Vol.22 No.6 李浩然等：微生物浸出深海多金属结核中有价金属 ·491· 100C0 Co 80 100 pH-1 80 警 60 餐一 pH=2 pH-3 元 40 40 ◆20℃4-35℃ 元 25℃*30℃ 20 +-35℃ 0 0+ 0 10 20 30 40 0 10 15 20 t/d t/d 图5pH值对钴漫出率的影响 图7温度对钴漫出率的影响 Fig.5 Influence of pH value on leaching rates of Cobalt Fig.7 Influence of temperature on leaching rates of Cobalt 100Ni 100Ni 80 80 60 60 40 实 ◆pH=1 40 ◆20℃×-35℃ pH=2 20 -25℃￥30℃ +pH=3 -±-35℃ 0 10152025 3035 40 0 10 15 20 t/d t/d 图6pH值对镍没出率的彩响 图8温度对镍浸出率的影响 Fig.6 Influence of pH value on leaching rates of Cobalt Fig.8 Influence of temperature on leaching rates of Cobalt 结果可看出，浸出过程中pH=3时，经40天 2.4温度对浸出率的影响 浸出钴、镍的浸出率仅为18.78%，53.92%；而 将配好的矿液放置于20,25,30,35,40℃温 pH=1时，浸出3天，钴、镍的浸出率为8134%， 度下进行培养，观察浸出率的变化情况.实验结 2.43%,40天浸出率缓慢增加，最终分别为 果如图7和图8所示. 85.42%,83.61%:pH=2时，3天后，钴、镍的浸出率 结果说明，最适宜温度为30℃，在此温度下， 分别为3.72%，22.39%，浸出40天时，浸出率分别 最适合菌体生长，菌体的活性最高，可有效浸出 为90.61%，86.54%，浸出率最高.不同pH下浸出 结核中的有价金属，在较高温度下浸出，细菌的 率的差别与菌体的生长环境有关. 新陈代谢和以菌体的代谢物生物酶作催化剂的 当pH=1时，加入的酸较多，结核中的耗酸 生物化学反应加速，同时，较高的矿物中的化学 物质很快被分解，有价金属部分浸出，浸出率上 反应加速，使浸出速度加快.再提高温度，菌体 升较快，但由于过低pH环境不利于菌种生长， 的活性反而下降，细菌的新陈代谢减慢，菌体的 4天后浸出率变化平缓；pH=2时，虽然初期，浸 代谢物生物酶减少，生物化学反应减速，浸出率 出率不高，但随着菌种的生长，浸出率不断上 下降.在本实验条件下，浸出温度以30℃为宜. 升，超过前者：pH调至3的浸出率明显低于前2 2.5菌种的驯化 种情况.由于T￡菌需在酸性环境下生长，当达 在不断的浸出过程中，菌种对结核的适应 到生长环境时，菌体活性增加，菌体由生长停滞 能力增强，菌种被驯化.如表1所示. 期可迅速到达生长加速期和对数生长期，使浸 结果表明，深海多金属结核的粒径加大，浸 出率不加增加：当pH值过低时，虽然能够溶解 出时间、菌种对结核的感应期均相应缩短，而浸 结核中的耗酸物质，加速有价金属有浸出，但并 出率相应增加.它说明菌种的驯化过程，在初期 不利于菌体的生长，致使菌种产生变异，菌体活 T￡菌随着对结核逐渐适应产生暂时性变异，随 性降低，不利于金属的浸出.在本实验条件下， 着不断的接代遗传、选择和淘汰，这种变异被继 浸出过程pH维持pH=2时，Ni,Co浸出率最高. 承下来，可能已成为永久性变异，经过多代驯从， 李浩然等 微 生物浸 出深海 多金属 结核 中有价金 属 一今一 ℃ 玲 ℃ ℃ 截 ℃ 奋 ℃ 璐曰则芝﹃ 日队口际 褂曰则芝 ‘ ‘ 勺卜 月卜吐 到 二鱼二‘ ，二二一一一 一一一一工一一一一一一一一一习 图 值对钻浸 出率的影响 俪 十 ‘ 匕 曰 一一二一 一一一一一一一‘ 一一一一一一一一‘ 一一曰 图 温度对钻浸 出率的影响 · 阮 阮 一令 ℃ 关 ℃ ℃ 城一 ℃ 奋 ℃ 瓣田芝则 孟 日︸︸ 哥石则芝 ‘ 一 笙‘ 一一 山－ 一上一 一 一 一二一一 日 － 图 值对镍漫 出率的影响 · 结果 可看 出 ， 浸 出过程 中 时 ， 经 天 浸 出钻 、 镍 的浸 出率仅为 ， 而 时 ， 浸 出 天 ， 钻 、 镍 的浸 出率为 ， ， 天 浸 出 率 缓 慢 增 加 ， 最 终 分 别 为 ， 时 ， 天后 ， 钻 、 镍 的浸 出率 分别为 ， ， 浸 出 天 时 ， 浸 出率分别 为 ， ， 浸 出率最 高 不 同 下 浸 出 率 的差 别与菌体 的生 长环 境有 关 当 时 ， 加入 的酸较 多 ， 结核 中的耗酸 物质很快被分解 ， 有价金属 部分浸 出 ， 浸 出率上 升 较快 ， 但 由于 过低 环境不 利 于 菌 种 生 长 ， 天后浸 出率变化平缓 时 ， 虽 然初期 ， 浸 出率不 高 ， 但 随着 菌种 的生 长 ， 浸 出率不 断上 升 ， 超过 前 者 调 至 的浸 出率 明显 低 于 前 种情况 由于 菌需在酸性 环 境下 生长 ， 当达 到 生长环境 时 ， 菌 体活性增加 ， 菌体 由生长停滞 期 可迅速 到达 生 长加 速期 和对数 生 长 期 ， 使浸 出率不 加增 加 当 值过低 时 ， 虽 然 能够溶解 结核 中的耗酸物质 ， 加速有价金属 有浸 出 ， 但并 不利于菌体 的生长 ， 致使菌种产生变异 ， 菌体活 性 降低 ， 不 利于金属 的浸 出 在 本实验条件下 ， 浸 出过 程 维 持 时 ， ， 浸出 率 最 高 呼一一一一 一上一一一 一曰 一一一一 一一‘ 一一一一一曰 图 温度对镍浸 出率的影响 · 温度对浸 出率的影响 将配好 的矿液放置 于 加 ， ， ， ， ℃ 温 度下进行培养 ， 观察浸 出率 的变化情况 实验结 果如 图 和 图 所示 结果说 明 ，最适宜温度为 ℃ ， 在此温度下 ， 最 适合菌体生 长 ， 菌体 的活性最 高 ， 可有效浸 出 结核 中的有价金属 在 较高温度下 浸 出 ， 细菌 的 新陈代谢和 以菌体的代谢物生物酶作催化剂的 生物化学反应加速 ， 同 时 ， 较高的矿物 中的化学 反应 加速 ， 使浸 出速度加 快 再提 高温度 ， 菌体 的活性反 而下 降 ， 细菌 的新 陈代谢减慢 ， 菌体 的 代谢物 生物酶减少 ， 生物化学反应减速 ， 浸 出率 下 降 在本 实验条件 下 ， 浸 出温度 以 ℃ 为宜 菌种 的驯 化 在不 断 的浸 出过程 中 ， 菌种对 结核 的适 应 能力 增 强 ， 菌种被驯 化 如 表 所示 结 果表 明 ，深海 多金 属 结核 的粒径加大 ， 浸 出 时间 、 菌种对 结核 的感应期均相应缩短 ， 而浸 出率相 应增加 它 说 明菌种 的驯化过程 ， 在初期 菌 随着对 结核逐渐适应产 生 暂 时性变异 ， 随 着不 断的接代遗传 、 选择和 淘汰 ， 这种变异被继 承下 来 ， 可 能 已成 为永久 性 变异 经 过 多代 驯