D01:10.133741.ism1001053x.2009.B.B4 第31卷第3期 北京科技大学学报 Vol.31 No.3 2009年3月 Journal of University of Science and Technology Beijing Mar.2009 温度对浸矿微生物活性及铜浸出率的影响 温建康姚国成陈勃伟 黄松涛 北京有色金属研究总院生物治金国家工程实验室，北京100088 摘要研究了从紫金山铜矿生物堆浸矿堆中分离出来的浸矿菌群在不同温度下的氧化活性和对紫金山硫化铜矿石的浸出 规律，并利用变性梯度凝胶电泳法研究了15℃和30℃的菌群组成情况.结果表明：所分离的细菌的最佳生长温度为30℃，浸 出10d,铜浸出率为87.62%，在最佳生长温度以外铜浸出率都会降低：15℃和30℃的优势菌分别为Leptospirillum fer- riphilum和Acidithiobacillus thiooxidans,两个温度下均有同一种劣势菌Acidithiobacillus caldus优势菌种随温度的变化是与 菌种的性质相关的。 关键词生物浸出：微生物活性；变性梯度凝胶电泳；浸矿微生物 分类号TF18 Effect of temperature on the activity of mineral-bioleaching microorganisms and the bioleaching rate of copper WEN Jian-kang.YAO Guo-cheng,CHEN Bo-wei.HUANG Song-tao National Engineering Laboratory of Biohy drometallurgy,General Research Institue for Nonferrous Metas,Beijing 100088,China ABSTRACT Bioleaching test of Zijinshan copper sulfide ore in a shake flask was conducted at different temperatures.Bacteria cl ture from Zijinshan copper mine bioheap w as applied in this test.The highest copper leaching rate of 87.62%in 10d was achieved at 30C.Microbial community at 15 C and 30C was analyzed by denaturing gradient gel electrophoresis.The dominant bacteria groups at 15 C and 30C are Leptospirillum ferriphilum and Acidithiobacillus thioxidans respectively,together with Acidithicacillus caldus accounting high proportion at both the temperatures.The change in microbial community with temperature is corelated with its characteristics. KEY WORDS bioleaching:microbial acivities denaturing gradient gel dlectrophoresis minera-bioleaching microorganisms 利用生物技术从矿石中提取金属现在己经越来 氧化还原电位，温度和02/C0.本文的目的就是 越多应用于工业生产中，其中的浸矿微生物根据 要研究不同温度对于浸矿微生物活性以及铜浸出率 温度可分为适温菌(<40℃，主要是细菌、中等嗜 的影响，并运用分子生物学的方法，分析不同温度下 热菌(40~60℃，细菌和古细菌和古细菌C60℃， 微生物的组成，更加全面地了解浸矿过程， 主要是古细菌)，而研究最多的是适温菌.适温菌 1实验材料及方法 由于生长温度与一般环境中的温度相近，因此很容 易从酸性环境中分离到.现在理论认为微生物的浸 1.1试样性质 矿过程主要是一个化学过程，但其中微生物的作用 试样采用来自福建紫金山金铜矿硫化铜矿，经对 却是不容忽视的」.矿物的氧化主要是F升的作 辊破碎机破碎至一2mm后再进球磨机磨至一43m 用，而微生物的作用主要是氧化铁和硫，提供矿物氧 占90%.矿样化学元素分析见表1所示，主要含铜 化所需的Fe升，以及维持反应所需的pH:而矿物的 矿物为蓝辉铜矿和铜蓝，其次为辉铜矿，硫砷铜矿， 氧化过程又受多种化学因素的影响，如溶液H值、极少量的黄铜矿和斑铜矿，金属硫化物为黄铁矿， 收稿日期：200803-26 基金项目：国家重点基础研究发展计划资助项目(No.2004CB619205):国家高技术研究发展计划资助项目(Na.2007AA060901) 作者简介：温建康(1966-），男，教授级高级工程师，E-maila:kang3412@126.om温度对浸矿微生物活性及铜浸出率的影响 温建康 姚国成 陈勃伟 黄松涛 北京有色金属研究总院生物冶金国家工程实验室, 北京 100088 摘 要 研究了从紫金山铜矿生物堆浸矿堆中分离出来的浸矿菌群在不同温度下的氧化活性和对紫金山硫化铜矿石的浸出 规律, 并利用变性梯度凝胶电泳法研究了 15 ℃和 30 ℃的菌群组成情况.结果表明:所分离的细菌的最佳生长温度为 30 ℃, 浸 出 10 d, 铜浸出率为 87.62 %, 在最佳生长温度以外铜浸出率都会降低;15 ℃和 30 ℃的优势菌分别为 Leptospirillum fer￾riphilum 和 Acidithiobacillus thiooxidans, 两个温度下均有同一种劣势菌 Acidithiobacillus caldus;优势菌种随温度的变化是与 菌种的性质相关的. 关键词 生物浸出;微生物活性;变性梯度凝胶电泳;浸矿微生物 分类号 TF18 Effect of temperature on the activity of mineral-bioleaching microorganisms and the bioleaching rate of copper WEN J ian-kang, YAO Guo-cheng, CHEN Bo-wei , HUANG Song-tao National Engineering Laborat ory of Biohydromet allurgy, General Research Institue for Nonferrous Metals, Beijing 100088, C hina ABSTRACT Bioleaching test of Zijinshan copper sulfide ore in a shake flask w as conducted at different temperatures.Bacteria cul￾ture from Zijinshan co pper mine bioheap w as applied in this test .The highest copper leaching rate of 87.62 %in 10 d was achieved at 30 ℃.Microbial community at 15 ℃and 30 ℃ was analyzed by denaturing gradient gel electrophoresis.The dominant bacteria g roups a t 15 ℃ and 30 ℃ are Leptospirillum ferriphilum and Acidithiobacillus thiooxidans respectiv ely , together with Acidithiobacillus caldus accounting high proportion at both the temperatures.The change in microbial community with temperature is correlated with its characteristics. KEY WORDS bioleaching;microbial activities;denaturing g radient gel electrophoresis;mineral-bioleaching microorg anisms 收稿日期:2008-03-26 基金项目:国家重点基础研究发展计划资助项目( No .2004CB619205) ;国家高技术研究发展计划资助项目( No.2007AA060901) 作者简介:温建康( 1966—) , 男, 教授级高级工程师, E-mail:kang3412@126.com 利用生物技术从矿石中提取金属现在已经越来 越多应用于工业生产中 [ 1] , 其中的浸矿微生物根据 温度可分为适温菌( <40 ℃, 主要是细菌) 、中等嗜 热菌( 40 ～ 60 ℃, 细菌和古细菌) 和古细菌( >60 ℃, 主要是古细菌) , 而研究最多的是适温菌[ 2] .适温菌 由于生长温度与一般环境中的温度相近, 因此很容 易从酸性环境中分离到.现在理论认为微生物的浸 矿过程主要是一个化学过程, 但其中微生物的作用 却是不容忽视的[ 3-4] .矿物的氧化主要是 Fe 3+的作 用, 而微生物的作用主要是氧化铁和硫, 提供矿物氧 化所需的 Fe 3+, 以及维持反应所需的 pH ;而矿物的 氧化过程又受多种化学因素的影响, 如溶液 pH 值 、 氧化还原电位 、温度和 O2/CO2 [ 5] .本文的目的就是 要研究不同温度对于浸矿微生物活性以及铜浸出率 的影响, 并运用分子生物学的方法, 分析不同温度下 微生物的组成, 更加全面地了解浸矿过程 . 1 实验材料及方法 1.1 试样性质 试样采用来自福建紫金山金铜矿硫化铜矿, 经对 辊破碎机破碎至 -2 mm 后再进球磨机磨至 -43 μm 占 90 %.矿样化学元素分析见表 1 所示, 主要含铜 矿物为蓝辉铜矿和铜蓝, 其次为辉铜矿 、硫砷铜矿, 极少量的黄铜矿和斑铜矿, 金属硫化物为黄铁矿 . 第 31 卷 第 3 期 2009 年 3 月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol .31 No.3 Mar.2009 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2009.03.034