·1500· 工程科学学报，第39卷，第10期 表2铜的物相分析结果 加入次生硫化铜矿石，提升A.∫菌活性和浓度，定期取 Table 2 Mineralogical analysis results of copper 样检测细菌浓度及pH值. 物相 质量分数/% (2)驯化实验.采用摇瓶实验方法，使用次生硫化 原生硫化铜 0.06 铜矿(-200目以下，即粒径r<0.074mm),每组20g 次生硫化铜 0.59 (固液比为1：10)：为提高有矿条件下的A.∫菌活性及 结合氧化铜 0.01 浸矿能力，设置9K培养基中Fs0,·7H,0的浓度梯 自由氧化铜 0.04 度，如表4所示.此外，定期监测浸出液中细菌浓度、 总量 0.70 pH值和铜离子浓度的变化.为对比浸矿菌浸出效果， 添加未加浸矿菌的对照组，矿石添加量为10g,固液比 1.2细菌培养与培养条件 为1：10，实验共进行了14d,共336h 细菌采自福建某铜矿酸性矿坑水中，经实验室富 集培养驯化转代分离出的嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidi- 表4驯化培养液中FSO:·7H20的质量浓度梯度 thiobacillus ferrooxidans,A.f菌)为实验菌源.本实验 Table 4 Concentration gradient of FeSO7H2 in the domesticated culture medium 使用无FeS0,·7H,0的9K(9mmol-L的KCI溶液)基 驯化各代 FeS04·7H20质量浓度/(g·L1) 础盐溶液作为细菌培养液，其具体成分及质量浓度，如 表3所示. 驯化一代 44.20 驯化二代 22.10 表3实验液体培养基的成分及质量浓度 11.05 Table 3 Experimental composition and concentration of the culture me- 到化三代 dium (g-L-) 酬化四代 0 (NH)2S0 KCI K2 HPO MgS07H2O Ca(NO3)2 (3)柱浸试验.实验共设置三个不同粒径配比柱 3.0 0.10.5 0.5 0.01 浸实验组，每个柱体内的矿石质量为500g,共使用8 1.3实验方案及参数设置 种不同粒径矿石，分别为4~6mm,2~4mm,1~2mm, 本研究依次开展细菌富集、驯化实验及柱浸三步 0.45~1mm,0.2~0.45mm,0.125~0.2mm,0.098~ 实验 0.125mm,0~0.098mm,各组的粒径矿石的质量及比 (1)细菌富集实验.采用摇瓶实验方法，9K液体 例如表5所示，可见，A组以细粒径矿石为主，B组以 培养基为细菌供能，A.∫菌接种的体积分数为10%，不 中等粒径矿石为主，C组以粗粒径矿石为主. 表5矿石粒径分布表 Table 5 Particle size distribution in the ore sample A B C 粒径区间/mm 质量/g 比例/% 质量/g 比例/% 质量/g 比例/% 0-0.098 227.83 45.57 24.20 4.84 8.17 1.63 0.098-0.125 175.94 35.19 10.30 2.05 2.25 0.45 0.125~0.200 62.20 12.44 43.20 8.64 6.25 1.25 0.20-0.45 23.75 4.75 26.60 5.32 20.83 4.17 0.45~1.00 10.27 1.45 37.80 7.56 45.83 9.17 1~2 1.54 0.31 32.60 6.53 83.34 16.67 2-4 0.46 0.09 56.30 11.25 166.63 33.33 4-6 1.04 0.21 106.70 21.35 166.67 33.33 柱浸实验共计20d,柱浸实验装置如图2所示.柱 养基，喷淋液中的初始细菌含量为每毫升4×10'个，接 浸开始前，按实验方案将不同粒径矿石颗粒混合均匀， 种细菌溶液体积分数为10%，定时取样并检测铜离子 自上而下缓慢倾倒至有机玻璃柱内部.为提高柱体内 浓度.柱浸过程中，使用去离子水来补充挥发和取样 部空气含量与铜浸出率，采用间歇滴灌柱浸的实验方 的液体损失.此外，为保证浸矿菌的活性，实验仪器均 法，即连续喷淋12h,间歇休息12h,喷淋强度为20L· 经过真空高温灭菌(121℃)，实验环境温度设置为 m2h1.喷淋液为不添加FeS0,·7H,0的9K液体培 27±2℃.工程科学学报,第 39 卷,第 10 期 表 2 铜的物相分析结果 Table 2 Mineralogical analysis results of copper 物 相 质量分数/ % 原生硫化铜 0郾 06 次生硫化铜 0郾 59 结合氧化铜 0郾 01 自由氧化铜 0郾 04 总量 0郾 70 1郾 2 细菌培养与培养条件 细菌采自福建某铜矿酸性矿坑水中,经实验室富 集培养驯化转代分离出的嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidi鄄 thiobacillus ferrooxidans, A. f 菌) 为实验菌源. 本实验 使用无 FeSO4·7H2O 的 9K(9 mmol·L - 1的 KCl 溶液)基 础盐溶液作为细菌培养液,其具体成分及质量浓度,如 表 3 所示. 表 3 实验液体培养基的成分及质量浓度 Table 3 Experimental composition and concentration of the culture me鄄 dium (g·L - 1 ) (NH4 )2 SO4 KCl K2HPO4 MgSO4·7H2O Ca(NO3 )2 3郾 0 0郾 1 0郾 5 0郾 5 0郾 01 1郾 3 实验方案及参数设置 本研究依次开展细菌富集、驯化实验及柱浸三步 实验. (1)细菌富集实验. 采用摇瓶实验方法,9K 液体 培养基为细菌供能,A. f 菌接种的体积分数为 10% ,不 加入次生硫化铜矿石,提升 A. f 菌活性和浓度,定期取 样检测细菌浓度及 pH 值. (2)驯化实验. 采用摇瓶实验方法,使用次生硫化 铜矿( - 200 目以下,即粒径 r < 0郾 074 mm),每组 20 g (固液比为 1颐 10);为提高有矿条件下的 A. f 菌活性及 浸矿能力,设置 9K 培养基中 FeSO4·7H2 O 的浓度梯 度,如表 4 所示. 此外,定期监测浸出液中细菌浓度、 pH 值和铜离子浓度的变化. 为对比浸矿菌浸出效果, 添加未加浸矿菌的对照组,矿石添加量为 10 g,固液比 为 1颐 10,实验共进行了 14 d,共 336 h. 表 4 驯化培养液中 FeSO4·7H2O 的质量浓度梯度 Table 4 Concentration gradient of FeSO4·7H2 O in the domesticated culture medium 驯化各代 FeSO4·7H2O 质量浓度/ (g·L - 1 ) 驯化一代 44郾 20 驯化二代 22郾 10 驯化三代 11郾 05 驯化四代 0 (3)柱浸试验. 实验共设置三个不同粒径配比柱 浸实验组,每个柱体内的矿石质量为 500 g,共使用 8 种不同粒径矿石,分别为 4 ~ 6 mm,2 ~ 4 mm,1 ~ 2 mm, 0郾 45 ~ 1 mm,0郾 2 ~ 0郾 45 mm,0郾 125 ~ 0郾 2 mm,0郾 098 ~ 0郾 125 mm,0 ~ 0郾 098 mm,各组的粒径矿石的质量及比 例如表 5 所示,可见,A 组以细粒径矿石为主,B 组以 中等粒径矿石为主,C 组以粗粒径矿石为主. 表 5 矿石粒径分布表 Table 5 Particle size distribution in the ore sample 粒径区间/ mm A B C 质量/ g 比例/ % 质量/ g 比例/ % 质量/ g 比例/ % 0 ~ 0郾 098 227郾 83 45郾 57 24郾 20 4郾 84 8郾 17 1郾 63 0郾 098 ~ 0郾 125 175郾 94 35郾 19 10郾 30 2郾 05 2郾 25 0郾 45 0郾 125 ~ 0郾 200 62郾 20 12郾 44 43郾 20 8郾 64 6郾 25 1郾 25 0郾 20 ~ 0郾 45 23郾 75 4郾 75 26郾 60 5郾 32 20郾 83 4郾 17 0郾 45 ~ 1郾 00 10郾 27 1郾 45 37郾 80 7郾 56 45郾 83 9郾 17 1 ~ 2 1郾 54 0郾 31 32郾 60 6郾 53 83郾 34 16郾 67 2 ~ 4 0郾 46 0郾 09 56郾 30 11郾 25 166郾 63 33郾 33 4 ~ 6 1郾 04 0郾 21 106郾 70 21郾 35 166郾 67 33郾 33 柱浸实验共计 20 d,柱浸实验装置如图 2 所示. 柱 浸开始前,按实验方案将不同粒径矿石颗粒混合均匀, 自上而下缓慢倾倒至有机玻璃柱内部. 为提高柱体内 部空气含量与铜浸出率,采用间歇滴灌柱浸的实验方 法,即连续喷淋 12 h,间歇休息 12 h,喷淋强度为 20 L· m - 2·h - 1 . 喷淋液为不添加 FeSO4·7H2O 的 9K 液体培 养基,喷淋液中的初始细菌含量为每毫升4 伊 10 7个,接 种细菌溶液体积分数为 10% ,定时取样并检测铜离子 浓度. 柱浸过程中,使用去离子水来补充挥发和取样 的液体损失. 此外,为保证浸矿菌的活性,实验仪器均 经过真空高温灭菌(121 益 ),实验环境温度设置为 27 依 2 益 . ·1500·