不同光照条件下的时间电流曲线表明天然褐铁矿在可见光下具有良好的光电化学响应.采用"H"型装置进行双室体系反应,设置了3组对比实验,结果显示A.f.在有光催化电子传入情况下生长较好,在96 h内细胞浓度增加了12倍,3组实验中Fe2+浓度的变化规律与A.f.的生长趋势相对应.由此揭示了天然褐铁矿促进A.f.生长的机制为:在光照作用下天然褐铁矿能产生光生电子-空穴对,光生空穴被电子供体(抗坏血酸)捕获,分离出的光生电子传入阴极室能够将Fe3+还原为Fe2+,实现Fe2+的电化学再生,提供充足的电子能量来源,促进细菌生长.     

Pyrite Surface after ThiobaciUusferrooxidans Leaching at 30℃

In order to investigate the effect of Thiobacillusferrooxidans on the oxidation of pyrite, two parallel experiments, which employed H2SO4 solutions and acidic solutions inoculated with ThiobaciUus ferrooxidans, were designed and carried out at 30℃. The initial pH of the two solutions was adjusted to 2.5 by dropwise addition of concentrated sulphuric acid. The surfaces of pyrite before exposure to leaching solutions and after exposure to the H2SO4 solutions and acidic solutions inoculated with Thiobacillus ferrooxidans were observed by scanning electron microscopy （SEM）. There were a variety of erosion patterns by Thiobacillusferrooxidans on the bio-leached pyrite surfaces. A conclusion can be drawn that the oxidation of pyrite might have been caused by erosion of the surfaces. Attachment of the bacteria to pyrite surfaces resulted in erosion pits, leading to the oxidation of pyrite. It is possible that the direct mechanism plays the most important role in the oxidation of pyrite. The changes in iron ion concentrations of both the experimental solutions with time suggest that ThiobaciUus ferrooxidans can enhance greatly the oxidation of pyrite.     

Acidithiobacillus ferrooxidans氧化分解毒砂的次生产物研究

毒砂是常见的含砷硫化物矿物。在金属硫化物矿山环境中,含毒砂矿石和尾矿的风化会导致严重的重金属污染,在其风化过程中,微生物能够显著促进毒砂的氧化分解。本文实验研究了Acidithiobacillus ferrooxidans氧化分解毒砂矿物的现象,利用X射线衍射和扫描电子显微镜,分析了毒砂微生物氧化作用形成的次生矿物类型,发现毒砂表面存在As含量明显不同的2类次生产物,观察到黄钾铁矾、臭葱石、自然硫和施威特曼石等矿物;借助光电子能谱仪重点分析了微生物作用前后毒砂晶面的表面化学组成,基本查明了Fe、As和S三种元素的价态变化,初步探讨了毒砂表面次生矿物成因和As的化学态转化。     

Pyrite Surface after Thiobacillus ferrooxidans Leaching at 30℃

In order to investigate the effect of Thiobacillus ferrooxidans on the oxidation of pyrite, two parallel experiments, which employed H2SO4 solutions and acidic solutions inoculated with Thiobacillus ferrooxidans, were designed and carried out at 30℃. The initial pH of the two solutions was adjusted to 2.5 by dropwise addition of concentrated sulphuric acid. The surfaces of pyrite before exposure to leaching solutions and after exposure to the H2SO4 solutions and acidic solutions inoculated with Thiobacillus ferrooxidans were observed by scanning electron microscopy (SEM). There were a variety of erosion patterns by Thiobacillus ferrooxidans on the bio-leached pyrite surfaces. A conclusion can be drawn that the oxidation of pyrite might have been caused by erosion of the surfaces. Attachment of the bacteria to pyrite surfaces resulted in erosion pits, leading to the oxidation of pyrite. It is possible that the direct mechanism plays the most important role in the oxidation of pyrite. The changes in iron ion concentrations of both the experimental solutions with time suggest that Thiobacillus ferrooxidans can enhance greatly the oxidation of pyrite.     

黄铁矿处理含Cr(Ⅵ)废水的进一步实验研究

利用加热与超细粉碎方法对天然黄铁矿进行改性 ,探讨其去除 Cr( )的效果。将黄铁矿加热到 4 50℃时 ,试样除 Cr( )的效率大幅度增高 ,适宜的 p H范围从小于 2 .5增加到 3.0 6～1 1 .2 0 ,且加热改性的试样用量不到天然试样用量的 1 0 %。2 0 0目至 4 0 0目的天然黄铁矿去除 Cr( )的效率远较 2 0 0目以上的天然黄铁矿去除 Cr( )的效率高。试样久置不影响对 Cr( )的去除效果 ,去除率可达 99.2 %以上 ,反应后的 p H值都接近 4 .0 ,与磁黄铁矿处理 Cr( )废水过程中 p H值的变化规律一致。不同产地的黄铁矿样品除 Cr( )的效果稍有差异。     

不同类型黄铁矿对金的吸附实验

在稀溶液状态下的Ａｕ的吸附实验，较好地体现了地质热液过程中吸附作用在金矿成矿方面的重要性。黄铁矿与金的硫氢配合物的作用结果截然不同于黄铁矿与金的氯配合物的作用结果。黄铁矿对金的硫氢配合物的吸附是通过表面络合和静电吸附完成的，且不同类型黄铁矿有明显的吸附差异。矿物表面特性及非均匀催化可能在吸附过程中起了重要作用。金矿中常见的Ａｕ、Ａｓ和ｐ型黄铁矿三位一体的现象可能与Ａｓ对吸附作用的影响有较大关系。而     

黄铁矿风化表面高含量的碳:微生物活动的证据

位于尾矿或废石堆中的黄铁矿，其表面的碳常有3种来源：(1)吸附的CO2，(2)沉淀的碳酸盐矿物或吸附的[CO3]^2-，[HCO3]^-；(3)黄铁矿表面的微生物。XPS分析显示，在鸡冠山废岩堆中，黄铁矿表面的碳含量普遍较高，仅用来自大气中CO2的吸附是难以解释的。这些黄铁矿处于废岩堆氧化带的酸性环境中，决定了在它们的表面不可能存在第二种来源的碳，XRD谱也证实在这些黄铁矿的表面风化层中不存在碳酸盐矿物。微生物Thiobacillus ferrooxidans和Leptospirillum ferrooxidans等常富集于低pH的尾矿或废石堆的氧化带中，参与并催化硫化物矿物的氧化。因此，黄铁矿表面高含量的碳是吸附的CO2和附着的微生物耦合的结果，反映了微生物的存在。     

黄铁矿热电性研究及在金矿找矿中的应用

应用我单位研制推广的矿物热电图谱仪,对黄铁矿样品进行了统计性测试研究。本文研究了矿物样品进行统计性测试方法和效果,并探索了黄铁矿热电性作为金矿找矿标志的规律,该规律对探测深部金矿已取得良好效果。     

川南煤系硫铁矿矿山地质环境现状分析

着重分析当前川南煤系硫铁矿的矿山地质环境现状,以及硫铁矿山普遍存在的一些地质环境问题,旨在引起社会各方面对矿山地质环境保护的重视。