CN115572740A - 一种利用硫酸盐还原菌群分解磷石膏生成硫化钙的方法 - Google Patents
一种利用硫酸盐还原菌群分解磷石膏生成硫化钙的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115572740A CN115572740A CN202211214879.0A CN202211214879A CN115572740A CN 115572740 A CN115572740 A CN 115572740A CN 202211214879 A CN202211214879 A CN 202211214879A CN 115572740 A CN115572740 A CN 115572740A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- phosphogypsum
- sulfate
- culture
- reducing bacteria
- culture medium
- 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.)
- Pending
Links
- PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate dihydrate Chemical compound O.O.[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 87
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 title claims abstract description 53
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- JGIATAMCQXIDNZ-UHFFFAOYSA-N calcium sulfide Chemical compound [Ca]=S JGIATAMCQXIDNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 23
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 34
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 11
- 239000008223 sterile water Substances 0.000 claims description 11
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 claims description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 6
- NGSFWBMYFKHRBD-DKWTVANSSA-M sodium;(2s)-2-hydroxypropanoate Chemical compound [Na+].C[C@H](O)C([O-])=O NGSFWBMYFKHRBD-DKWTVANSSA-M 0.000 claims description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 6
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 claims description 6
- VLSOAXRVHARBEQ-UHFFFAOYSA-N [4-fluoro-2-(hydroxymethyl)phenyl]methanol Chemical compound OCC1=CC=C(F)C=C1CO VLSOAXRVHARBEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims description 4
- 241001274216 Naso Species 0.000 claims description 3
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 2
- XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N L-Cysteine Chemical compound SC[C@H](N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N 0.000 claims 2
- 239000004201 L-cysteine Substances 0.000 claims 1
- 235000013878 L-cysteine Nutrition 0.000 claims 1
- 229960002433 cysteine Drugs 0.000 claims 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims 1
- 230000019086 sulfide ion homeostasis Effects 0.000 abstract description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 4
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 4
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 2
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 2
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Natural products NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- KCZFLPPCFOHPNI-UHFFFAOYSA-N alumane;iron Chemical class [AlH3].[Fe] KCZFLPPCFOHPNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000010883 coal ash Substances 0.000 description 1
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- -1 organic matters Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P3/00—Preparation of elements or inorganic compounds except carbon dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/02—Separating microorganisms from their culture media
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/36—Adaptation or attenuation of cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Virology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
本发明涉及一种利用硫酸盐还原菌群分解磷石膏生成硫化钙的方法。首先从待处理的磷石膏中分离、富集、驯化出硫酸盐还原菌群，然后将其加入到无硫酸盐培养基和磷石膏的混合物中进行分解培养，最终得到硫化钙产品。本发明方法工艺简单、培养条件要求低且环境友好，无需高温还原因而能耗低，分解磷石膏的硫化钙生成率高达40‑60％，在解决磷石膏堆存难题方面具有较好的推广应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及矿山治理及固体废料资源再利用技术领域，具体涉及一种利用硫酸盐还原菌群分解磷石膏生成硫化钙的方法。
背景技术
磷石膏是磷酸工业产生的一种副产物，主要成分为CaSO4·2H2O。据统计每生产1吨磷酸就会产生约5吨磷石膏，全球磷石膏年产量高达 2亿吨。磷石膏可用于制作石膏板、沥青混合填料、水泥缓凝剂等建筑材料，也可与矿粉、煤灰等混合处理后制成复合肥料。磷石膏中未分解完全的磷矿、氟化物、磷酸、有机质、铁铝化合物等杂质导致其处理难度较大，因此磷石膏的总体利用率不高，建库堆存成为了磷石膏的主要处理方式。大量磷石膏固废长期堆积不仅占用了有限的土地，而且还会导致土壤、河流受到污染，由此带来一系列生态环境问题。面对这些问题，开展磷石膏资源化再利用是当前的重点研究方向。
硫化钙是一种化工中间产品，可作为生产硫脲、硫化氢、硫磺、硫酸等化工产品的原料。将磷石膏“变废为宝”生成硫化钙并重新利用，无论是对于提高磷石膏的经济价值还是对于保护磷石膏堆场周围环境都具有重要的意义。
目前利用磷石膏生产硫化钙主要采用物理方法实现。中国发明专利CN101428767B公开了一种磷石膏的分解方法，该方法将石膏和煤按照 1:2-4的摩尔比混匀粉磨后，在800-1100℃下高温焙烧，最终得到硫化钙产品。中国发明专利CN100460317C公开了一种磷石膏的分解方法，该方法按照磷石膏中硫酸钙含量与煤中的碳含量＝1:2-3的摩尔比进行配料，混匀粉磨至100-120目后在800-1400℃下加入到还原气氛中熔烧 1.5-2.5小时，烧结物即为硫化钙产品。中国发明专利CN114229877A也公开了一种磷石膏的分解方法，该方法将磷石膏置于金属离子溶液中进行预处理，然后将干燥后的磷石膏置入管式炉中，在氮气氛围下通入 CO，于500-900℃下将磷石膏还原为CaS。
分析可知，上述方法均需在高温条件下进行，不仅能耗较大而且还需要加入煤粉和还原性气体，大幅增加了磷石膏的处理成本。在此基础上，本发明提供的以硫酸盐还原菌为基础的生物方法具有工艺简单、成本低、环境友好等优点，不仅在磷石膏的治理方面拥有巨大的应用潜力，而且也为磷石膏堆存问题带来了新的解决思路和方案。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种利用硫酸盐还原菌群分解磷石膏生成硫化钙的方法，具体包括以下步骤：将无硫酸盐培养基、磷石膏混合均匀，再加入硫酸盐还原菌进行分解培养，分离得到硫化钙。
进一步的，硫酸盐还原菌以菌液的形式加入，硫酸盐还原菌菌液的浓度为1×106-1×108个/mL。
更进一步的，无硫酸盐培养基与硫酸盐还原菌菌液的体积比为 1:0.2-0.5，每L无硫酸盐培养基中需加入10-20g磷石膏。
进一步的，分解培养前调节混合物的pH至7.0-8.0，再通入纯度为 99.99％的氮气除氧10-15分钟，然后在28-32℃、100-120转/min条件下恒温振荡培养5-7天。
进一步的，所述磷石膏以粉末的形式加入，磷石膏粉的粒径为 50-100目。
进一步的，硫酸盐还原菌是从待处理的磷石膏中分离、富集、驯化而来。
更进一步的，从磷石膏中分离硫酸盐还原菌的过程如下：将磷石膏与无菌水按照1：1的重量比混合均匀，充分静置后取上清液与专用培养基按照0.2-0.5:1的体积比混合，调节体系的pH＝7.0-8.0，通入纯度为 99.99％的氮气除氧10-15分钟，在28-32℃下静置培养5-7天，得到硫酸盐还原菌群培养液。
更进一步的，硫酸盐还原菌的富集过程如下：将专用培养基与硫酸盐还原菌群培养液按照1:0.2-0.5的体积比混合，调节体系的pH＝7.0-8.0，通入纯度为99.99％的氮气除氧10-15分钟，在28-32℃下静置培养5-7 天，得到硫酸盐还原菌群富集培养液；按照同样的方法将硫酸盐还原菌群富集培养液重复培养1-3次，得到目标硫酸盐还原菌群富集培养液。
更进一步的，硫酸盐还原菌群富集培养液的驯化过程如下：(a)将无硫酸盐培养基与目标硫酸盐还原菌群富集培养液按照1:0.2-0.5的体积比混合，再加入磷石膏并调节体系的pH＝7.0-8.0，通入纯度为99.99％的氮气除氧10-15分钟，在28-32℃、100-120转/分钟下恒温振荡培养 5-7天，得到硫酸盐还原菌群驯化培养液；(b)按照步骤(a)中的方法，将硫酸盐还原菌群驯化培养液重复培养1-3次，得到所需硫酸盐还原菌群驯化培养液；驯化培养期间逐渐提高磷石膏的用量。
更进一步的，第一次驯化培养时，每L无硫酸盐培养基中加入10-15g 磷石膏；最后一次驯化培养时，每L无硫酸盐培养基中加入15-20g磷石膏。
进一步，最后一次驯化培养时加入的磷石膏用量与分解培养时加入的磷石膏用量相同。
进一步，分解完成后取出瓶内产物干燥后称重，记为m g。将其置于250mL锥形瓶中，加入50mL碘溶液(I2＝0.1mol/L)，在100转/分钟的摇床中振荡30min，之后过滤掉瓶内溶液并在室温下干燥瓶内剩余固体，记为m1 g。用热的氢氧化钾溶液(100g/L)洗涤3次，将洗后剩余的物质干燥后称重，记为m2 g。前后的质量差就是生成的硫单质的质量，通过硫单质的质量可以确定硫化钙含量。硫化钙生成含量由以下公式计算得到：
ωCaS＝(m1-m2)×72.14/m×32.06
进一步的，所述无硫酸盐培养基的组成为：0.1g/L CaCl2·2H2O，1g/L (NH4)2Cl，0.5g/L K2HPO4，3.5g/L乳酸钠，1g/L酵母浸粉，5μg/L L-半胱氨酸盐酸盐，10-20g/L的磷石膏，溶剂为无菌水。
进一步的，所述专用培养基的组成为：0.5g/L NaSO4，0.1g/L CaCl2·2H2O，1g/L(NH4)Cl，0.5g/L K2HPO4，2g/L MgSO4·7H2O，3.5g/L 乳酸钠，1g/L酵母浸粉，5μg/L L-半胱氨酸盐酸盐，溶剂为无菌水。
与前述常见的磷石膏物理处理法相比，本发明的微生物法具有以下预料不到的有益效果：(1)利用源自磷石膏的土著硫酸盐还原菌群分解磷石膏生成硫化钙，充分发挥了微生物成本低、效率高、效果好等多重优势，为解决我国巨大的磷石膏堆存难题提供了一条切实可行的方案； (2)本发明使用的硫酸盐还原菌群来源广泛，一次分离、富集、驯化所得菌群可供多次使用，并且对磷石膏的适应性强，培养完磷石膏的分解率可以达到40％-60％；(3)本发明工艺简单，培养条件要求低且环境友好，无需高温热处理和还原性原料，在成本、效率、设备投入等方面更具优势。
具体实施方式
为使本领域普通技术人员充分理解本发明的技术方案和有益效果，以下结合具体实施例进行进一步说明。
本发明各实施例使用的专用培养基的组分为：0.5g/L NaSO4，0.1g/L CaCl2·2H2O，1g/L(NH4)2CI，0.5g/L K2HPO4，2g/L MgSO4·7H2O，3.5g/L 乳酸钠，1g/L酵母浸粉，5μg/L L-半胱氨酸盐酸盐，溶剂为无菌水。
本发明各实施例使用的无硫酸盐培养基的组成为：0.1g/L CaCl2·2H2O，1g/L(NH4)2Cl，0.5g/L K2HPO4，3.5g/L乳酸钠，1g/L酵母浸粉，5μg/L L-半胱氨酸盐酸盐，10-20g/L磷石膏，溶剂为无菌水。
本发明中的磷石膏原料由湖北宜昌市宜都兴发化工有限公司磷酸车间二水硫酸钙工艺产生的副产物，含有二水硫酸钙68.3％，附着水 25.6％，水溶磷1.0％，水溶性氟0.9％。磷石膏在使用前需粉碎至粒径为 50-100目。
实施例1
1.硫酸盐还原菌的富集培养
将磷石膏与无菌水按照1：1的重量比混合，搅拌均匀后静置1h。取上清液与专用培养基按照0.2:1的体积比混合，调节培养体系的 pH＝7.0，通入99.99％的氮气除氧10分钟，然后在恒温培养箱中于28℃静置培养7天，得到硫酸盐还原菌群富集培养液。
将专用培养基与硫酸盐还原菌群富集培养液按照1:0.2的体积比混合，调节培养体系的pH＝7.0，通入99.99％的氮气除氧10分钟，然后在恒温培养箱中于28℃静置培养7天，得到二次富集的硫酸盐还原菌群富集培养液。重复该富集培养操作3次，得到硫酸盐还原菌群富集培养液。
2.硫酸盐还原菌分解磷石膏的驯化培养
将无硫酸盐培养基与上一步制得的硫酸盐还原菌群富集培养液按照1:0.2的体积比混合，再按照每L无硫酸盐培养基10g的比例加入磷石膏，混合均匀后调节培养体系的pH＝7.0，接着在28℃的恒温摇床中振荡培养7天，得到硫酸盐还原菌群驯化培养液。
将无硫酸盐培养基与上一步制得的硫酸盐还原菌群驯化培养液按照1:0.2的体积比混合，再按照每L无硫酸盐培养基12g的比例加入磷石膏，混合均匀后在28℃的恒温摇床中振荡培养7天，得到二次驯化的硫酸盐还原菌群驯化培养液。重复上述驯化培养3次，期间逐渐提高磷石膏的加入量直至15g，在最终得到硫酸盐还原菌群驯化培养液。
3.硫酸盐还原菌群驯化培养液分解磷石膏生成硫化钙
按照1L:20g的比例将无硫酸盐培养基与磷石膏混合，再按照无硫酸盐培养基：硫酸盐还原菌群驯化培养液＝1:0.2的体积比加入硫酸盐还原菌群驯化培养液，混合均匀后调节培养体系的pH＝7.0，最后在28℃的恒温摇床中振荡培养7天。
取出瓶内产物干燥后称重18.86g，将其置于250mL锥形瓶中，再加入50mL碘溶液(I2＝0.1mol/L)于在100转/分钟的摇床中振荡30min，之后过滤掉瓶内溶液并在室温下干燥瓶内剩余固体(17.54g)。用热的氢氧化钾溶液(100g/L)洗涤剩余固体3次，将洗后剩余的物质干燥并称重(13.75g)。由此计算得到，本实施例中硫化钙的生成率达到45.26％。
实施例2
1.硫酸盐还原菌的富集培养
将磷石膏与无菌水按照1：1的重量比混合，搅拌均匀后静置1h。取上清液与专用培养基按照0.2:1的体积比混合，调节培养体系的 pH＝7.5，通入99.99％的氮气除氧15分钟，然后在恒温培养箱中于30℃静置培养6天，得到硫酸盐还原菌群富集培养液。
将专用培养基与硫酸盐还原菌群富集培养液按照1:0.3的体积比混合，调节培养体系的pH＝7.5，通入99.99％的氮气除氧15分钟，然后在恒温培养箱中于30℃静置培养6天，得到二次富集的硫酸盐还原菌群富集培养液。重复该富集培养操作2次，得到硫酸盐还原菌群富集培养液。
2.硫酸盐还原菌分解磷石膏的驯化培养
将无硫酸盐培养基与上一步制得的硫酸盐还原菌群富集培养液按照1:0.3的体积比混合，再按照每L无硫酸盐培养基12g的比例加入磷石膏，混合均匀后调节培养体系的pH＝7.5，接着在30℃的恒温摇床中振荡培养6天，得到硫酸盐还原菌群驯化培养液。
将无硫酸盐培养基与上一步制得的硫酸盐还原菌群驯化培养液按照1:0.3的体积比混合，再按照每L无硫酸盐培养基14g的比例加入磷石膏，混合均匀后在30℃的恒温摇床中振荡培养6天，得到二次驯化的硫酸盐还原菌群驯化培养液。重复上述驯化培养3次，期间逐渐提高磷石膏的加入量直至16g，在最终得到硫酸盐还原菌群驯化培养液。
3.硫酸盐还原菌群驯化培养液分解磷石膏生成硫化钙
按照1L:16g的比例将无硫酸盐培养基与磷石膏混合，再按照无硫酸盐培养基：硫酸盐还原菌群驯化培养液＝1:0.3的体积比加入硫酸盐还原菌群驯化培养液，混合均匀后调节培养体系的pH＝7.5，最后在30℃的恒温摇床中振荡培养6天。
取出瓶内产物干燥后称重16.73g，将其置于250mL锥形瓶中，再加入50mL碘溶液(I2＝0.1mol/L)于在100转/分钟的摇床中振荡30min，之后过滤掉瓶内溶液并在室温下干燥瓶内剩余固体(15.84g)。用热的氢氧化钾溶液(100g/L)洗涤剩余固体3次，将洗后剩余的物质干燥并称重(11.65g)。由此计算得到，本实施例中硫化钙的生成率达到56.35％。
实施例3
1.硫酸盐还原菌的富集培养
将磷石膏与无菌水按照1：1的重量比混合，搅拌均匀后静置1h。取上清液与专用培养基按照0.2:1的体积比混合，调节培养体系的 pH＝7.8，通入99.99％的氮气除氧15分钟，然后在恒温培养箱中于32℃静置培养5天，得到硫酸盐还原菌群富集培养液。
将专用培养基与硫酸盐还原菌群富集培养液按照1:0.5的体积比混合，调节培养体系的pH＝7.8，通入99.99％的氮气除氧15分钟，然后在恒温培养箱中于32℃静置培养5天，得到二次富集的硫酸盐还原菌群富集培养液。重复该富集培养操作2次，得到硫酸盐还原菌群富集培养液。
2.硫酸盐还原菌分解磷石膏的驯化培养
将无硫酸盐培养基与上一步制得的硫酸盐还原菌群富集培养液按照1:0.5的体积比混合，再按照每L无硫酸盐培养基15g的比例加入磷石膏，混合均匀后调节培养体系的pH＝7.8，接着在32℃的恒温摇床中振荡培养5天，得到硫酸盐还原菌群驯化培养液。
将无硫酸盐培养基与上一步制得的硫酸盐还原菌群驯化培养液按照1:0.5的体积比混合，再按照每L无硫酸盐培养基18g的比例加入磷石膏，混合均匀后在32℃的恒温摇床中振荡培养5天，得到二次驯化的硫酸盐还原菌群驯化培养液。重复上述驯化培养3次，期间逐渐提高磷石膏的加入量直至20g，在最终得到硫酸盐还原菌群驯化培养液。
3.硫酸盐还原菌群驯化培养液分解磷石膏生成硫化钙
按照1L:20g的比例将无硫酸盐培养基与磷石膏混合，再按照无硫酸盐培养基：硫酸盐还原菌群驯化培养液＝1:0.5的体积比加入硫酸盐还原菌群驯化培养液，混合均匀后调节培养体系的pH＝7.8，最后在32℃的恒温摇床中振荡培养5天。
取出瓶内产物干燥后称重18.12g，将其置于250mL锥形瓶中，再加入50mL碘溶液(I2＝0.1mol/L)于在100转/分钟的摇床中振荡30min，之后过滤掉瓶内溶液并在室温下干燥瓶内剩余固体(16.62g)。用热的氢氧化钾溶液(100g/L)洗涤剩余固体3次，将洗后剩余的物质干燥并称重(11.89g)。由此计算得到，本实施例中硫化钙的生成率达到58.74％。
Claims (10)
1.一种利用硫酸盐还原菌群分解磷石膏生成硫化钙的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：将无硫酸盐培养基、磷石膏混合均匀，再加入硫酸盐还原菌进行分解培养，分离得到硫化钙。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述硫酸盐还原菌以菌液的形式加入，菌液的浓度为1×106-1×108个/mL。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：无硫酸盐培养基与硫酸盐还原菌菌液的体积比为1:0.2-0.5，每L无硫酸盐培养基中需加入10-20g磷石膏。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：分解培养前调节混合物的pH至7.0-8.0，再通入氮气除氧，然后在28-32℃、100-120转/min下恒温振荡培养5-7天。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述磷石膏以粉末的形式加入，磷石膏粉的粒径为50-100目。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：硫酸盐还原菌是从待处理的磷石膏中分离、富集、驯化而来。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：从磷石膏中分离硫酸盐还原菌的过程如下：将磷石膏与无菌水按照1：1的重量比混合均匀，充分静置后取上清液与专用培养基按照0.2-0.5:1的体积比混合，调节体系的pH＝7.0-8.0，通入氮气除氧后在28-32℃下静置培养5-7天，得到硫酸盐还原菌群培养液；
硫酸盐还原菌的富集过程如下：将专用培养基与硫酸盐还原菌群培养液按照1:0.2-0.5的体积比混合，调节体系的pH＝7.0-8.0，通入氮气除氧后在28-32℃下静置培养5-7天，得到硫酸盐还原菌群富集培养液；按照同样的方法将硫酸盐还原菌群富集培养液重复培养1-3次，得到目标硫酸盐还原菌群富集培养液；
硫酸盐还原菌群富集培养液的驯化过程如下：将无硫酸盐培养基与目标硫酸盐还原菌群富集培养液按照1:0.2-0.5的体积比混合，再加入磷石膏并调节体系的pH＝7.0-8.0，通入氮气除氧后在28-32℃、100-120转/分钟的摇床中恒温振荡培养5-7天，得到硫酸盐还原菌群驯化培养液；按照同样的方法将硫酸盐还原菌群驯化培养液重复培养1-3次，得到所需硫酸盐还原菌群驯化培养液；期间逐渐提高磷石膏的用量。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：第一次驯化培养时，每L无硫酸盐培养基中加入10-15g磷石膏；最后一次驯化培养时，每L无硫酸盐培养基中加入15-20g磷石膏。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于：最后一次驯化培养时加入的磷石膏用量与分解培养时加入的磷石膏用量相同。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述无硫酸盐培养基的组成为：0.1g/LCaCl2·2H2O，1g/L(NH4)2Cl，0.5g/L K2HPO4，3.5g/L乳酸钠，1g/L酵母浸粉，5μg/L L-半胱氨酸盐酸盐，10-20g/L的磷石膏，溶剂为无菌水；所述专用培养基的组成为：0.5g/L NaSO4，0.1g/LCaCl2·2H2O，1g/L(NH4)Cl，0.5g/L K2HPO4，2g/L MgSO4·7H2O，3.5g/L乳酸钠，1g/L酵母浸粉，5μg/L L-半胱氨酸盐酸盐，溶剂为无菌水。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211214879.0A CN115572740A (zh) | 2022-09-30 | 2022-09-30 | 一种利用硫酸盐还原菌群分解磷石膏生成硫化钙的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211214879.0A CN115572740A (zh) | 2022-09-30 | 2022-09-30 | 一种利用硫酸盐还原菌群分解磷石膏生成硫化钙的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115572740A true CN115572740A (zh) | 2023-01-06 |
Family
ID=84582431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211214879.0A Pending CN115572740A (zh) | 2022-09-30 | 2022-09-30 | 一种利用硫酸盐还原菌群分解磷石膏生成硫化钙的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115572740A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015075317A1 (en) * | 2013-11-22 | 2015-05-28 | Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy | Method for recovering rare earth metals from waste sulphates |
| WO2016081239A1 (en) * | 2014-11-18 | 2016-05-26 | Dow Global Technologies Llc | Remediation of sulfate reducing bacteria with specific bacteriocin |
| CN109650345A (zh) * | 2018-04-09 | 2019-04-19 | 西南科技大学 | 一种石膏中硫钙资源分别利用的方法 |
| KR20220095007A (ko) * | 2020-12-29 | 2022-07-06 | 고려대학교 산학협력단 | 황산염 환원균을 이용한 건상금속황화물의 미생물 합성 방법 |
-
2022
- 2022-09-30 CN CN202211214879.0A patent/CN115572740A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015075317A1 (en) * | 2013-11-22 | 2015-05-28 | Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy | Method for recovering rare earth metals from waste sulphates |
| CN105765091A (zh) * | 2013-11-22 | 2016-07-13 | 芬兰国家技术研究中心股份公司 | 从废硫酸盐中回收稀土金属的方法 |
| WO2016081239A1 (en) * | 2014-11-18 | 2016-05-26 | Dow Global Technologies Llc | Remediation of sulfate reducing bacteria with specific bacteriocin |
| CN109650345A (zh) * | 2018-04-09 | 2019-04-19 | 西南科技大学 | 一种石膏中硫钙资源分别利用的方法 |
| KR20220095007A (ko) * | 2020-12-29 | 2022-07-06 | 고려대학교 산학협력단 | 황산염 환원균을 이용한 건상금속황화물의 미생물 합성 방법 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| SAMIA AZABOU等: "Sulfate reduction from phosphogypsum using a mixed culture of sulfate-reducing bacteria", INTERNATIONAL BIODETERIORATION & BIODEGRADATION, vol. 56, no. 4, 7 November 2005 (2005-11-07), pages 236 - 242 * |
| 李双骥等: "磷石膏还原分解研究现状与生物分解可行性分析", 地球与环境, vol. 12, no. 1, 28 February 2022 (2022-02-28), pages 116 - 122 * |
| 池汝安等: "磷石膏制取硫酸铵及其溶析结晶", 武汉工程大学学报, vol. 33, no. 3, 15 March 2011 (2011-03-15), pages 12 - 15 * |
| 马晓航等: "用硫酸盐还原菌处理重金属废水的研究", 微生物学杂志, vol. 3, no. 23, 30 January 2003 (2003-01-30), pages 36 - 39 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wu et al. | Utilization path of bulk industrial solid waste: A review on the multi-directional resource utilization path of phosphogypsum | |
| CN101708826B (zh) | 一种用硫磺还原分解磷石膏的方法 | |
| CN107774114B (zh) | 一种利用磷石膏分解渣捕集二氧化碳的方法 | |
| CN115108869B (zh) | 一种利用煤矸石生产有机-无机复混型土壤调理剂的方法及其产品 | |
| CN114011375B (zh) | 钛石膏资源化利用制备颗粒除磷剂 | |
| CN101434390B (zh) | 用工业副产石膏生产电石和硫酸的方法 | |
| CN103072949B (zh) | 一种流态化床层还原分解磷石膏制备硫化钙的方法 | |
| CN109020444B (zh) | 一种纳米脱硫石膏人造板的制备方法 | |
| CN101357773B (zh) | 一种降低磷石膏分解温度的方法 | |
| CN101708825B (zh) | 一种用硫磺还原分解石膏制备硫化钙的方法 | |
| CN115572740A (zh) | 一种利用硫酸盐还原菌群分解磷石膏生成硫化钙的方法 | |
| CN115814750B (zh) | 一种磷石膏制备多孔硅酸钙吸附剂的方法 | |
| CN117362124A (zh) | 一种煤矸石脱碳除杂制人造黑土的方法 | |
| CN101492177B (zh) | 一种黄磷尾气还原分解磷石膏的方法 | |
| CN115893885B (zh) | 一种磷石膏的浸洗剂和一种磷石膏的无害化处理方法 | |
| CN111254283A (zh) | 一种湿法锌浸出液深度净化除杂的工艺 | |
| CN101456542B (zh) | 一种一氧化碳还原分解磷石膏的方法 | |
| CN102976858B (zh) | 一种含磷废渣再生缓释磷肥 | |
| CN100369850C (zh) | 一种煤矸石与磷石膏综合利用的方法 | |
| CN113060918A (zh) | 一种零价铁强化剩余污泥与垃圾渗滤液协同厌氧消化的方法 | |
| CN110272025A (zh) | 一种磷石膏制硫磺附产土壤调理剂的生产方法 | |
| CN114804681A (zh) | 一种利用工业废盐制备复合改性氯氧镁水泥的方法 | |
| CN113501735A (zh) | 一种电解锰渣基缓释肥的制备方法 | |
| CN102557387B (zh) | 一种钢渣制备的复合污泥絮凝脱水调理剂 | |
| CN103864023B (zh) | 一种磷石膏碳酸化尾气还原分解磷石膏的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |