CN106967636A - 一种菌株gx‑3及从含金离子废水中回收纳米金的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种菌株GX‑3，具体涉及一种适用于从矿山废水、电子垃圾水等水中高效回收利用贵金属离子的菌株GX‑3，属于环境微生物技术领域。该菌株GX‑3，其分类学命名为Delftia tsuruhatensis GX‑3，同时也是一株硫还原细菌。保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏编号为CGMCC No.13430，保藏日期为2016年12月07日。本发明将Au3+加入到硫还原菌菌株GX‑3培养液中，被菌株GX‑3的细胞膜孔蛋白直接还原Au3+成为单质Au0，同时Au0与孔蛋白结合形成纳米金颗粒，进而从溶液中沉淀析出。又采用高速离心法分离收集纳米金颗粒，ICP‑MS分析检测溶液中残留Au3+的浓度。

Description

一种菌株GX-3及从含金离子废水中回收纳米金的方法
技术领域
本发明涉及一种菌株GX-3，具体涉及一种适用于从矿山废水、电子垃圾水等水中高效回收利用贵金属离子的菌株GX-3，属于环境微生物技术领域。
背景技术
随着工业的发展，尤其是近几十年高新技术产业的迅猛发展，对黄金的需求量不断增加，世界金矿资源得以大量开发利用。近一二十年来开采的金矿，易选易浸的越来越少，而难选难浸的则越来越多。为寻求降低难浸金矿生产成本、提高回收率的途径，在20世纪80年代中期微生物技术处理难浸金矿受到越来越多的重视。
在金矿的冶炼和提纯、废金回收等过程中会产生的大量低浓度的含金废水，虽采用活性炭吸附法、离子交换法和常规还原剂还原法回收电解废液中的微量金离子，但存在成本高、回收效果差、出水金离子浓度仍较高的问题，排出废水量大时金损失率仍可观。如果将这部分黄金高效回收，将增加我国黄金产量，具有巨大的经济和社会效益。
由于微生物提取金属技术成本较低，能够循化利用，不产生二次污染，因此目前世界各地的相关研究人员都在尝试寻找一种能够从含金化合物中提取出纯金的极端微生物。到目前为止，陆地上发现的该种细菌类型极少。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供一种菌株GX-3，该菌株GX-3可高效从含金离子废水中回收纳米金。
本发明的第一个目的在于提供一种菌株GX-3，其分类学命名为Delftiatsuruhatensis GX-3，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCC No.13430，保藏日期为2016年12月07日。本发明菌株GX-3为Delftia属的硫还原微生物。
所述的菌株GX-3在pH5-9中生长，生长期为8-10天。本发明所用的菌株GX-3生长条件宽泛、易培养、反应速率快、回收效率高、适应性广，且培养成本低。
所述的菌株GX-3耐受水溶液中浓度为200μM以下的金离子。
本发明的第二个目的在于提供一种从含金离子废水中回收纳米金的方法，所述的方法包括将菌株GX-3与含金离子废水接触。
上述从含金离子废水中回收纳米金的方法中，所述的方法包括将菌株GX-3与含金离子废水加入培养液中进行培养，取生长末期的培养液采用离心法分离收集纳米金颗粒。
上述从含金离子废水中回收纳米金的方法中，金离子的浓度为50μM-200μM。本发明中的Au3+为加入的AuCl3，Au3+的加入量视菌株对金离子的回收率而定。
上述从含金离子废水中回收纳米金的方法中，所述培养液的pH为5-9。若培养液的pH值过低或者过高都不适合菌株GX-3的生长，当pH值低于5或者pH高于9，菌株GX-3不生长。
上述从含金离子废水中回收纳米金的方法中，培养的温度为25-35℃。温度过低或者过高菌株GX-3都不能正常生长。
上述从含金离子废水中回收纳米金的方法中，培养的时间为72-240小时。240h后已经进入菌株GX-3的生长衰亡期。
与现有技术相比，本发明将Au3+加入到硫还原菌菌株GX-3培养液中，被菌株GX-3的细胞膜孔蛋白直接还原Au3+成为单质Au0，同时Au0与孔蛋白结合形成纳米金颗粒，进而从溶液中沉淀析出。又采用高速离心法分离收集纳米金颗粒，ICP-MS分析检测溶液中残留Au3+的浓度。
附图说明
图1为本发明菌株GX-3的透射电子显微镜图。
图2为本发明不同温度下菌株GX-3对Au3+回收率比较图。
图3为本发明不同pH下菌株GX-3在Au3+存在的情况下的生长曲线图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
将采集得到的菌种母体通过LB培养基用划线平板法得到本发明的菌株GX-3。如图1所示为本发明菌株GX-3，其分类学命名为Delftia tsuruhatensis GX-3，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏编号为CGMCC No.13430，保藏日期为2016年12月07日。该菌株GX-3在pH5-9中生长，生长期为8-10天。且该菌株GX-3耐受水溶液中浓度为200μM以下的金离子。从图1中可知菌株GX-3为椭圆或杆状菌体，长1-2微米，0.5微米粗；具有一根鞭毛；革兰氏阴性，不产生芽孢；图中黑色小颗粒为菌株GX-3形成的纳米金颗粒。在不同Au3+浓度下菌株GX-3对Au3+的回收率比较
实施例1
将菌株GX-3与含金离子废水加入到pH值为5-9的培养液中，置于30℃摇床中培养分别取测定时间为0小时、24小时、48小时、72小时、96小时、120小时、144小时、168小时、192小时、216小时、240小时培养液的上清液采用离心法分离收集纳米金颗粒，其中废水中金离子的浓度为160μM。
实施例2
与实施例1的区别仅在于，该实施例2将含有菌株GX-3与含金离子的废水的培养液置于25℃摇床中培养。
实施例3
与实施例1的区别仅在于，该实施例3将含有菌株GX-3与含金离子的废水的培养液置于35℃摇床中培养。
实施例1-3为不同温度下不同Au3+浓度下菌株GX-3对Au3+回收率比较，结果如图2所示。结果表明，Au3+在不同处理中的216小时回收率次序为：50<120<160μM。160μM浓度下回收率最高达到78％。
不同pH值下菌株GX-3对Au3+的回收率比较
实施例4
将菌株GX-3与含金离子浓度为160μM的废水加入到pH值为6的培养液中，置于30℃摇床中培养，分别取测定时间为0小时、24小时、48小时、72小时、96小时、120小时、144小时、168小时、192小时、216小时、240小时培养液的上清液采用离心法分离收集纳米金颗粒。
实施例5
与实施例4的区别仅在于，该实施例5培养液的pH值为5。
实施例6
与实施例4的区别仅在于，该实施例6培养液的pH值为7。
实施例7
与实施例4的区别仅在于，该实施例7培养液的pH值为8。
实施例8
与实施例4的区别仅在于，该实施例8培养液的pH值为9。
实施例9
与实施例4的区别仅在于，该实施例9培养液的pH值为4。
实施例10
与实施例4的区别仅在于，该实施例10培养液的pH值为10。
实施例4-10为菌株GX-3在不同pH值的培养基中的生长情况，结果如图3所示，结果表明在pH值5-9下菌株GX-3生长情况较好，pH为6时最佳。进一步说明，在pH值5-9下Au3+的回收率比较高，pH值为6时回收率达到最高。
不同温度下菌株GX-3对Au3+的回收率比较
实施例11
将菌株GX-3与含金离子浓度为160μM的废水加入到pH值为6的培养液中，置于30℃摇床中培养，分别取测定时间为0小时、24小时、48小时、72小时、96小时、120小时、144小时、168小时、192小时、216小时、240小时培养液的上清液采用离心法分离收集纳米金颗粒。
实施例12
与实施例11的区别仅在于，该实施例12将含有菌株GX-3与含金离子的废水的培养液置于23℃摇床中培养。
实施例13
与实施例11的区别仅在于，该实施例13将含有菌株GX-3与含金离子的废水的培养液置于25℃摇床中培养。
实施例14
与实施例11的区别仅在于，该实施例14将含有菌株GX-3与含金离子的废水的培养液置于35℃摇床中培养。
实施例15
与实施例11的区别仅在于，该实施例15将含有菌株GX-3与含金离子的废水的培养液置于36℃摇床中培养。
实施例16
与实施例11的区别仅在于，该实施例16将含有菌株GX-3与含金离子的废水的培养液置于38℃摇床中培养。
实施例11-16不同温度下菌株GX-3对Au3+回收率如表3示
表3：实施例11-16不同温度下菌株GX-3对Au3+回收率的比较
从表3可知，在25-35℃下菌株GX-3对Au3+回收效率较好，在30℃下回收效率最佳。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

Claims (9)

1.一种菌株GX-3，其分类学命名为Delftia tsuruhatensis GX-3，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏编号为CGMCC No.13430，保藏日期为2016年12月07日。
2.根据权利要求1所述的菌株GX-3，其特征在于，所述的菌株GX-3在pH5-9中生长，生长期为8-10天。
3.根据权利要求1所述的菌株GX-3，其特征在于，所述的菌株GX-3耐受水溶液中浓度为200μM以下的金离子。
4.一种从废水中回收纳米金的方法，其特征在于，所述的方法包括将菌株GX-3与含金离子废水接触。
5.根据权利要求4所述的从含金离子废水中回收纳米金的方法，其特征在于，所述的方法包括将菌株GX-3与含金离子废水加入培养液中进行培养，取生长末期的培养液采用离心法分离收集纳米金颗粒。
6.根据权利要求4或5所述的从含金离子废水中回收纳米金的方法，其特征在于，金离子的浓度为50μM-200μM。
7.根据权利要求4所述的从含金离子废水中回收纳米金的方法，其特征在于，所述培养液的pH为5-9。
8.根据权利要求4所述的从含金离子废水中回收纳米金的方法，其特征在于，培养的温度为25-35℃。
9.根据权利要求4所述的从含金离子废水中回收纳米金的方法，其特征在于，培养的时间为72-240小时。
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