Vol.24 冯雅丽等：黄铁矿烧渣微生物脱硫 ·217· 6 ◆10kgm -30 kg/m 6 ◆6kg/m3 50 kg/m 4k /m 80k 2 kg/m 4 。-100kg/m 一无 2 装 解 0 0 0 3 4 0 3 t/d t/d 图1矿浆浓度对游离Tf.菌的影响 图3铁离子浓度对游离Tf菌的影响 Fig.1 Effect of pulp concentration on free T.f.bateria in sol Fig.3 Effect of Fe"concentration on free T.f.bateria in ution the solution ◆10kg/m 鲁-30kgm 50 kg/m' *80kg/m3 。-100kg/m 2 ◆6kg/ 4kg/m ★-2kg/m --0 一无 0 3 0 2 3 t/d t/d 图2矿浆浓度对脱硫的影响 图4铁离子浓度对脱硫的影响 Fig.2 Effect of pulp concentration on desulphurization Fig.4 Effect of Fe"concentration on desulphurization 于三价铁离子存在，游离细菌的生长在初始阶 中与ATP合成酶藕联，将能量存贮在ATP中， 段受到抑制，繁殖速度低，4d后，游离细胞表现 ATP是一切生命活动的直接能源.细菌氧化时， 出了较快的繁殖速度（图4）. 黄铁矿是电子传递链的最初电子供体，氧是最 图3反映了T.f菌及Fe不同初始浓度对脱 终电子受体.矿物中的能量最终转移到菌体内， 硫的影响.在无菌对照试验中，当浸出液Fe初 细菌利用其实现了自身的生长和复制内.因此细 始浓度为6kgm时，脱硫率很低.相反地，当T. 菌利用矿物中电子的多少决定了细菌的生长情 ￡.菌存在时，脱硫速度加快.不加Fe3仅用Tf菌 况，而生长繁殖的细菌进一步加强了黄铁矿的 浸出时，以微生物直接浸出为主.而分别加入 氧化分解.可见细菌对黄铁矿的氧化不是发生 2,4,6 kg/m'Fe'*时，除开始生物浸出1~2d外，脱硫 简单的催化作用，而是细菌的生命活动.这就是 率明显减少.初始Fe浓度从0增加到6kgm3 pH对生物代谢产生很大影响的原因.一些学者 时，浸出6d渣中硫的含量从0.42%降到1.52%. 认为，防止抑制作用和沉淀产生的最佳H值为 经检测，初始Fe·为4和6kg/m时，3d后液相中 1.7-2.0,pH低于1.5会降低细菌活性 总铁浓度降为初始浓度的45%，扫描电镜和X 进行了pH对游离菌浓度和脱硫率影响的 衍射分析形表明在烧渣表面成诸如黄钾铁矾类 试验.除固定的实验条件外，矿浆浓度为80 的沉淀物，阻碍了黄铁矿的氧化 kgm3,不加Fe,pH分别为1.5,2.0和2.5. 试验结果表明，Tf菌的生长速度决定于三 由图5和图6可知，当pH=H.5和2.5时，浸 价铁离子的浓度.这可能与微生物生理学特征 出过程中游离的T￡菌生长很慢，脱硫率较低. 有关)当介质中含有低浓度三价铁离子时，黄 在pH=2.0附近的细菌浓度为前2种情况时的2 铁矿的生物氧化速度较快 倍，且此时脱硫效果较好 3.3pH的影响 试验表明，Tf.在超出临界pH条件下生长 硫杆菌通常生长在pH=1.5~3.5范围内.较 很缓慢，生物代谢作用受到抑制.在外部pH变 低的pH将会与细菌保持其胞质体内的pH-7 化的时候，为保持胞质内的中性，引起细胞膜 产生pH梯度，造成细菌活性降低给浸出带来 pH梯度的变化，使菌种活性降低.当Tf菌在生 困难. 长过程中遭遇H变化时，其蛋白质合成方式会 T￡.菌通过进行电子传递利用黄铁矿中的 发生几种变化，一些蛋白质与细胞膜结合，在外 自由能.其膜上有电子传递链，电子在传递过程 细胞pH发生变化时，蛋白质的合成作用减弱.V b l . 2 4 冯雅丽 等 : 黄 铁矿烧 渣微生 物脱硫 . 2 1 7 . ,已 · 令 工N佃褪给工O,/J,1 ,日 · 令 口佃一、喊卜褪装O 图 1 矿 浆浓度 对游 离 .T L 菌的影 响 F咭 · I E fe c t o f p u l p c o “ c e n t r a it 0 n 0 n fer e .T .f b a t e r is i n s 0 -l F ig . 3 图 3 铁 离子 浓度对 游离 .T t 菌 的影 响 E f 七e t o f F e +3 e o o e e n t r a it o . o n fr e e .T .f b a et r i a i n iont oslu 择ZL上|werL %/ . 、 o0n 立肉,.、ù、 óR 10 0 k g/ m 3 ù 淤 。无 ù 0一 一` 一- 一 一司 一— 一 一 - 一 一 ` 一 一一一一 习 0 1 2 3 4 5 6 t / d 图 4 铁离子浓 度对脱 硫的 影响 F ig . 4 E fe e t o f F e +3 e o n c e n t r a it o o o n d e s u l p b u r 抚a t io n 中与 AT P 合成酶藕联 , 将能量存贮在 AT P 中 . AT P 是一切生命 活 动的直接能源 . 细菌氧化时 , 黄铁矿是 电子传递链 的最初 电子供体 , 氧是最 终 电子受体 . 矿物中的能量最终转移 到菌体 内 , 细菌利用其实现 了自身的生长和 复制 详] . 因此细 菌利用矿物中电子 的多少决定 了 细菌的生长情 况 , 而生长繁殖 的细菌进一步加强 了 黄铁矿的 氧 化分解 . 可见细菌对黄铁矿 的氧化不是发生 简单 的催化作用 , 而是细菌 的生命活动 . 这就是 p H 对生物代谢 产生很 大影 响的原 因一些学者 认 为 , 防止抑制作用 和 沉淀产生的最佳 p H 值为 1 . 7 一.2 0 , p H 低于 1 . 5 会降低细菌活性 ` .s] 进行了 p H 对游 离菌浓度和脱硫率影响 的 试验 . 除 固定 的实验 条件外 , 矿 浆浓度 为 80 吨m/ , , 不 加 F e , + , P H 分别 为 1 . 5 , 2 . 0 和 2 . 5 . 由图 5 和 图 6 可 知 , 当 p H=l . 5 和 .2 5 时 , 浸 出过程 中游离 的 .T f 菌生长很慢 , 脱硫 率较低 . 在 p H = 2 . 0 附近 的细菌浓度为前 2 种情况时的 2 倍 , 且此 时脱硫效果较好 . 试验表 明 , .T .f 在超 出临界 p H 条件 下生长 很 缓慢 , 生物代谢作用受到抑制 . 在外 部 p H 变 化的时候 , 为保持胞质 内的中性 , 引起细胞膜 p H 梯度的变化 , 使 菌种 活性 降低 . 当.T ￡菌在生 长过程 中遭 遇 p H 变化时 , 其蛋 白质合成方式会 发生几种变化 , 一些蛋 白质与细胞膜结合 , 在外 细胞 p H 发生 变化时 , 蛋 白质 的合成 作用减弱 . 气ù、`, 01 U On%、留, 图 2 Fi g . 2 E fe e t o f P u l P 2 3 4 5 6 t /d 矿 浆浓度 对脱硫 的影响 c o n e e n t r a iot n o n d e s u lP h u r忱 a iot n 于 三 价铁 离子存在 , 游离细菌的生长在初始 阶 段受到抑制 , 繁殖速 度低 , 4 d 后 , 游离细胞表现 出 了较快的繁殖 速度 (图 4) . 图 3 反 映 了 .T .f 菌及 eF +3 不 同初始浓度对脱 硫 的影响 . 在无 菌对 照试 验 中 , 当浸出液 eF +3 初 始浓度为 6 k gm/ , 时 , 脱硫率很低 . 相反地 , 当.T f 菌存在时 , 脱硫速度加快 . 不 加 eF +3, 仅用 T . f 菌 浸 出时 , 以微生物直接浸 出为 主 . 而分别 加人 2 ,4 6 k g /m 3 eF +3时 , 除开始生物浸 出 1一 Zd外 , 脱硫 率 明显减少 . 初始 eF +3 浓度从 0 增加到 6 吨m/ , 时 , 浸出 6 d 渣 中硫的含量从 .0 42 % 降到 1 . 52 % . 经检测 , 初始 eF +3 为 4 和 6 kg m/ , 时 , 3 d 后液相 中 总铁浓度 降为初始浓度 的 45 % , 扫描 电镜和 X 衍射分析形表 明在烧渣表面成诸如黄钾铁矾类 的沉淀物 , 阻碍 了黄铁矿 的氧化 . 试验结果表 明 , 工 .f 菌 的生长速度决定于三 价铁离子的浓度 . 这可 能与微生 物生理学特征 有关 『3] . 当介质 中含有低浓度三 价铁离子 时 , 黄 铁矿 的生物氧化速度较快 . 3 . 3 P H 的影响 硫杆菌通常生长在 p H =l . 5一 3 . 5 范围内 . 较 低 的 p H 将会与细菌保 持其胞 质体 内的 p H = 7 产生 p H 梯度 , 造成细菌活性降低给浸出带来 困难 . .T ￡ 菌通过进行 电子传递利用黄铁矿 中的 自由能 . 其膜上 有 电子传递链 , 电子在传递过程