尹升华等：次生硫化铜矿微生物浸出实验 ·1501· 4~6mm 0.240.45mm 1一原液槽 2一细茵溶液 3一阀门 4一棉质缓冲垫 2-4 mm 0.125-0.200mm 50 mm 5一有机玻璃柱 6一次生硫化铜矿 7一多孔玻璃隔层 8一缓冲空间 9一支架 1~2 mm 0.098-0.125mm 10一集液撤 11一浸出富液 10 12一贮液撤 11 0.45-1mm ≤0.098mm 13 (b) 图2柱浸实验装置及实验所用矿石.()间断滴灌柱浸实验装置：(b)实验中的各种粒径矿石 Fig.2 Column leaching equipment and experimental ores:(a)intermittent drip column leaching test apparatus;(b)various particle sized experi- mental ores 此外，在浸矿0h和480h时，采用德国Siemens 化略有差距 AGX线电子计算机断层扫描装置，对柱体进行扫 富集期细菌浓度普遍高于同期驯化各代、柱浸实 描，获取柱浸系统的电子计算机断层扫描图像，使 验的细菌浓度.由富集培养曲线可见，A.∫菌的增殖过 用Image Pro Plus软件和Matlab软件对图像进行处 程大致可分为四个时期：适应期(0~24h)、对数期(24~ 理与分析 60h)、稳定期(60~72h)和衰亡期(72h之后)，在富集 实验仪器主要有THZ-C恒温振荡器、YX-280D-I 培养实验中（无矿），细菌增殖只依靠FS0.·7H,0,增 型不锈钢手提式压力蒸汽灭菌器、Zeiss Axio Lab A1显 殖环境良好，细菌增殖速度最快，浓度峰值最高，浸矿 微镜、pHS-3C酸度计、209E型无菌工作台、中50mm× 60h时，细菌约为每毫升2.6×103个. 270mm有机玻璃柱，JA1003电子天平等. 对于驯化各代，随着不断的驯化，细菌在有矿条件 下的增殖能力逐渐变强.在浸矿后期，驯化各组内的 2结果与讨论 细菌浓度达峰值，其中，驯化一代的细菌浓度峰值最 2.1不同条件下浸矿细菌增殖规律 高，其值为每毫升1.8×103个.由于单位体积溶液中 嗜酸氧化亚铁硫杆菌(A.∫菌)在次生硫化铜矿浸 可容纳的微生物量有限，峰值出现后细菌浓度显著下 出过程中增殖曲线，如图3所示.因此，本研究主要探 降.总之，在驯化转代期，随着矿石的加入与FSO,· 究富集培养、驯化各代与柱浸实验中的A.∫菌增殖变 7H0的不断减少，细菌生长环境变差，大量的A.∫菌 化规律，如图3所示.富集培养、驯化各组细菌浓度曲 因不适应有矿环境而被淘汰，通过四次驯化转代，细菌 线均呈现先增加后趋于稳定的趋势：柱浸试验各组细 逐步脱离对FeS0,·7H,0的依赖，高效浸矿菌被成功 菌增殖曲线平缓，未达细菌浓度峰值，并且细菌浓度较 遴选 低，由于受制约条件的不同，各实验组中的细菌浓度变 对比柱浸A、B和C组曲线，矿石粒径分布相对均 (a) 一。一富集培养 2.80 。一富集培养 ·一到化一代 2.4 ·一到化-一代 一到化二代 +一驯化二代 2.0 一酬化三代 色2.0 一圳化三代 ◆一骥化四代 ◆一驯化四代 一柱浸A组 1.6 ◆一柱浸A组 一柱浸B组 一柱浸B组 一柱浸C组 1.2 ·一柱浸C组 08 0.5 0.4 0 50100150200250300350400450500 102030405060708090100 时间，h 时间，th 图3不同条件下的A.f菌增殖规律.(a)浸矿0~480h:(b)浸矿0~96h(局部放大) Fig.3 A.f proliferation laws under different conditions:(a)leached from 0 to 480 h;(b)leached from 0 to 96 h(enlarged)尹升华等: 次生硫化铜矿微生物浸出实验 图 2 柱浸实验装置及实验所用矿石. (a) 间断滴灌柱浸实验装置; (b) 实验中的各种粒径矿石 Fig. 2 Column leaching equipment and experimental ores: (a) intermittent drip column leaching test apparatus; ( b) various particle sized experi鄄 mental ores 此外,在浸矿 0 h 和 480 h 时,采用德国 Siemens AG X 线电子计算机断层扫描装置,对柱体进行扫 描,获取柱浸系统的电子计算机断层扫描图像,使 用 Image Pro Plus 软件和 Matlab 软件对图像进行处 理与分析. 实验仪器主要有 THZ鄄鄄C 恒温振荡器、YX鄄鄄280D鄄鄄I 型不锈钢手提式压力蒸汽灭菌器、Zeiss Axio Lab A1 显 微镜、pHS鄄鄄3C 酸度计、209E 型无菌工作台、准50 mm 伊 270 mm 有机玻璃柱、JA1003 电子天平等. 2 结果与讨论 图 3 不同条件下的 A. f 菌增殖规律. (a) 浸矿 0 ~ 480 h; (b) 浸矿 0 ~ 96 h(局部放大) Fig. 3 A. f proliferation laws under different conditions: (a) leached from 0 to 480 h; (b) leached from 0 to 96 h (enlarged) 2郾 1 不同条件下浸矿细菌增殖规律 嗜酸氧化亚铁硫杆菌(A. f 菌)在次生硫化铜矿浸 出过程中增殖曲线,如图 3 所示. 因此,本研究主要探 究富集培养、驯化各代与柱浸实验中的 A. f 菌增殖变 化规律,如图 3 所示. 富集培养、驯化各组细菌浓度曲 线均呈现先增加后趋于稳定的趋势;柱浸试验各组细 菌增殖曲线平缓,未达细菌浓度峰值,并且细菌浓度较 低,由于受制约条件的不同,各实验组中的细菌浓度变 化略有差距. 富集期细菌浓度普遍高于同期驯化各代、柱浸实 验的细菌浓度. 由富集培养曲线可见,A. f 菌的增殖过 程大致可分为四个时期:适应期(0 ~ 24 h)、对数期(24 ~ 60 h)、稳定期(60 ~ 72 h)和衰亡期(72 h 之后),在富集 培养实验中(无矿),细菌增殖只依靠 FeSO4·7H2O,增 殖环境良好,细菌增殖速度最快,浓度峰值最高,浸矿 60 h 时,细菌约为每毫升 2郾 6 伊 10 8个. 对于驯化各代,随着不断的驯化,细菌在有矿条件 下的增殖能力逐渐变强. 在浸矿后期,驯化各组内的 细菌浓度达峰值,其中,驯化一代的细菌浓度峰值最 高,其值为每毫升 1郾 8 伊 10 8个. 由于单位体积溶液中 可容纳的微生物量有限,峰值出现后细菌浓度显著下 降. 总之,在驯化转代期,随着矿石的加入与 FeSO4· 7H2O 的不断减少,细菌生长环境变差,大量的 A. f 菌 因不适应有矿环境而被淘汰,通过四次驯化转代,细菌 逐步脱离对 FeSO4·7H2O 的依赖,高效浸矿菌被成功 遴选. 对比柱浸 A、B 和 C 组曲线,矿石粒径分布相对均 ·1501·