初始pH值对ASH-07细菌生长和黄铜矿浸出过程的影响

潘颢丹，杨洪英2，佟琳琳，李承卓，杜世麟，韩馨怡，韩爽

doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2018.01.115

黄金科学技术 >

2018 , Vol. 26 >Issue 1: 115 - 123

DOI: https://doi.org/10.11872/j.issn.1005-2518.2018.01.115

冶炼技术与装备研发

初始pH值对ASH-07细菌生长和黄铜矿浸出过程的影响

展开

1.辽宁石油化工大学，辽宁抚顺 113001；
2.东北大学，辽宁沈阳 110819

潘颢丹（1983-），女，辽宁沈阳人，讲师，从事微生物稠油降黏研究工作。panhaodan@126.com

收稿日期: 2017-07-11

修回日期: 2017-11-21

网络出版日期: 2018-05-19

基金资助

国家自然科学基金项目“含砷复杂金矿细菌氧化矿物界面能激起作用机制的基础研究”（编号：U1608254）、“难浸含砷金矿细菌氧化过程［AsS］2-→As（Ⅲ）→As（Ⅴ）转化机理研究”（编号：51374066）、辽宁省教育厅科学研究一般项目“生物表面活性剂在稠油讲解中的应用研究”（编号：L2016016），2016年大学生创新创业训练计划项目“数目类生物质的干燥实验研究”（编号：2016071）、“秸秆生物质干燥实验研究”（编号：2016079）和2017年大学生创新创业训练计划项目“生物质物料干燥和模型的建立”（编号：2017068）、“鸡类固废生物质的干燥箱实验研究”（编号：2017075）联合资助

收起

Effects of Initial pH on ASH-07 Bacterial Growth and Chalcopyrite Bio-leaching Process

Expand

1.Liaoning Shihua University，Fushun 113001，Liaoning，China；2.Northeastern University，Shenyang 110819，Liaoning，China

Received date: 2017-07-11

Revised date: 2017-11-21

Online published: 2018-05-19

Fold

摘要

影响黄铜矿细菌浸出过程的因素很多，重点研究了初始pH值对浸矿细菌ASH-07生长活性、黄铜矿浸出效果和黄铜矿表面氧化膜成分的影响。不同初始pH值条件下细菌培养和黄铜矿浸出实验结果表明，在初始pH=1.2~1.8的条件下，细菌培养24 h后，即开始进入生长平衡期，浓度迅速升高至1.4×108 cell/mL，黄铜矿在浸出6 d后浸出率即达到45.0%左右；氧化膜成分XPS检测实验结果表明，在初始pH值为1.2的条件下，黄铜矿浸出168 h后，矿物表面氧化膜成分中未检测到钝化膜黄钾铁矾。因此，在采用浸矿菌种ASH-07浸出黄铜矿的实验中，最佳的初始pH值约为1.2，pH值低于1.2或高于1.8都不利于黄铜矿的生物浸出。

关键词： 初始pH值; 细菌生长; 黄铜矿; 生物浸出; 氧化膜; X射线光电子能谱（XPS）

本文引用格式

潘颢丹，杨洪英2，佟琳琳，李承卓，杜世麟，韩馨怡，韩爽 . 初始pH值对ASH-07细菌生长和黄铜矿浸出过程的影响[J]. 黄金科学技术, 2018 , 26(1) : 115 -123 . DOI: 10.11872/j.issn.1005-2518.2018.01.115

Abstract

Many factors affect the leaching processes of chalcopyrite.The effect of initial pH value on the activity of leaching bacteria ASH-07，the efficiency of the leaching result and compositions of the oxide film on the chalcopyrite surface were investigated.The results showed that the bacteria reached equilibrium phase and boomed to 1.4×108 cell/mL after cultured for 24 h on the condition of pH=1.2~1.8 after leaching for 6 d.The leaching efficiency rapidly reached approximately 45.0%.XPS analysis of the oxide film presented that no jarosite passive film was observed on the mineral surface after leaching for 168 h on the condition of initial pH=1.2. Therefore，the best initial pH value of approximately 1.2 was obtained for the chalcopyrite leaching with the leaching bacteria of ASH-07.It was not benefit for the bioleaching of the chalcopyrite when the pH value was lower than 1.2 or higher than 1.8.

Key words： initial pH value; bacteria growth; chalcopyrite; bioleaching; oxide film; X-ray Photoelectron Spectroscopy（XPS）

参考文献

[ 1 ] Smith R W，Misra M，Dubel J. Mineral bioprocessing and the future［J］.Minerals Engineering，1991，4（7-11）：1127-1141.
[ 2 ] Ehrlich H L. Past，present and future of biohydrometallurgy［J］.Hydrometallurgy，2001，59（2-3）：127-134.
[ 3 ] Acevedo F. Present and future of bioleaching in developing countries［J］.Electronic Journal of Biotechnology，2002，5（2）：196-199.
[ 4 ] Brierley J A.A perspective on developments in biohydrometallurgy［J］.Hydrometallurgy，2008，94（1/2/3/4）：2-7.
[ 5 ] Marhual N P，Pradhan N，Kar R N，et al. Differential bioleaching of copper by mesophilic and moderately thermophilic acidophilic consortium enriched from same copper mine water sample［J］.Bioresource Technology，2008，99（17）：8331-8336.
[ 6 ] Watling H R. The bioleaching of sulphide minerals with emphasis on copper sulphides- A review［J］.Hydrom etal lurgy，2006，84（1/2）：81-108.
[ 7 ] Lakshmi R S，Fayazuddin Md，Ray L F，et al. Electron paramagnetic resonance and optical absorption spectral studies on chalcocite［J］.Molecular and Biomolecular Spectroscopy，2007，68（3）：420-423.
[ 8 ] Sowjanya G，Reddy N C G，Lakshmi R S，et al. Electron paramagnetic resonance and optical absorption spectral studies on covellite mineral［J］.Molecular and Biomolecular Spectroscopy，2008，71（3）：751-754.
[ 9 ] Fuentes G，Viñals J，Herreros O. Hydrothermal purification and enrichment of Chilean copper concentrate Part 1：The behavior of bornite，covellite and pyrite［J］.Hydrom etal lurgy，2009，95（1/2）：113-120.
[10 ] Rohwerder T，Gehrke T，Kinzler K，et al. Bioleaching review part A：Progress in bioleaching：fundamentals and mechanisms of bacterial metal sulfide oxidation［J］.Applied Microbiology and Biotechnology，2003，63（3）：239-248.
[ 11 ] Vilcáez J，Yamada R，Inoue C. Effiect of pH reduction and ferric ion addition on the leaching of chalcopyrite at thermophilic temperatures［J］.Hydrom etal lurgy，2009，96（1/2）：62-71.
[ 12 ] C?rdoba E M，Muñoz J A，Blázquez M L，et al. Leaching of chalcopyrite with ferric ion.Part I：General aspects［J］.Hydrometallurgy，2008，93（3/4）：81-87.
[ 13］ ] Antonijevi? M M，Bogdanovi? G D. Investigation of the leaching of chalcopyrite ore in acidic solutions［J］.Hydrom etal lurgy，2004，73（3/4）：245-256.
[ 14］ ] 温建康，姚国成，陈勃伟，等. 溶液pH值对浸矿微生物活性及浸出速率的影响研究［J］.稀有金属，2009，33（1）：80-83.Wen Jiankang，Yao Guocheng，Chen Bowei，et al. Effect of pH on activities of mineral-bioleaching micro-organisms and bioleaching rate［J］.Chinese Journal of Rare Metals，2009，33（1）：80-83.
[ 15］ ] Okibe N，Johnson D B. Biooxidation of pyrite by defined mixed cultures of moderately thermophilic acidophiles in pH-controlled bioreactors：Significance of microbial interactions［J］.Biotechnology and Bioengineering，2004，87（5）：574-583.
[ 16］ ] Kumar R N，Nagendran R. Influence of initial pH on bioleaching of heavy m etal s from contaminated soil employing indigenous Acidithiobacillus thiooxidans［J］.Chemosphere，2007，66（9）：1775-1781.
[ 17 ] 潘颢丹. 黄铜矿细菌浸出机理研究及其过程控制［D］.沈阳：东北大学，2012.Pan Haodan. Study on the Mechanism of Bacterial Leaching of Chalcopyrite and Its Process Control［D］.Shenyang：Northwestern Universtiy，2012.
[ 18 ] 潘颢丹，杨洪英，陈世栋，等. 不同条件下黄铜矿表面钝化现象的研究［C］//中国有色金属学会第八届学术年会论文集.北京：中国有色金属学会，2010：146-151.Pan Haodan，Yang Hongying，Chen Shidong，et al. Study on the surface passivation phenomenon of chalcopyrite under different conditions［C］//Symposium of Eighth Annual Conference of the Nonferrous Metals Society of China.Beijing：The Nonferrous Metals Society of China，2010：146-151.
[ 19］ ] Silverman M，Lundgren D. Studies on the chemoautotrophic iron bacterium Ferrobacillus ferrooxidans：I.An improved medium and a harvesting procedure for securing high cell yields［J］.Journal of Bacteriology，1959，77（5）：642-647.
[ 20 ] 沈萍，范秀容，李广斌. 微生物学实验［M］.北京：高等教育出版社，2001：90-92.Shen Ping，Fan Xiurong，Li Guangbin. Microbiology Experiment［M］.Beijing：Higher Education Press，2001：90-92.
[ 21 ] 符斌，李华昌. 有色冶金分析手册［M］.北京：冶金工业出版社，2004.Fu Bin，Li Huachang. Analysis Manual of Nonferrous M etal lurgy［M］.Beijing：Metallurgical Industry Press，2004.
[ 22］ ] 杨洪英，潘颢丹，佟琳琳，等. 黄铜矿晶体表面生物氧化膜的形成过程［J］.金属学报，2012，48（9）：1145-1152.Yang Hongying，Pan Haodan，Tong Linlin，et al. Formation process of biological oxide film on chalcopyrite crystal surface［J］.Acta Metallurgica Sinica，2012，48（9）：1145-1152.
[ 23］ ] Ahonen L，Tuovinen O H. Bacterial leaching of complex sulfide ore samples in bench-scale column reactors［J］.Hydrom etal lurgy，1995，37（1）：1-21.
[ 24 ] Liu J S，Li B M，Zhong D Y，et al. Preparation of jarosite by Acidithiobacillus ferrooxidans oxidation［J］.Journal of Central South University of Technology，2007，14（5）：623-628.

Options

文章导航

模态框（Modal）标题

摘要

本文引用格式

Abstract

参考文献