CN104561544A - 一种光强化半导体矿物生物浸出的方法 - Google Patents
一种光强化半导体矿物生物浸出的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104561544A CN104561544A CN201510037082.1A CN201510037082A CN104561544A CN 104561544 A CN104561544 A CN 104561544A CN 201510037082 A CN201510037082 A CN 201510037082A CN 104561544 A CN104561544 A CN 104561544A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light intensity
- leaching
- illumination
- mineral bioleaching
- semiconductor mineral
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 28
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 20
- 241000605222 Acidithiobacillus ferrooxidans Species 0.000 claims abstract description 10
- 238000012807 shake-flask culturing Methods 0.000 claims abstract description 4
- DVRDHUBQLOKMHZ-UHFFFAOYSA-N chalcopyrite Chemical compound [S-2].[S-2].[Fe+2].[Cu+2] DVRDHUBQLOKMHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052951 chalcopyrite Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 8
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010951 brass Substances 0.000 claims description 4
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 claims description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 2
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 3
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 2
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 2
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000001479 atomic absorption spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 238000005421 electrostatic potential Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000002703 mutagenesis Methods 0.000 description 1
- 231100000350 mutagenesis Toxicity 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000000243 photosynthetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种光强化半导体矿物生物浸出的方法。以嗜酸氧化亚铁硫杆菌分别在光照和黑暗的条件下，进行摇瓶、曝气、筑堆、做柱浸出黄铜矿。发现在光照条件下，这些方式的黄铜矿浸出效率高于黑暗条件下的浸出率，尤其光照条件下摇瓶培养效果更突出。该方法对于提高具有半导体性质的矿物(黄铜矿)的综合利用水平以及实现半导体矿物作为光催化剂在浸矿工业上的运用有重大的意义。
Description
技术领域
本发明属于生物浸矿领域，具体涉及一种光强化微生物浸出的方法。
背景技术
随着社会的快速发展，人们对矿物资源的需求越来越大，而矿产资源逐渐枯竭，尤其品味较高的矿物资源日益减少，使人们把越来越多的注意力放在矿冶技术上以求提高冶矿水平。微生物冶金技术是将生物工程技术和传统矿物加工技术相结合产生的一种新工艺，该技术具有反应温和、能耗少、流程简单、污染轻等优势，而且微生物冶金技术能处理低品位以及难处理的矿产资源，在浸矿工业有着良好的发展前景。但由于其浸出周期长，浸出率不高，因此如何强化微生物浸出迫在眉睫，目前一些强化微生物浸出的技术，主要包括：1)生物方法，通过驯化、诱变和基因工程等生物方法来获得高效浸矿菌株2)物理方法，将浸矿菌所需的培养基磁化来提高细菌浸3)化学方法，如加入静电位不同的矿物或者表面活性剂来提高浸出效率。
有报道称自然环境中部分金属氧化物与金属硫化物矿物，如天然金红石、天然闪锌矿与天然针铁矿等具有天然半导体特性，从而表现出光催化性能，可以降解普通微生物不能降解的有机污染物，如偶氮染料、对硝基苯酚等，因此在废水处理中有一定的运用。而且半导体矿物的光催化性能还可以将太阳光转化为非光合化能自养菌如嗜酸氧化亚铁硫杆菌所能利用的化学能，促进微生物的生长。但目前现有公开的技术仅仅研究矿物是如何在光照条件下影响细菌生长的，还没有进一步探究细菌在光照条件下是如何影响矿的浸出效果的。因此，本发明的研究成果更具有实用性。
发明内容
本发明的目的是为了提高一些难处理矿物的生物浸出率，发明了一种光强化微生物浸出的方法，此方法能有效提高生物浸出率。
一种光强化半导体矿物生物浸出的方法，将驯化好的嗜酸氧化亚铁硫杆菌作为种子，接种于含有黄铜矿的培养基中，在光照条件下进行堆浸、柱浸或者摇瓶浸出。优选在光照条件下进行摇瓶浸出。
上述方法摇瓶浸出时，每100ml装有1-4.5g黄铜矿的9K培养基中接种5×106-2×107个。光照强度为不低于2000lux，优选不低于3500lux。进一步优选为不低于6000lux。更进一步优选为6000-8500lux。
上述光照包含太阳光、紫外光或可见光。
上述方法摇瓶培养时转速为60-120r/min；优选转速为90-100r/min。
上述方法浸出温度为28-32℃。
菌种的驯化过程如下：将嗜酸氧化亚铁硫杆菌培养液以1％-10％的接种量接种到装有250ml 9K培养基的500ml摇瓶中，分别加有1％黄铜矿，进行第一次驯化，直接计数法计活细胞数量，细胞浓度超过108-1010个/ml，过滤除渣，收菌，重复上述步骤，依次将菌液加入到2％、3％、4.5％的黄铜矿浆中进行驯化，直至嗜酸氧化亚铁硫杆菌能耐受4.5％的黄铜矿浆浓度。
本发明所述的9K培养基：FeSO4·7H2O 44.78g/L、(NH4)2SO4 3.0g/L、KC10.1g/L、K2HPO4 0.5g/L、MgSO4 0.5g/L、Ca(NO3)2 0.01g/L，蒸馏水1000ml，用浓H2SO4调整pH值。
采用本发明方法每2-3天采用pH-3C酸度计测定浸出体系的pH和电位，利用原子吸收光谱仪测定Fe2+、总铁和Cu2+浓度来判断黄铜矿浸出率。光照强度是用TES-1330A数字照度计进行测量。
本发明提供了一种显著提高生物浸出率的浸矿方法，为强化生物浸出找到了新的途径，此方法所需设备简单，条件易于控制，可以大幅推广。该方法主要适应于半导体矿物。
附图说明
图1为实施例1的浸出效果图；
图2为实施例2的浸出效果图。
具体实施方式
以下实施例或实施方式旨在进一步说明本发明，而不是对本发明的限定。
实施例1：
将嗜酸氧化亚铁硫杆菌以2×107的接种量接种于装有2g黄铜矿的100ml9K培养基中，在光照强度为8500lux、6000lux、4000lux、3500lux和0lux，温度为28-35℃，曝气量为0.9L/h条件下进行曝气浸出，每2-3天取样测定浸出液中的铜离子，结果见图1。
结论：光照能促进黄铜矿浸出。
实施例2：
将嗜酸氧化亚铁硫杆菌以2×107的接种量接种于装有2g黄铜矿的100ml9K培养基中，在光照强度为8500lux、6000lux、4000lux、3500lux和0lux，温度为28-35℃，转速为90-100r/min条件下进行摇瓶浸出，每2-3天取样测定浸出液中的铜离子，结果见图2。
结论：光照能促进黄铜矿浸出，摇瓶培养与曝气培养相比能大大增加浸出率。
Claims (10)
1.一种光强化半导体矿物生物浸出的方法，其特征在于，将驯化好的嗜酸氧化亚铁硫杆菌作为种子，接种于含有黄铜矿的培养基中，在光照条件下进行堆浸、柱浸或者摇瓶浸出。
2.根据权利要求1所述的光强化半导体矿物生物浸出的方法，其特征在于，优选在光照条件下进行摇瓶浸出。
3.根据权利要求2所述的光强化半导体矿物生物浸出的方法，其特征在于，每100ml装有1-4.5g黄铜矿的9K培养基中接种5×106-2×107个。
4.根据权利要求1或2或3所述的光强化半导体矿物生物浸出的方法，其特征在于，光照强度为不低于2000lux，优选不低于3500lux。
5.根据权利要求4所述的光强化半导体矿物生物浸出的方法，其特征在于，光照强度为不低于6000lux。
6.根据权利要求5所述的光强化半导体矿物生物浸出的方法，其特征在于，光照强度为6000-8500lux。
7.根据权利要求1或2或3所述的光强化半导体矿物生物浸出的方法，其特征在于，光照包含太阳光、紫外光或可见光。
8.根据权利要求1或2或3所述的光强化半导体矿物生物浸出的方法，其特征在于，摇瓶培养时转速为60-120r/min；优选转速为90-100r/min。
9.根据权利要求1或2或3所述的光强化半导体矿物生物浸出的方法，其特征在于，浸出温度为28-32℃。
10.根据权利要求1或2或3所述的光强化半导体矿物生物浸出的方法，其特征在于，将嗜酸氧化亚铁硫杆菌培养液以1％-10％的接种量接种到装有250ml9K培养基的500ml摇瓶中，分别加有1％黄铜矿，进行第一次驯化，直接计数法计活细胞数量，细胞浓度超过108-1010个/ml，过滤除渣，收菌，重复上述步骤，依次将菌液加入到2％、3％、4.5％的黄铜矿浆中进行驯化，直至嗜酸氧化亚铁硫杆菌能耐受4.5％的黄铜矿浆浓度。2 -->
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510037082.1A CN104561544B (zh) | 2015-01-23 | 2015-01-23 | 一种光强化半导体矿物生物浸出的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510037082.1A CN104561544B (zh) | 2015-01-23 | 2015-01-23 | 一种光强化半导体矿物生物浸出的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104561544A true CN104561544A (zh) | 2015-04-29 |
| CN104561544B CN104561544B (zh) | 2017-02-22 |
Family
ID=53078615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510037082.1A Expired - Fee Related CN104561544B (zh) | 2015-01-23 | 2015-01-23 | 一种光强化半导体矿物生物浸出的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104561544B (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105648212A (zh) * | 2016-01-13 | 2016-06-08 | 中南大学 | 一种草酸促进光催化半导体硫化矿物细菌浸出的方法 |
| CN105886760A (zh) * | 2016-05-11 | 2016-08-24 | 中南大学 | 一种石墨烯促进光催化半导体硫化矿物细菌浸出的方法 |
| CN106396837A (zh) * | 2016-08-19 | 2017-02-15 | 王欣英 | 一种含有光合硫化细菌的硫矿粉的活化剂 |
| CN106399046A (zh) * | 2016-06-04 | 2017-02-15 | 深圳市创宇百川环境科技有限公司 | 利用光能转换快速培养微生物的方法及装置 |
| CN110157906A (zh) * | 2019-05-20 | 2019-08-23 | 中南大学 | 一种镉离子和可见光协同促进半导体硫化矿生物浸出的方法 |
| CN114854989A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-08-05 | 江苏师范大学 | 一种光催化强化废旧锂离子电池正极活性物质浸出的方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101033508A (zh) * | 2007-04-16 | 2007-09-12 | 中南大学 | 一种原生硫化矿细菌浸出制备高纯铜的方法 |
-
2015
- 2015-01-23 CN CN201510037082.1A patent/CN104561544B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101033508A (zh) * | 2007-04-16 | 2007-09-12 | 中南大学 | 一种原生硫化矿细菌浸出制备高纯铜的方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| YU RUN-LAN ET AL.: "Relationship and effect of redox potential, jarosites and extracellular polymeric substances in bioleaching chalcopyrite by acidithiobacillus ferrooxidans", 《TRANSACTIONS OF NONFERROUS METALS SOCIETY OF CHINA》 * |
| 顾帼华: "氧化亚铁硫杆菌对黄铜矿表面性质及其浸出的影响", 《中南大学学报(自然科学版)》 * |
| 鲁安怀: "半导体矿物介导非光合微生物利用光电子新途径", 《微生物学通报》 * |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105648212A (zh) * | 2016-01-13 | 2016-06-08 | 中南大学 | 一种草酸促进光催化半导体硫化矿物细菌浸出的方法 |
| CN105648212B (zh) * | 2016-01-13 | 2018-11-20 | 中南大学 | 一种草酸促进光催化半导体硫化矿物细菌浸出的方法 |
| CN105886760A (zh) * | 2016-05-11 | 2016-08-24 | 中南大学 | 一种石墨烯促进光催化半导体硫化矿物细菌浸出的方法 |
| CN105886760B (zh) * | 2016-05-11 | 2018-05-29 | 中南大学 | 一种石墨烯促进光催化半导体硫化矿物细菌浸出的方法 |
| CN106399046A (zh) * | 2016-06-04 | 2017-02-15 | 深圳市创宇百川环境科技有限公司 | 利用光能转换快速培养微生物的方法及装置 |
| CN106396837A (zh) * | 2016-08-19 | 2017-02-15 | 王欣英 | 一种含有光合硫化细菌的硫矿粉的活化剂 |
| CN110157906A (zh) * | 2019-05-20 | 2019-08-23 | 中南大学 | 一种镉离子和可见光协同促进半导体硫化矿生物浸出的方法 |
| CN114854989A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-08-05 | 江苏师范大学 | 一种光催化强化废旧锂离子电池正极活性物质浸出的方法 |
| CN114854989B (zh) * | 2022-04-27 | 2024-05-24 | 江苏师范大学 | 一种光催化强化废旧锂离子电池正极活性物质浸出的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104561544B (zh) | 2017-02-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104561544A (zh) | 一种光强化半导体矿物生物浸出的方法 | |
| Eisele et al. | Review of reductive leaching of iron by anaerobic bacteria | |
| US8399237B2 (en) | Pseudomonas alcaliphila MBR and its application in bioreduction and biosorption | |
| CN101745528B (zh) | 一种铀或铯污染土壤的处理方法 | |
| CN104862475B (zh) | 氧化亚铁硫杆菌浸取废弃印刷电路板中铜的方法 | |
| CN101195859A (zh) | 微生物法处理低浓度重金属硫酸盐溶液的工艺 | |
| CN101792728B (zh) | 一种从金属矿石中浸取金属的方法及其专用菌株 | |
| GB2606659A (en) | Method and system for biologically treating acidic mine wastewater while recovering iron ion | |
| CN102002588A (zh) | 一种生物浸矿方法——真菌浸铀 | |
| Karimi et al. | Bioleaching of copper via iron oxidation from chalcopyrite at elevated temperatures | |
| CN103805777B (zh) | 一种强化黄铁矿微生物浸出的方法 | |
| Johnson et al. | Novel biosulfidogenic system for selective recovery of metals from acidic leach liquors and waste streams | |
| CN102206751B (zh) | 微电场作用下微生物代谢产物连续回收线路板中铜的方法 | |
| CN101392327B (zh) | 一种微生物浸取废弃印刷线路板中铜的方法 | |
| CN103667131B (zh) | 一种提高金属矿石浸取率的方法及其专用菌株 | |
| CN102162029B (zh) | 氧化锰矿中有价金属的微生物氧化还原耦合浸出方法 | |
| CN102020252B (zh) | 一种低品位碲矿的生物浸出方法 | |
| CN104531990A (zh) | 一种含锑复杂难浸金矿的生物提金工艺及所用微生物 | |
| CN101792853A (zh) | 毒砂-雄黄型难浸金矿的细菌氧化预处理-氰化提金方法 | |
| Wang et al. | Isolation and characterization of Pseudomonas stutzeri capable of reducing Fe (III) and nitrate from skarn-type copper mine tailings | |
| CN106967636B (zh) | 一种菌株gx-3及从含金离子废水中回收纳米金的方法 | |
| Cao et al. | Influence of Mg2+ on the growth and activity of sulfate reducing bacteria | |
| CN105648212B (zh) | 一种草酸促进光催化半导体硫化矿物细菌浸出的方法 | |
| CN104630467A (zh) | 一种用于堆浸过程中Fe2+氧化的生物接触氧化池及方法 | |
| CN102618472A (zh) | 一种高砷氧化菌的选育与分离方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170222 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |