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第1期 李宏煦等：高温浸矿菌sulfolobus的生长及浸矿性能 .23. 其中，E0为标准电极电位，V;R为气体常数，R= 溶液电位亦随时间的变化而增长，溶液中的电位受 8.314 Jmol.K;T为温度，K;n为转移电子 溶液中Fe3+Fe2+比值控制，比值高则溶液电位高， 数：F为法拉第常数，F=96484.6Cmol:C+, 比值低则溶液电位低， Ce+分别为Fe2+,Fe3+浓度，mol-dm-3. 参考文献 由式(3)可知，当溶液中的Fe3+Fe2+浓度比值 [1]Acevedo F.Present and future of bioleaching in developing coun 较高时，溶液电位较高，反应初期溶液中Fe3+消耗 tries.EJB Electron J Biotechnol.2002,5(2):196 较多，而矿物氧化分解产生的F2+大量被 [2]李宏煦，陈景河，阮仁满，等.福建紫金矿业股份有限公司硫 sulfolobus氧化为Fe3+在时间上稍有滞后，Fe3+/ 化铜矿生物堆浸过程.有色金属，2004,56(4)：6 F2+浓度比值增加相对缓慢，溶液氧化还原电位E [3]Swzuki I.Microbial leaching of metals from sulfide minerals. Biotechnol Adv.2001.19:119 增长亦较慢，造成初期电位增长慢；到浸出中期，随 [们李宏煦，王淀佐。生物治金中的微生物及其作用、有色金属， 着细菌的大量繁殖和对Fe2+的氧化，以及矿物表面 2003,55(2):60 产生的大量F2+转移到溶液中的速度相对较慢， [5]Gomez E.Ballester A,Gonzalez F,et al.Leaching capacity of a Fe3+e2+浓度比值增长较快，溶液中的电位迅速 new extremely thermophilic microorganism,Sulfolobus rivotinc- 上升；而当浸出200h以后，由于Fe2+的氧化与 ti.Hydrometallurgy.1999.52:349 Fe3+和Fe2+的转移趋于稳定，溶液的电位逐渐趋于 [6]Mignone C F.Donati E R.ATP requirements for growth and 平稳一14) maintenance of iron-oxidizing bacteria.Biochem Eng J.2004. 18,211 3结论 [7]Rubio A.Frutos F J G.Bioleaching capacity of an extremely thermophilic culture for chalcopyritic materials.Miner Eng, (1)浸矿菌sulfolobus能在65~85℃温度下生 2002,15:689 长；在75℃，sulfolob氧化Fe2+活性最强，温度小 [8]Romano P.Blazquez M,Alguacil F J,et al.Comparative study on the selective chaleopyrite bioleaching of a molybdenite concen- 于75℃和大于75℃其活性均有所下降；培养200h, trate with mesophilic and thermophilic bacteria.FEMS Microbiol 溶液中sulfolobus菌数量可达到103dm-3;在75℃， Lett,2001,196:71 当驯化菌培养100h,Fe2+氧化率在90%以上，而对 [9]李宏煦，王淀佐，陈景河·细菌浸矿的间接作用分析.有色金 于元素硫氧化200h,氧化率仅达到75% 属，2003,55(4)：98 (2)驯化后的sulfolobus对黄铜矿具有较好的 [10]李宏煦，王淀佐，陈景河，等.细菌浸矿作用分析。有色金 属，2003,55(3)：68 浸矿效果，矿浆浓度对浸出有较明显的影响，矿浆 [11】李宏煦，王淀佐，阮仁满。硫化矿细菌浸出过程的电化学及 浓度升高，浸出率下降：当矿浆质量分数为1%时， 其研究进展.有色金属，2003,55(1)：81 浸出50h,Cu浸出率达98%以上；而矿浆质量分数 [12]李宏煦，邱冠周，胡岳华，等.原电池效应对混合硫化矿细 为20%时，浸出350h,浸出率仅80%，同样增加浸 菌浸出的影响.中国有色金属学报，2003,13(5)：1283 [13]李宏煦，王淀佐.硫化矿细菌浸出过程的电化学（Ⅱ）矿冶 出时间，浸出率不变 2003,12(2):45 (③)随着细菌培养和浸出的进行，硫逐渐转入 [14]李宏煦，王淀佐.硫化矿细菌浸出过程的电化学(I)矿冶， 溶液，以硫酸根的形式存在，溶液中H下降.同样， 2003,12(1):49 Thermophilic microorganism sulfolobus growth and leaching chalcopyrite properties LI Hongxu,DONG Qinghai,CANG Dagiang),WANG Dianzuo2) 1)Key Lab of Ecology and Reeycling Metallurgy of Chinese Ministry of Education,Metallurgy and Ecology Engineering School,University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China 2)Beijing General Research Institute of Nonferrous Metals.Beijing 100083,China ABSTRACI The sulfolobus,a thermophilic microorganism,can grow at high temperature up to 65C.It has good ability to oxidizing element sulfur and ferrous ion and can meet the high temperature demand in dump leaching and chalcopyrite stirring leaching in a reactor.The culture results show that at 75C the sulfolobus has more adapted to the environment than below and above the temperature.The changing tends of the solution pH,其中E0 为标准电极电位V；R 为气体常数R＝ 8∙314J·mol －1·K －1 ；T 为温度K；n 为转移电子 数；F 为法拉第常数F＝96484∙6C·mol －1 ；CFe 2＋ CFe 3＋分别为 Fe 2＋Fe 3＋浓度mol·dm －3． 由式（3）可知当溶液中的 Fe 3＋／Fe 2＋浓度比值 较高时溶液电位较高反应初期溶液中 Fe 3＋ 消耗 较多而 矿 物 氧 化 分 解 产 生 的 Fe 2＋ 大 量 被 sulfolobus氧化为 Fe 3＋ 在时间上稍有滞后Fe 3＋／ Fe 2＋浓度比值增加相对缓慢溶液氧化还原电位 Eh 增长亦较慢造成初期电位增长慢；到浸出中期随 着细菌的大量繁殖和对 Fe 2＋的氧化以及矿物表面 产生的大量 Fe 2＋ 转移到溶液中的速度相对较慢 Fe 3＋／Fe 2＋ 浓度比值增长较快溶液中的电位迅速 上升；而当浸出200h 以后由于 Fe 2＋ 的氧化与 Fe 3＋和 Fe 2＋的转移趋于稳定溶液的电位逐渐趋于 平稳［11－14］． 3 结论 （1） 浸矿菌 sulfolobus 能在65～85℃温度下生 长；在75℃sulfolobus 氧化 Fe 2＋活性最强温度小 于75℃和大于75℃其活性均有所下降；培养200h 溶液中 sulfolobus 菌数量可达到109dm －3 ；在75℃ 当驯化菌培养100hFe 2＋氧化率在90％以上而对 于元素硫氧化200h氧化率仅达到75％． （2） 驯化后的 sulfolobus 对黄铜矿具有较好的 浸矿效果．矿浆浓度对浸出有较明显的影响矿浆 浓度升高浸出率下降：当矿浆质量分数为1％时 浸出50hCu 浸出率达98％以上；而矿浆质量分数 为20％时浸出350h浸出率仅80％同样增加浸 出时间浸出率不变． （3） 随着细菌培养和浸出的进行硫逐渐转入 溶液以硫酸根的形式存在溶液中 pH 下降．同样 溶液电位亦随时间的变化而增长溶液中的电位受 溶液中 Fe 3＋／Fe 2＋比值控制比值高则溶液电位高 比值低则溶液电位低． 参 考 文 献 ［1］ Acevedo F．Present and future of bioleaching in developing countries．EJB Electron J Biotechnol20025（2）：196 ［2］ 李宏煦陈景河阮仁满等．福建紫金矿业股份有限公司硫 化铜矿生物堆浸过程．有色金属200456（4）：6 ［3］ Suzuki I．Microbial leaching of metals from sulfide minerals． Biotechnol Adv200119：119 ［4］ 李宏煦王淀佐．生物冶金中的微生物及其作用．有色金属 200355（2）：60 ［5］ Gomez EBallester AGonzalez Fet al．Leaching capacity of a new extremely thermophilic microorganismSulfolobus rivotincti．Hydrometallurgy199952：349 ［6］ Mignone C FDonati E R．ATP requirements for growth and maintenance of iron-oxidizing bacteria．Biochem Eng J2004 18：211 ［7］ Rubio AFrutos F J G．Bioleaching capacity of an extremely thermophilic culture for chalcopyritic materials． Miner Eng 200215：689 ［8］ Romano PBlazquez MAlguacil F Jet al．Comparative study on the selective chalcopyrite bioleaching of a molybdenite concentrate with mesophilic and thermophilic bacteria．FEMS Microbiol Lett2001196：71 ［9］ 李宏煦王淀佐陈景河．细菌浸矿的间接作用分析．有色金 属200355（4）：98 ［10］ 李宏煦王淀佐陈景河等．细菌浸矿作用分析．有色金 属200355（3）：68 ［11］ 李宏煦王淀佐阮仁满．硫化矿细菌浸出过程的电化学及 其研究进展．有色金属200355（1）：81 ［12］ 李宏煦邱冠周胡岳华等．原电池效应对混合硫化矿细 菌浸出的影响．中国有色金属学报200313（5）：1283 ［13］ 李宏煦王淀佐．硫化矿细菌浸出过程的电化学（Ⅱ）．矿冶 200312（2）：45 ［14］ 李宏煦王淀佐．硫化矿细菌浸出过程的电化学（Ⅰ）．矿冶 200312（1）：49 Thermophilic microorganism sulf olobus growth and leaching chalcopyrite properties LI Hongxu 1）DONG Qinghai 2）CA NG Daqiang 1）WA NG Dianz uo 2） 1） Key Lab of Ecology and Recycling Metallurgy of Chinese Ministry of EducationMetallurgy and Ecology Engineering SchoolUniversity of Science and Technology BeijingBeijing100083China 2） Beijing General Research Institute of Nonferrous MetalsBeijing100083China ABSTRACT The sulfolobusa thermophilic microorganismcan grow at high temperature up to65℃．It has good ability to oxidizing element sulfur and ferrous ion and can meet the high temperature demand in dump leaching and chalcopyrite stirring leaching in a reactor．The culture results show that at75℃ the sulfolobus has more adapted to the environment than below and above the temperature．The changing tends of the solution pH 第1期 李宏煦等： 高温浸矿菌 sulfolobus 的生长及浸矿性能 ·23·