黄孢原毛平革菌对碳质金矿中碳的降解作用研究

摘要

碳质金矿的难处理是由于含有碳质物，尤其是有机碳，在金矿氰化浸出过程中能将已浸出的金重新吸附，形成“劫金”现象，严重干扰了金的浸出率。随着金矿资源的日益贫乏和环保要求越来越严格，如何经济有效地利用碳质金矿已成为当前亟待解决的问题。本论文以碳质金矿的生物转化技术为主要研究方向，采用黄孢原毛平革菌对碳质金矿进行预处理，提高金的浸出率。
　　试验研究了黄孢原毛平革菌JT-AU的培养条件和生物学特性。在35℃、150r·min-1、pH5.0条件下，黄孢原毛平革菌生长1～7d为对数期，7～25d为稳定期，较长的稳定期，为底物提供了稳定的降解环境;菌生长过程中pH先下降再上升。试验以碳质替代物粒度、菌液用量、固液比及降解时间为工艺参数设计正交试验，黄孢原毛平革菌JT-AU对石墨、活性炭和腐植酸三种碳质替代物有不同程度的降解，降解率分别为13.49％、22.44％和33.74％;粒度和降解时间对降解效果影响比固液比和菌液用量明显。用FTIR分析了碳质替代物的生物转化产物，经菌作用后产生了大量的羧酸类、酚类、醇类等酸性官能团;含氧官能团的增加说明碳质替代物有一定程度的氧化，芳香结构说明碳质替代物一些基团被氧化或水解。活性炭、石墨和腐植酸及菌作用后渣的吸金试验表明，对金的吸附性都有不同程度的降低，分别为48.62％、8.82％和11.11％。
　　本试验还系统地研究了黄孢原毛平革菌JT-AU对碳质金矿的预处理，研究发现黄孢原毛平革菌JT-AU对金矿降解作用在菌接种量6％、矿浆浓度1％、粒度38～47μm之间、降解时间为14d时获得最好的降解率27％。经菌作用后渣中的砷、碳和铁的脱除率分别为29.35％、9.12％和51.64％，金的品味富集为原矿的1.3倍;XRD分析表明碳质金矿中的碳酸盐几乎完全被分解;吸金实验表明菌预处理后的矿渣对金的吸附率降低了62.5％，针对金矿的预处理效果良好。以上研究说明黄孢原毛平革菌JT-AU可以成为有价值的脱砷除碳新型菌株。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 难处理金矿概念及分类

1．1．2 含碳金矿的主要特点

1．1．3 含碳金矿的分布情况

1．2 生物冶金及碳质物预处理机理

1．2．1 生物冶金原理

1．2．2 生物预处理碳质金矿中碳质物机理

1．3 难处理金矿的预处理方法

1．3．1 难处理金矿的预处理方法

1．3．2 生物预处理发展状况

1．4 黄孢原毛平革菌简介

1．4．1 黄孢原毛平革菌生物学特性

1．4．2 黄孢原毛平革菌降解机理

1．5 本论文的研究意义和主要内容

1．5．1 论文研究的目的和意义

1．5．2 论文研究内容

第二章 试验材料和研究方法

2．1 试验材料

2．1．1 主要仪器及试剂

2．1．2 金矿样

2．1．3 菌种及培养基

2．2 研究方法

2．2．1 样品的降解反应

2．2．2 样品的吸金试验

2．2．3 生物降解率测定方法

2．2．4 吸金力的测定方法

2．2．5 正交实验

2．2．6 样品的分析方法

第三章 黄孢原毛平革菌生物学特性

3．1 菌的培养

3．1．1 固体培养

3．1．2 液体培养

3．2 生长量测定

3．3 不同pH

3．4 菌生长过程中pH

3．5 本章小结

第四章 黄孢原毛平革菌降解碳质替代物的试验研究

4．1 试验部分

4．1．1 试验材料

4．1．2 试验方法

4．2 试验结果及分析

4．2．1 极差分析

4．2．2 方差分析

4．2．3 碳质替代物及其降解产物FTIR分析

4．2．4 降解产物的XRD测试结果分析

4．2．5 碳质替代物吸金试验

4．3 黄孢原毛平革菌对碳质物降解机理的探讨

4．4 本章小结

第五章 黄孢原毛平革菌对金精矿降解作用

5．1 矿石性质

5．1．1 粒度分析

5．1．2 化学元素分

5．1．3 矿物成分分析

5．2 试验方法

5．2．1 含碳金矿降解试验

5．2．2 含碳金矿的吸金试验

5．3 含碳金矿真菌降解结果及分析

5．3．1 降解时间

5．3．2 矿浆浓度

5．3．3 菌液浓度

5．3．4 金矿粒度

5．3．5 最优体系下金矿的浸出

5．4 金矿降解产物分析

5．4．1 元素分析

5．4．2 XRD分析

5．5 原矿及金矿渣的吸金试验

5．6 机理探讨

5．7 本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢