CN111375494A - 一种低品位细粒锡矿生物捕收剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低品位细粒锡矿生物捕收剂及其制备方法和应用，属于锡石浮选技术领域。本发明所述低品位细粒锡矿生物捕收剂包括浑浊红球菌。在矿石浮选体系中，微生物捕收剂与矿石之间存在着特异性吸附，开发微生物捕收剂，可以降低化学捕收药剂的使用，克服使用化学药剂浮选过程中存在的药剂用量较大、药剂回收率低、且容易对环境造成严重的破坏的缺点。

Description

一种低品位细粒锡矿生物捕收剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及锡石浮选技术领域，具体涉及一种低品位细粒锡矿生物捕收剂及其制备方法和应用。
背景技术
低品位细粒细矿含有黄铁矿、砷黄铁矿、褐铁矿、黄铜矿、脆硫断锑矿、铁丙锌矿等矿物及石英石、方解石等杂质。方解石和石英砂需要去除。目前锡石浮选捕收剂类型有：
脂肪酸类：软脂酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、蓖麻酸等。
烷基磺化琥珀酞胺酸盐：十六烷基硫酸钠、磺酸基、烷基磺化琥珀酸胺酸盐、磺化琥珀酞胺酸四钠、烷基二羧酸等。
砷酸、磷酸类：甲苯肿酸、苄基肿酸、苯乙烯麟酸、烷胺双甲基麟酸、烷基亚磷酸脂、二烷基次磷酸、二辛基麟酸、有机磷酸鳌合物等。
烷基羟戊酸：水杨羟戊酸、水杨氧肪酸、铜铁灵、辛基羟污酸。
但现有的捕收剂多为化学选矿药剂，对环境的污染，且其浮选细微粒矿回收率不高、用量大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低品位细粒锡矿生物捕收剂及其制备方法和应用。在矿石浮选体系中，微生物捕收剂与矿石之间存在着特异性吸附，本发明开发生物捕收剂(微生物捕收剂)，可以降低化学捕收药剂的使用，克服使用化学药剂浮选过程中存在的药剂用量较大、药剂回收率低、且容易对环境造成严重的破坏的缺点。
本发明提供了一种低品位细粒锡矿生物捕收剂，所述生物捕收剂包括浑浊红球菌。
优选的是，所述浑浊红球菌在所述生物捕收剂中的菌液浓度为1～4g/L。
优选的是，所述浑浊红球菌的制备方法包括以下步骤：
将浑浊红球菌接种至液体培养基，20～40℃，150～200r/min的转速下培养24～96h，1000～3000r/min离心6～10min，取上清，8000～12000r/min离心10～30min，取沉淀，得到生物捕收剂。
优选的是，得到沉淀后还包括：所述沉淀用水分散，8000～12000r/min 离心10～30min，再取沉淀，重复操作2次。
优选的是，所述液体培养基包括葡萄糖10～60g/L、蛋白胨1～15g/L和酵母膏2～20g/L，pH值为3.5～6.5。
优选的是，所述生物捕收剂与抑制剂配合使用，所述抑制剂包括水玻璃。
优选的是，所述水玻璃在所述生物捕收剂中的质量浓度为1～5g/L。
本发明还提供了上述技术方案所述生物捕收剂在低品位细粒锡矿中锡石浮选中的应用。
优选的是，所述浮选的方法包括以下步骤：
将待浮选矿物置于浮选装置中，加入生物捕收剂，使矿浆浓度为 50～250g/L，调节生物捕收剂工作环境的pH值，10～30min后，加入抑制剂浮选20～50min，刮泡10～30min，将泡沫产物和浮选装置底部剩余的产物分别干燥，得到精矿和尾矿；所述抑制剂包括水玻璃。
优选的是，所述pH值为3.5～6.5。
本发明提供了一种低品位细粒锡矿生物捕收剂。经实验研究发现，在锡石浮选体系中，生物捕收剂与锡石、石英砂、方解石之间存在着选择性吸附作用，能够提高浮选锡石回收率；本发明所述生物捕收剂，可以降低化学捕收药剂的使用，克服使用化学药剂浮选过程中存在的药剂用量较大、药剂回收率低、且容易对环境造成严重的破坏的缺点。试验结果表明，纯矿物的浮选中发现R.opacus能使锡石、方解石都上浮，最大回收率分别为87.90％和 45.64％，而石英砂不浮，回收率在15％以下；水玻璃能有效的抑制浑浊红球菌为药剂的浮选体系中方解石的回收率，在加入水玻璃溶度达到1.0g/L后，方解石的回收率被抑制到了15％，而且通过倒平板发现水玻璃对R.opacus 的活性影响不大；R.opacus在浓度达到1.0g/L后其悬浮液的表面张力可以降到53mN/m，在pH＝5时表面活性最强，有助于降低浮选过程中起泡剂的用量；通过混合矿实验和开路实验，将R.opacus模拟到实际浮选中，发现其能较好的提高锡矿的品位；R.opacus能使锡石和方解石的表面电位改变明显，而石英砂基本不变，有效的调节了锡石和方解石表面的湿润性，这和浮选实验结果相吻合；从R.opacus的红外光谱以及利用其作为捕收剂浮选来的锡石中可以发现R.opacus表面存在很多的官能团，正是这些特殊基团是锡石表面发生一定的物理化学性质的改变。
附图说明
图1为本发明提供的不同浓度的R.opacus悬浮液对三种纯矿物的吸附率；
图2为本发明提供的不同浓度R.rubra悬浮液对三种纯矿物的对吸附率结果；
图3为本发明提供的不同浓度的C.lipolytica悬浮液对三种纯矿物的吸附率；
图4为本发明提供的不同浓度的A.faecalis悬浮液对三种出矿物的吸附率；
图5为本发明提供的不同pH值下R.opacus对石英砂和精锡矿的吸附率；
图6为本发明提供的不同浓度R.opacus悬浮液的表面张力；
图7为本发明提供的不同pH下R.opacus悬浮液的表面张力；
图8为本发明提供的R.opacus对三种纯矿物可浮性的影响；
图9为本发明提供的pH对R.opacus浮选锡石可浮性的影响；
图10为本发明提供的pH对R.opacus浮选方解石可浮性的影响；
图11为本发明提供的pH对R.opacus浮选石英砂可浮性的影响；
图12为本发明提供的水玻璃对三种纯矿物回收率的影响；
图13为本发明提供的水玻璃对浑浊红球菌划平板生长的影响结果；
图14为本发明提供的开路浮选实验流程；
图15为本发明提供的锡石与浑浊红球菌作用前后的表面电位变化；
图16为本发明提供的石英砂与浑浊红球菌作用前后的表面电位变化；
图17为本发明提供的方解石与浑浊红球菌作用前后的表面电位变化；
图18为本发明提供的R.opacus的红外图谱；
图19为本发明提供的R.opacus浮选上来的锡石红外图谱。
具体实施方式
本发明提供了一种低品位细粒锡矿生物捕收剂，所述生物捕收剂优选包括浑浊红球菌。本发明所述生物捕收剂在使用时，生物捕收剂工作环境的pH 值优选为3.5～6.5，更优选为4～5。
本发明对所述浑浊红球菌(Rhodococcus opacus,R.opacus)的来源没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的常规来源浑浊红球菌即可。在本发明中，所述浑浊红球菌在所述生物捕收剂中的菌液浓度优选为0.1～0.4g/L，更优选为0.3g/L。上述浓度能够保证在菌种对锡石达到相对较大吸收的时候，对方解石和石英砂的吸收相对更小。在本发明中，所述浑浊红球菌的制备方法包括以下步骤：将浑浊红球菌接种至液体培养基，20～40℃，150～200r/min 的转速下培养24～96h，1000～3000r/min离心6～10min，取上清， 8000～12000r/min离心10～30min，取沉淀，得到生物捕收剂。在本发明中，所述培养更优选为30～35℃，180r/min的转速下培养48h，在适宜的温度条件下，菌种生长繁殖的速度和活性达到最大；而调整培养箱转速，可保证菌种与培养基充分接触，维持良好的菌种生长条件；R.opacus经过16h后进入对数期大量复制生长，到26h后由于底物消耗以及空间大小的限制开始逐渐进入稳定期，本发明取生长48小时的培养液离心得到悬浮液能够获得更高菌液浓度。本发明所述方法得到的菌液活性更高。在本发明中，得到沉淀后还包括：所述沉淀用水分散，8000～12000r/min离心10～30min，再取沉淀，优选重复操作2次。在本发明中，所述液体培养基包括葡萄糖10～60g/L、蛋白胨1～15g/L和酵母膏2～20g/L，pH值为3.5～6.5。在本发明中，所述液体培养基在使用前优选灭菌，采用本领域技术人员熟知的高压灭菌方法即可，如将培养基装入锥形瓶，包扎好放入高压灭菌锅灭菌25～65min。
在本发明中，所述生物捕收剂与抑制剂配合使用，所述抑制剂包括水玻璃。在本发明中，所述水玻璃在所述生物捕收剂中的质量浓度优选为1～5g/L，更优选为1g/L。本发明对所述水玻璃的来源没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的常规水玻璃市售产品即可。本发明水玻璃的使用能有效的抑制浑浊红球菌为药剂的浮选体系中方解石的回收率，如，在加入水玻璃溶度达到1.0g/L后，方解石的回收率被抑制到了15％；而且通过倒平板发现水玻璃对R.opacus的活性影响不大。
在常规浮选过程中，往往需要添加起泡剂，液体的起泡特性与表面张力有关，表面张力是考察物质是否具备表面活性重要因素。本发明所述R.rubra 悬浮液易产生气泡，浮选过程中使用本发明生物捕收剂兼有起泡功能，使得浮选过程中不加起泡剂也可以有较好的起泡功能，达到泡沫分离效果。
本发明对所述pH值调节的方法没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的常规pH值调节方法即可，如用氢氧化钠和盐酸溶液调节。本发明所述当pH值为4～5时，R.opacus对锡石吸附率最大。
在本发明中，所述生物捕收剂的制备方法优选基于浑浊红球菌的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备菌种的液体培养基，包括：葡萄糖10～60g/L、蛋白胨1～15g/L 和酵母膏2～20g/L，pH值为3.5～6.5；
(2)将浑浊红球菌接种至液体培养基，20～40℃，150～200r/min的转速下培养24～96h，1000～3000r/min离心6～10min，取上清，8000～12000r/min 离心10～30min，取沉淀，得到生物捕收剂；
(3)菌种纯化：所述菌种沉淀物用水分散，8000～12000r/min离心 10～30min，再取沉淀，重复操作2次；
(4)将纯化后的浑浊红球菌。
本发明还提供了上述技术方案所述生物捕收剂或上述技术方案所述制备方法得到的生物捕收剂在低品位细粒锡矿中锡石浮选中的应用。
在本发明中，所述浮选的操作优选包括以下步骤：将待浮选矿物置于浮选装置中，加入生物捕收剂，使矿浆浓度为50～250g/L，调节生物捕收剂工作环境的pH值，10～30min后，加入抑制剂浮选20～50min，刮泡10～30min，将泡沫产物和浮选装置底部剩余的产物分别干燥，得到精矿和尾矿；所述抑制剂包括水玻璃。
在本发明中，所述pH值为3.5～6.5，更优选为4～5。在本发明中，所述浮选装置优选包括浮选槽。具体的，本发明优选取2～20g所需浮选的矿物于 80mL的浮选槽中，加入菌液至80mL保持矿浆浓度50～250g/L，用盐酸和氢氧化钠溶液调节矿浆的pH到所需值。本发明得到精矿和尾矿后，优选称重计算回收率，每组重复3次取平均值。
下面结合具体实施例对本发明所述的一种低品位细粒锡矿生物捕收剂及其制备方法和应用做进一步详细的介绍，本发明的技术方案包括但不限于以下实施例。
实施例1
浑浊红球菌(Rhodococcus opacus,R.opacus)的培养
1.R.opacus培养基配方：葡萄糖10～60g/L、蛋白胨1～15g/L和酵母膏 2～20g/L，pH值为3.5～6.5。
2.将培养基装入锥形瓶，包扎好放入高压灭菌锅灭菌25～65min，待冷却到室温将R.opacus接种到培养基中。在培养温度分别对应为20～40℃，转速都为150～200r/min的摇床中培养，对应的培养时间为24～96h。将培养好的菌液在离心机转速为1000～3000r/min条件下离心6～10min去除培养液中的沉淀物质，然后再用8000～12000r/min的条件下离心10～30min，得到湿的菌泥。用蒸馏水将菌泥分散，然后在相同的条件下离心，重复三次，称重记录得到菌的湿重，加入1.0～6.5％NaCl配成不同浓度的菌悬浮液放于冰箱(T＝4℃)保存备用。
3.吸附率的测定方法
微生物细胞表面主要是有蛋白质、脂质、糖类物质组成，在分光光度计下有特定的吸收波长，因此通过比较吸附作用前后的菌液浓度的差异可以算出吸附率。在所有的吸附率的测定，都是将30～120mL已知浓度的菌悬浮液加入到150mL锥形瓶中，用氢氧化钠和盐酸溶液调节到固定的pH值，然后加入1g矿物，再将其放在恒温摇床上250～550r/min震荡作用一定的时间，同时另设一组不加矿物作对照。作用后静止半分钟，测定上清液的吸光度值，在对应的标准曲线中查出此吸光度对应下的菌液浓度，通过和对照的浓度相比较得出吸附率。
Figure 2
式中Q-吸附率(％)；
C0：空白对照组的菌浓度(g/L)；
C1：吸附后上清液的菌浓度(g/L)。
测定R.opacus悬浮液对锡石、石英砂、方解石的吸附率，不同浓度的 R.opacus悬浮液对三种纯矿物的吸附率如图1所示，可以发现，R.opacus对锡石、方解石、石英砂的吸附率依次为80％、80％和10％，随菌液浓度增大，对锡石的吸附率下降，在菌液浓度为0.26g/L时吸附率最大为90.57％；对方解石的吸附率先增大后减小在菌液浓度为0.60g/L时最大为88.30％，对石英砂的吸附率先减小后增大，在菌液浓度为0.66g/L时最小为1.81％。R.opacus 能很好的吸附到锡石和方解石上，对石英砂的吸附率很低，说明其对锡石和石英砂具有较好的选择性吸附效果。
对比例1
深红褐色酵母(Rhodotorula rubra,R.rubra)的培养
1.R.rubra的培养基成分：葡萄糖10～30g/L、蛋白胨10～20g/L、酵母膏 10～20g/L、pH＝3.5～6.5。
2.将培养基装入锥形瓶，包扎好放入高压灭菌锅灭菌40～60min，待冷却到室温将R.rubra接种到培养基中。在培养温度分别对应为20～40℃，转速都为200～300r/min的摇床中培养，分别对应的培养时间为24～96min。将培养好的菌液在离心机转速为1000～3000r/min条件下离心15～30min去除培养液中的沉淀物质，然后再用8000～12000r/min的条件下离心20～40min，得到湿的菌泥。用蒸馏水将菌泥分散，然后在相同的条件下离心，重复三次，称重记录得到菌的湿重，加入1.0～3.0％NaCl配成不同浓度的菌悬浮液放于冰箱(T＝4℃)保存备用。
3.吸附率的测定方法
微生物细胞表面主要是有蛋白质、脂质、糖类物质组成，在分光光度计下有特定的吸收波长，因此通过比较吸附作用前后的菌液浓度的差异可以算出吸附率。在所有的吸附率的测定，都是将20～100mL已知浓度的菌悬浮液加入到150mL锥形瓶中，用氢氧化钠和盐酸溶液调节到固定的pH值，然后加入1g矿物，再将其放在恒温摇床上200～500r/min震荡作用一定的时间，同时另设一组不加矿物作对照。作用后静止半分钟，测定上清液的吸光度值，在对应的标准曲线中查出此吸光度对应下的菌液浓度，通过和对照的浓度相比较得出吸附率。
Figure 3
式中Q-吸附率(％)；
C0：空白对照组的菌浓度(g/L)；
C1：吸附后上清液的菌浓度(g/L)。
4.测定R.rubra悬浮液对锡石、石英砂、方解石的吸附率。不同浓度 R.rubra悬浮液对三种纯矿物的对吸附率结果如图2所示，菌液浓度范围都在80％以上，对方解石的吸附率最大为70％，而对石英砂的吸附率小于10％。 R.rubra液浓度为1.15g/L是吸附率达到最大值83.97％，此时对石英砂的吸附率为4.87％，于是可以说明在这个菌液浓度范围R.rubra在锡石-石英砂矿具有选择性吸附能力，能选择性吸附到锡石表面。改变的R.rubra液浓，可以对吸附率有一定的调节作用，但是效果不明显，其原因是在整个吸附实验中矿浆的浓度是过量的，微生物已经得到了最大的吸附值。
5.与图1所述R.opacus悬浮液的作用相同，R.rubra悬浮液与R.opacus 悬浮液具备对锡石高效的选择性，它们能很好的吸附到锡石、方解石表面上，对石英砂几乎不吸附。
对比例2
热带解脂假丝酵母(Candida lipolytica,C.lipolytica)的培养
1.C.lipolytica的培养基成分：葡萄糖60～120g/L、酵母菌膏10～60g/L、MgSO4·7H2O 10～60g/L、KNO310～50g/L、NH4H2PO410～40g/L、(NH4)2SO4 10～40g/L、pH＝3.5～6.5。
2.将培养基装入锥形瓶，包扎好放入高压灭菌锅灭菌40～60min，待冷却到室温将C.lipolytica接种到培养基中。在培养温度分别对应为25～55℃，转速都为250～350r/min的摇床中培养，分别对应的培养时间为24～72min。将培养好的菌液在离心机转速为1200～2800r/min条件下离心10～20min去除培养液中的沉淀物质，然后再用7000～11000r/min的条件下离心 10～30min，得到湿的菌泥。用蒸馏水将菌泥分散，然后在相同的条件下离心，重复三次，称重记录得到菌的湿重，加入1.5～4.5％NaCl配成不同浓度的菌悬浮液放于冰箱(T＝4℃)保存备用。
3.吸附率的测定方法
微生物细胞表面主要是有蛋白质、脂质、糖类物质组成，在分光光度计下有特定的吸收波长，因此通过比较吸附作用前后的菌液浓度的差异可以算出吸附率。在所有的吸附率的测定，都是将30～80mL已知浓度的菌悬浮液加入到150mL锥形瓶中，用氢氧化钠和盐酸溶液调节到固定的pH值，然后加入1g矿物，再将其放在恒温摇床上150～450r/min震荡作用一定的时间，同时另设一组不加矿物作对照。作用后静止半分钟，测定上清液的吸光度值，在对应的标准曲线中查出此吸光度对应下的菌液浓度，通过和对照的浓度相比较得出吸附率。
Figure 4
式中Q-吸附率(％)；
C0：空白对照组的菌浓度(g/L)；
C1：吸附后上清液的菌浓度(g/L)。
4.测定C.lipolytica悬浮液对锡石、石英砂、方解石的吸附率。不同浓度的C.lipolytica悬浮液对三种纯矿物的吸附率如图3所示，C.lipolytica对锡石、方解石、石英砂的吸附率依次为50％、40％和30％。改变菌悬浮液的浓度对方解石的吸附率先增大后减小在菌液浓度为1.91g/L时吸附率达到最大 60.12％，随着菌液浓度的增加在锡石和石英上的吸附率有一定上升趋势。
5.与图1所述R.opacus悬浮液对比，C.lipolytica悬浮液对锡石、石英砂、方解石没有特别的选择性吸附现象。
对比例3
粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis,A.faecalis)的培养
1.A.faecalis的合成培养基成分：蛋白胨10～60g/L，牛肉膏15～30g/L， NaCl 10～45g/L，pH＝5.5～8.5。
2.将培养基装入锥形瓶，包扎好放入高压灭菌锅灭菌35～55min，待冷却到室温将A.faecalis接种到培养基中。在培养温度分别对应为25～45℃，转速都为250～350r/min的摇床中培养，分别对应的培养时间为12～72min。将培养好的菌液在离心机转速为500～3500r/min条件下离心25～40min去除培养液中的沉淀物质，然后再用8000～12000r/min的条件下离心15～45min，得到湿的菌泥。用蒸馏水将菌泥分散，然后在相同的条件下离心，重复三次，称重记录得到菌的湿重，加入1.5～3.5％NaCl配成不同浓度的菌悬浮液放于冰箱(T＝4℃)保存备用。
3.吸附率的测定方法
微生物细胞表面主要是有蛋白质、脂质、糖类物质组成，在分光光度计下有特定的吸收波长，因此通过比较吸附作用前后的菌液浓度的差异可以算出吸附率。在所有的吸附率的测定，都是将30～120mL已知浓度的菌悬浮液加入到150mL锥形瓶中，用氢氧化钠和盐酸溶液调节到固定的pH值，然后加入1g矿物，再将其放在恒温摇床上250～550r/min震荡作用一定的时间，同时另设一组不加矿物作对照。作用后静止半分钟，测定上清液的吸光度值，在对应的标准曲线中查出此吸光度对应下的菌液浓度，通过和对照的浓度相比较得出吸附率。
Figure 5
式中Q-吸附率(％)；
C0：空白对照组的菌浓度(g/L)；
C1：吸附后上清液的菌浓度(g/L)。
4.测定A.faecalis悬浮液对锡石、石英砂、方解石的吸附率。不同浓度的A.faecalis悬浮液对三种出矿物的吸附率结果如图4所示，发现A.faecalis 悬浮液对锡石、方解石、石英砂的吸附率依次为65％、方解石40％、石英砂 20％。随着菌液浓度的变化，粪产碱杆菌吸附锡石的吸附率先增大后减小在菌液浓度为1.42g/L时吸附达到最值71.27％。
5.其显现出的作用与图3所述的C.lipolytica悬浮液相似，与图1所述 R.opacus悬浮液对比，A.faecalis悬浮液的菌液浓度对方解石的吸附率影响不大，对方解石和石英砂的吸附率有一定的改变，但是变化不是很大。
实施例2
R.opacus对纯锡石和石英砂具有很好的选择性吸附作用，在以R.opacus 为药剂研究时测定pH对吸附率的影响，改变pH测定其对纯石英砂和精锡矿吸附率的影响，不同pH值下R.opacus对石英砂和精锡矿的吸附率结果如图5。
从图5可知，pH对吸附率的影响很明显，随着pH增大R.opacus对精锡矿的吸附率先增大后减小，在pH＝4吸附率最大为68.36％；R.opacus对石英砂的吸附率随着pH增大逐渐减小，当pH＝2时吸附率为30％，pH＝11时吸附率几乎为0，在强酸性条件下会有较高吸附率是由于R.opacus在强酸性条件下细胞聚沉造成的。
实施例3
在制备R.opacus悬浮液时发现其在摇晃后很容易起气泡，而且泡沫能保持很长时间，通过表面张力仪测定不同浓度菌悬浮液的表面张力和pH对表面张力的影响，结果如图6和图7，其中，图6为不同浓度R.opacus悬浮液的表面张力，图7为不同pH下R.opacus悬浮液的表面张力。
从图6可知，室温下空白水的表面张为73mN/m和标准相差不到， R.opacus悬浮液的表面张力随着菌液浓度的增大逐渐减小，当菌液浓度增大到0.91g/L后，表面张力不再减小，保持在53mN/m。从图7中可知，当菌液浓度为0.91g/L、pH＝5时悬浮液表面张力最小为52.96mN/m。R.opacus 对精锡矿的吸附率比较，表面张力最小时的pH和吸附率最高时条件存在一定的差异，但是偏离不大。
实施例4
R.opacus对纯矿物锡石、方解石、石英砂具有选择性吸附作用，于是用其作为浮选捕收剂对三种纯矿物进行浮选，得到R.opacus的用量与回收率的关系如图8(R.opacus对三种纯矿物可浮性的影响)。
从图8可知，在加入R.opacus悬浮液后后三种纯矿物的回收率都会提高，但是对锡石回收率的影响明显大于方解石和石英砂的回收率，锡石回收率增大最明显，当R.opacus浓度达到1.0g/L后回收率可以达到80％以上；石英砂的回收率最低在15％以下；方解石的回收率可以达到40％。
实施例5
以R.opacus为捕收剂，测定pH对三种纯矿物回收率的影响，改变作用条件的pH得到其对回收率的影响关系，结果如图9、图10和图11，其中，图9为pH对R.opacus浮选锡石可浮性的影响，图10为pH对R.opacus浮选方解石可浮性的影响，图11为pH对R.opacus浮选石英砂可浮性的影响。
从图9可知，在R.opacus存在时锡石的回收率明显增大，其回收率随 pH增大先增大后减小，当菌液浓度为1.24g/L、pH＝4时，锡石的回收率最大为62％。从图10可知，在加入R.opacus后方解石的回收率也明显增大，然而pH对其回收率的影响不大，基本都在35％，说明R.opacus对方解石同样具捕收作用，需要寻找合适的抑制剂来抑制其上浮，降低其回收率。从图 11可知，在加入浑浊红球菌后石英砂的回收率有稍微的增大，但是影响不明显，回收率在pH＝5时最大也只有15.86％，说明R.opacus不会使石英砂上浮来影响锡石的回收，有利于锡矿浮选分离锡石去除石英砂。
实施例6
在浑浊红球菌的用量为1.24g/L，测定水玻璃是否在以R.opacus为药剂的浮选中作为方解石的抑制剂，水玻璃对三种纯矿物回收率的影响如图12 所示。
从图12可知，在浮选体系加入水玻璃后方解石的可浮性被抑制，回收率逐渐下降。当加入的水玻璃浓度增大到0.8g/L后，方解石可浮性被严重抑制，其回收率降到15％。加入水玻璃后锡石的回收率有小幅度的下降但影响不大，由于石英砂本身不浮，抑制效果不明显，所以当R.opacus作为锡石的捕收剂时加入水玻璃能有效的降低方解石的回收率。
实施例7
水玻璃对R.opacus活性的影响
检测水玻璃是否会影响R.opacus的生长活性，作简单的倒平板实验，水玻璃对浑浊红球菌划平板生长的影响结果如图13所示，其中，图13中A为水玻璃浓度0.5g/L，B为水玻璃浓度2.5g/L。
从图13可以看出，在固体培养基中加入浓度为0.5g/L和2.5g/L的水玻璃后接入相同R.opacus量的菌种，生长48h后，其依旧能在平板上快速生长，且菌落形态正常，说明水玻璃不会对R.opacus的活性产生明显的影响。
实施例8
人工混合矿的浮选情况
R.opacus对人工混合矿的浮选分离结果如表1。
表1 R.opacus对混合矿的浮选分离指标
Figure BDA0002433180230000131
从表1可以看出，在以R.opacus为药剂浮选后，精矿品位得到了提升。
实施例9
浮选开路实验
比较深红褐色酵母菌和浑浊红球菌为药剂的浮选结果，从菌液用量、抑制剂用量以及各矿物回收率数据来看，发现浑浊红球菌作为锡矿浮选药剂比深红褐色酵母菌作为药剂更为优良。于是以浑浊红球菌为捕收剂，水玻璃为抑制剂对品位为3.98％的实际锡矿进行开路浮选实验。浮选药剂条件为菌液浓度1.58g/L，水玻璃的浓度为1.0g/L。开路浮选实验流程如图14，实验结果如表2。
表2开路实验中各矿指数
Figure BDA0002433180230000132
从表2可知，在经过5次浮选的开路实验后，锡矿品位从最初始的3.98％提高到了23.83％，说明在以浑浊红球菌为捕收剂的浮选体系中，以水玻璃为抑制剂能从锡矿中分离锡石。
实施例10
R.opacus对矿物表面电位的影响
同样需要测定R.opacus对锡石、石英砂、方解石的表面电位影响，结果如图15、图16和图17，其中，图15为锡石与浑浊红球菌作用前后的表面电位变化，图16为石英砂与浑浊红球菌作用前后的表面电位变化，图17为方解石与浑浊红球菌作用前后的表面电位变化。
从图15可以看出，锡石在与R.opacus作用后等电点从pH＝4变化到 pH＝2.5。不同的pH下表面电位改变的大小不同，在pH＝4时，表面电位变化最明显，这和在相同条件下对锡石的浮选回收率最大、吸附率最高相符合，说明表面电位的变化大小对回收率、吸附率有一定的影响。
从图16可以看出，石英砂的等电点在pH＝2附近与文献相符，在与R.opacus作用前后其等电点基本没有变化，在pH增大或减小时其表面电位变化也不明显，这与其回收率很低基本不上浮相吻合。从电位变化的情况也说明R.opacus对石英砂影响不大，不能对石英砂表面产生一定的物理化学作用，没有捕收作用。
由图17可知，方解石在与R.opacus作用后表面电位也明显的发生变化。在与R.opacus作用后，方解石的等电点减小，在pH＝4-10之间，表面电位都发生了很大的变化，这与其这个pH范围内都有较好的可浮性相符合。
通过表面电位的测定发现，锡石和方解石在与R.opacus作用后，表面电位发生了明显的改变，而石英砂基本没有变化，这与浮选试验中R.opacus 能使锡石和方解石上浮而石英砂不浮相吻合，说明R.opacus能利于吸附到锡石和方解石表面，使它们的表面理化性质发生变化，从而得到有效回收。
实施例11
红外图谱分析
干浑浊红球菌及其与锡石作用后的红外图谱见图18(R.opacus的红外图谱)和图19(R.opacus浮选上来的锡石红外图谱)。
从图18可以看出，R.opacus在3292、3073、2925、2854、2362、1745、1653、1543、1450、1403、1339、1080、861、539cm-1处有吸收峰，它们是羟基(-OH)或者胺和酰胺的N-H伸缩振动吸收峰，饱和的CH2伸缩振动吸收峰，碳碳双键的不对称性伸缩振动峰，C＝O伸缩振动的震动吸收峰，单核芳烃的C＝C伸缩振动。如图19用浑浊红球菌浮选得到的锡石，可看出处理锡石的本位吸收峰还出现了很多新的吸收峰，这些新的吸收峰都是 R.opacus吸收峰的复现和漂移而来。这说明R.opacus在锡石表面的吸附作用力是物理吸附和化学吸附的共同结果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种低品位细粒锡矿生物捕收剂，其特征在于，所述生物捕收剂包括浑浊红球菌。
2.根据权利要求1所述的生物捕收剂，其特征在于，所述浑浊红球菌在所述生物捕收剂中的菌液浓度为1～4g/L。
3.根据权利要求1或2所述的生物捕收剂，其特征在于，所述浑浊红球菌的制备方法包括以下步骤：
将浑浊红球菌接种至液体培养基，20～40℃，150～200r/min的转速下培养24～96h，1000～3000r/min离心6～10min，取上清，8000～12000r/min离心10～30min，取沉淀，得到生物捕收剂。
4.根据权利要求3所述的生物捕收剂，其特征在于，得到沉淀后还包括：所述沉淀用水分散，8000～12000r/min离心10～30min，再取沉淀，重复操作2次。
5.根据权利要求3所述的生物捕收剂，其特征在于，所述液体培养基包括葡萄糖10～60g/L、蛋白胨1～15g/L和酵母膏2～20g/L，pH值为3.5～6.5。
6.根据权利要求1所述的生物捕收剂，其特征在于，所述生物捕收剂与抑制剂配合使用，所述抑制剂包括水玻璃。
7.根据权利要求6所述的生物捕收剂，其特征在于，所述水玻璃在所述生物捕收剂中的质量浓度为1～5g/L。
8.权利要求1～7任一项所述生物捕收剂在低品位细粒锡矿中锡石浮选中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述浮选的方法包括以下步骤：
将待浮选矿物置于浮选装置中，加入生物捕收剂，使矿浆浓度为50～250g/L，调节生物捕收剂工作环境的pH值，10～30min后，加入抑制剂浮选20～50min，刮泡10～30min，将泡沫产物和浮选装置底部剩余的产物分别干燥，得到精矿和尾矿；所述抑制剂包括水玻璃。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述pH值为3.5～6.5。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101797534A (zh) * 2010-01-28 2010-08-11 广西大学 锡石多金属硫化矿尾矿分步脱硫浮选方法
CN102489386A (zh) * 2011-12-13 2012-06-13 广州有色金属研究院 一种微细粒锡石的选矿方法
CN102489415A (zh) * 2011-12-06 2012-06-13 北京科技大学 红城红球菌在赤铁矿分离中的应用及分离方法
CN110678267A (zh) * 2017-05-16 2020-01-10 淡水河谷公司 采用从革兰氏阳性菌中提取的生物试剂进行矿物浮选的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101797534A (zh) * 2010-01-28 2010-08-11 广西大学 锡石多金属硫化矿尾矿分步脱硫浮选方法
CN102489415A (zh) * 2011-12-06 2012-06-13 北京科技大学 红城红球菌在赤铁矿分离中的应用及分离方法
CN102489386A (zh) * 2011-12-13 2012-06-13 广州有色金属研究院 一种微细粒锡石的选矿方法
CN110678267A (zh) * 2017-05-16 2020-01-10 淡水河谷公司 采用从革兰氏阳性菌中提取的生物试剂进行矿物浮选的方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A・E・C・波特罗等: "Rhodococcus opacus菌作为方解石和菱镁矿生物捕收剂的基础研究", 《国外金属矿选矿》 *
LORGIO GILBERTO VALDIVIEZO GONZALES等: "Electroflotation of cassiterite fines using a hydrophobic bacterium strain", 《REVISTA ESCOLA DE MINAS》 *
祝雯等: "几种捕收剂在磷矿浮选脱硅中的性能评价", 《武汉工程大学学报》 *
陈建华等: "产碱杆菌在方解石、石英和锡石表面的吸附研究", 《矿产保护与利用》 *

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