1414 工程科学学报，第37卷，第11期 升，最终达到34.23%. 60 5 (2)曲面响应结果显示接种量对浸出率影响并不 5 45 明显，说明驯化和诱变使菌株更加适应矿浆环境：限制 050 浸出率的主要因素为矿浆中固相质量浓度和温度.在 0.14gmL固相质量浓度、30℃条件下，诱变后浸出 25 232119 35 率提高约11.94%. 接种量，C% 17152527293133 温度，B℃ (3)在优化条件下，改良菌株细菌浓度最高时可达 6.5×10mL左右，改良前则只有3×10°mL,提高2倍 图9温度与接种量响应曲面 多；改良菌株最终浸出率达到了50.57%，与预测值较为接 Fig.9 Response surface of temperature and initial inoculation for leaching rate 近，而未改良菌株则只有29.03%，提高21.54%. 参考文献 0.004AB+0.008AC-0.011BC-0.051A2- [Rohwerder T,Gehrke T,Kinzler K,et al.Bioleaching review 0.401B2-0.139C2 part A.Appl Microbiol Biotechnol,2003,63 (3):239 式中：Y为浸出率；A为矿浆中固相质量浓度，g·mL: 2]Sand W,Gehrke T,Jozsa P G,et al.(Bio)chemistry of bacterial B为温度，℃：C为接种量 leaching:direct vs.indirect bioleaching.Hydrometallurgy,2001, 分析回归方程，发现存在稳定点：A=8g·mL, 59:159 B] B=30.42℃，C=19.97%.此时模型预测浸出率为 Willscher S,Bosecker K.Studies on the leaching behaviour of 53.32%. heterotrophic microorganisms isolated from an alkaline slag dump Hydrometallurgy,2003,71:257 3.4改良效果验证试验结果及讨论 [4 Xiong Y W,Wang H J,Wu A X,et al.Research status and de- 在矿浆中固相质量浓度0.08g·mL、温度 velopment trend on bioleaching with alkaline microbes.Hydromet- 30.42℃和接种量19.97%的优化条件下进行改良效 all China,2012,31(4):199 果验证试验，结果如图10所示 (熊有为，王洪江，吴爱样，等.碱性微生物浸矿研究现状及 发展趋势.湿法治金，2012,431(4)：199) 10 60 5] Qiu G Z,Zhong K N.Breeding and industrial application of leac- 9 一。一出发南株生长曲线 一口一改良角株生长曲线 8 一▲一出发南株浸出率 4-4-4-4-4 hing bacteria.Met Ore Dressing Abroad,1998,35(6):29 50 (邱冠周，钟康年.浸矿细菌的有种及工业应用.国外金属矿 一△一改良南株浸出率 -0-日、 40 选矿，1998,35(6)：29) 6 [6]Wu X L,Qiu GZ,Gao J,et al.Mutagenic breeding of silver-te- A人44又4-4 30 sistant Acidithiobacillus ferrooxidans and exploration of resistant 4 mechanism.Trans Nonferrous Met Soc China,2007,17(2):412 每3 D A 20 [] Xiong Y,Hu JP Lin B H,et al Study on the domestication and 2 mutagenic selection of Thiobacillus ferrooxidans.Multipurpose Util 10 18 44 Miner Resour,2001 (6):27 (熊英，胡建平，林滨兰，等.氧化亚铁疏杆菌的驯化与诱变 2040 6080100120140160 培养时向M 选有.矿产综合利用，2001(6)：27) 8] Yao G H,Yan J L,Wang H J.Study on heated agitation leaching 图10优化条件下改良前后菌株生长及浸出变化规律 of copper oxide ore with high mud content.Sciencepaper Online, Fig.10 Change in growth and leaching rate in the optimized condi- 2010,5(11):855 tion (姚高辉，严佳龙，王洪江.高含泥氧化铜矿加温搅拌浸出试 脸研究.中国科技论文在线，2010,5(11)：855) 从图10中可看出：相对原菌株，改良细菌株的生 ] Groudeva V I,Krumova K,Groudev S N.Bioleaching of a rich- 长，菌浓度最高时可达6.5×103mL,改良前只有3× in-earbonates copper ore at alkaline pH.Ade Mater Res,2007, 103mL,提高了2倍多；改良菌株最终浸出率达到了 2021:103 50.57%,与预测值较为接近，而未改良菌株则只有 Wang H J,Xiong Y W,Wu A X,et al.Alkaline copper oxide ore bioleaching by ammonia-producing bacteria.JUnir Sci Tech- 29.03%.这说明经驯化和诱变的改良菌种，无论在是 nol Beijing,2013,35(9）:1126 生长方面还是在矿物浸出上都得到了显著提升. (王洪江，熊有为，吴爱样，等.产氨细菌浸出碱性氧化铜矿 北京科技大学学报，2013,35(9)：1126) 4结论 [11]Jain N,Sharma D K.Biohydrometallurgy for nonsulfidic miner- (1)驯化后菌株生长迟滞现象得到缓解，20h左 als:a review.Geomicrobiol J,2004,21(3):135 [12]Du L X.Experimental Technology of Industrial Microbiology. 右开始进入对数期，70h到达平稳期，细菌最大浓度达 Tianjin:Tianjin Science and Technology Press,1992 到5.0×10°mL水平，浸出率在40h左右开始大幅上 (杜连样.工业微生物学实验技术.天津科学技术出版社，工程科学学报，第 37 卷，第 11 期 图 9 温度与接种量响应曲面 Fig． 9 Ｒesponse surface of temperature and initial inoculation for leaching rate 0. 004AB + 0. 008AC － 0. 011BC － 0. 051A2 － 0. 401B2 － 0. 139C2 ． 式中: Y 为浸出率; A 为矿浆中固相质量浓度，g·mL － 1 ; B 为温度，℃ ; C 为接种量． 分析回归方程，发现存在稳定点: A = 8 g·mL － 1， B = 30. 42 ℃，C = 19. 97% ． 此时模型预测浸出率为 53. 32% ． 3. 4 改良效果验证试验结果及讨论 在矿 浆 中 固 相 质 量 浓 度 0. 08 g·mL － 1、温 度 30. 42 ℃和接种量 19. 97% 的优化条件下进行改良效 果验证试验，结果如图 10 所示． 图 10 优化条件下改良前后菌株生长及浸出变化规律 Fig． 10 Change in growth and leaching rate in the optimized condi￾tion 从图 10 中可看出: 相对原菌株，改良细菌株的生 长，菌浓度最高时可达6. 5 × 108 mL － 1，改良前只有3 × 108 mL － 1，提高了 2 倍多; 改良菌株最终浸出率达到了 50. 57% ，与预 测 值 较 为 接 近，而 未 改 良 菌 株 则 只 有 29. 03% ． 这说明经驯化和诱变的改良菌种，无论在是 生长方面还是在矿物浸出上都得到了显著提升． 4 结论 ( 1) 驯化后菌株生长迟滞现象得到缓解，20 h 左 右开始进入对数期，70 h 到达平稳期，细菌最大浓度达 到 5. 0 × 108 mL － 1水平，浸出率在 40 h 左右开始大幅上 升，最终达到 34. 23% ． ( 2) 曲面响应结果显示接种量对浸出率影响并不 明显，说明驯化和诱变使菌株更加适应矿浆环境; 限制 浸出率的主要因素为矿浆中固相质量浓度和温度． 在 0. 14 g·mL － 1固相质量浓度、30 ℃ 条件下，诱变后浸出 率提高约 11. 94% ． ( 3) 在优化条件下，改良菌株细菌浓度最高时可达 6. 5 × 108 mL － 1左右，改良前则只有3 × 108 mL － 1，提高 2 倍 多; 改良菌株最终浸出率达到了50. 57%，与预测值较为接 近，而未改良菌株则只有29. 03%，提高21. 54% ． 参 考 文 献 ［1］ Ｒohwerder T，Gehrke T，Kinzler K，et al． Bioleaching review part A． Appl Microbiol Biotechnol，2003，63( 3) : 239 ［2］ Sand W，Gehrke T，Jozsa P G，et al． ( Bio) chemistry of bacterial leaching: direct vs． indirect bioleaching． Hydrometallurgy，2001， 59: 159 ［3］ Willscher S，Bosecker K． Studies on the leaching behaviour of heterotrophic microorganisms isolated from an alkaline slag dump． Hydrometallurgy，2003，71: 257 ［4］ Xiong Y W，Wang H J，Wu A X，et al． Ｒesearch status and de￾velopment trend on bioleaching with alkaline microbes． Hydromet￾all China，2012，31( 4) : 199 ( 熊有为，王洪江，吴爱祥，等． 碱性微生物浸矿研究现状及 发展趋势． 湿法冶金，2012，431( 4) : 199) ［5］ Qiu G Z，Zhong K N ． Breeding and industrial application of leac￾hing bacteria． Met Ore Dressing Abroad，1998，35( 6) : 29 ( 邱冠周，钟康年． 浸矿细菌的育种及工业应用． 国外金属矿 选矿，1998，35( 6) : 29) ［6］ Wu X L，Qiu G Z，Gao J，et al． Mutagenic breeding of silver-re￾sistant Acidithiobacillus ferrooxidans and exploration of resistant mechanism． Trans Nonferrous Met Soc China，2007，17( 2) : 412 ［7］ Xiong Y，Hu J P Lin B H，et al Study on the domestication and mutagenic selection of Thiobacillus ferrooxidans． Multipurpose Util Miner Ｒesour，2001( 6) : 27 ( 熊英，胡建平，林滨兰，等． 氧化亚铁硫杆菌的驯化与诱变 选育． 矿产综合利用，2001( 6) : 27) ［8］ Yao G H，Yan J L，Wang H J． Study on heated agitation leaching of copper oxide ore with high mud content． Sciencepaper Online， 2010，5( 11) : 855 ( 姚高辉，严佳龙，王洪江． 高含泥氧化铜矿加温搅拌浸出试 验研究． 中国科技论文在线，2010，5( 11) : 855) ［9］ Groudeva V I，Krumova K，Groudev S N． Bioleaching of a rich￾in-carbonates copper ore at alkaline pH． Adv Mater Ｒes，2007， 20-21: 103 ［10］ Wang H J，Xiong Y W，Wu A X，et al． Alkaline copper oxide ore bioleaching by ammonia-producing bacteria． J Univ Sci Tech￾nol Beijing，2013，35( 9) : 1126 ( 王洪江，熊有为，吴爱祥，等． 产氨细菌浸出碱性氧化铜矿． 北京科技大学学报，2013，35( 9) : 1126) ［11］ Jain N，Sharma D K． Biohydrometallurgy for nonsulfidic miner￾als: a review． Geomicrobiol J，2004，21( 3) : 135 ［12］ Du L X． Experimental Technology of Industrial Microbiology． Tianjin: Tianjin Science and Technology Press，1992 ( 杜连祥． 工业微生物学实验技术． 天津科学技术出版社， · 4141 ·