应用微生物学4.pptxVIP

第一节 与冶金有关菌类的开发 第二节 适用于细菌法进行预氧化处理的矿石 第五章 微生物冶金 第一节 与微生物冶金有关菌类的 开发 一、与冶金有关的菌 (1)中温的硫杆菌属、钩端螺菌属； (2)中度嗜热的嗜高温菌硫化杆菌属及一些未 鉴定的菌株； (3)属于硫化叶菌属、酸菌属、生金球菌属及 硫球菌属中的一些极度嗜热类型 (一)硫杆菌属 硫杆菌属包括了至少14个种，其中最为重要的两 个种为氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌。 1、氧化亚铁硫杆菌 (1)形态、大小 棒状、单生或成对，革兰氏阴性,单极生鞭毛， 许多菌体表面还有粘液层,某些硫杆菌的表面还生 有纤毛，直径为0.3~0.8 m，长0.9~2.0 m。 (2)生态特征 硫杆菌为无机化能营养类型。 在硫代硫酸盐培养基上可形成圆形的微小菌落 (0.5~1.0mm) ，但有时会形成不规则的边缘， 菌落也因为有硫磺的沉淀而呈白色。 2、氧化硫硫杆菌 (1)形态、大小 氧化硫硫杆菌，呈短杆状，单生，成对或呈短 链状，大小为0.5 m 1.0~2.0 m ，极生鞭毛。 (2)生态特征 在硫代硫酸盐固体培养基上长的微小菌落呈透 明状或随着培养时间的延长而变成白黄色。菌落边 缘整齐。该菌不能氧化铁离子或硫铁矿，但可在含 硫铁矿的培养基中与铁氧化钩端螺菌共同培养。 3、硫杆菌的分布 硫杆菌广泛分布于矿床、硫泉及土壤中。 在不同的温度及pH条件下，菌的种类也不同。 排硫硫杆菌及一些异养菌类主要分布于中性水 体及微碱环境中，而其他不同种类的异养菌及硫杆 菌，包括一些嗜酸类型，大量存在于低pH的矿石 堆上。 含有硫铁矿的矿石最适合于那些可氧化硫化物及 对重金属有抗性的菌类生长。试验证明，在硫化物 品位较低的矿物中， 氧化亚铁硫杆菌的菌体密度也 很低。 4、硫杆菌的分离及保存 氧化亚铁硫杆菌在琼脂培养基上生长很弱。这 主要是因为琼脂在酸性条件下生成的水解产物对菌 体有毒害作用，针对这个问题，可有多种克服办 法．比如可将琼脂浓度降低(对氧化亚铁硫杆菌而 言，可以选用较低浓度的琼脂； pH控制在2.2~2.5 ，培养基中硫酸亚铁的浓度则大致为200mmol／ L)，或者选用一些纯化型琼脂如琼脂糖等。 用适合的培养基培养出来以后,大多数菌株均可 在5℃下保存几周至几个月。氧化亚铁硫杆菌菌株 用硫铁矿进行培养后可在5~15℃下保存很长时间。 (三) 硫化杆菌属 该属菌的生理及生化特性都很相似。它们的 能量来源于Fe2+ 、硫磺及其他矿物，如硫铁矿、 黄铜矿、砷黄铁矿、闪锌矿、亚锑酸盐、蓝铜矿、 辉铜矿等。 如果培养基中加入0.01％~0.2％的酵母膏则生 长会更好。该属中所有种在混合营养条件下，即矿 物质加上酵母膏、某些糖类、氨基酸或一些更为复 杂的有机底物，比如谷胱苷肽或酪蛋白水解产物， 均能良好生长。 该属菌均严格好氧且极度嗜酸，广泛分布于自 然界，主要集中在硫化矿物矿床及火山地带， 其中， 热氧化硫化杆菌还可见于城市供热管道 的锈蚀处。另外， 70％用于浸矿处理的矿石样 中也有该菌存在 。 (四) 嗜酸嗜热古生菌纲 该类群中，一共有四个属的菌可以氧化硫化物。 它们分别为硫化叶菌属、酸菌属、生金球菌属及硫 球菌属。该四属菌均为好氧菌，极度嗜热嗜酸，均 为球形，不具有鞭毛。均为兼性无机化能自养菌 ，可以在自养、兼性营养及异养条件下生长。 在自养条件下，细菌可以通过氧化元素硫、 Fe2+ 或硫化物获取能量(以二氧化碳为碳源)。 二、浸矿用菌的开发途径 浸矿微生物的开发和利用是大家最 为关心的事情，其基本流程如下所 示： 基因工程构建和重新组合 获得新性状菌株(基因工程菌) 从已有菌群中开发 工业化生产 效果明显 菌种保藏 接矿小试验及扩大试验 效果不明显 抛 弃 1、 效果不明显 继续驯化 效果明显 细致研究 基因改造 接矿小试验及扩大试验 不断地进行驯化培养 野外采样进行开发 工业化生产 改善浸出条件 提高浸出效率 2、 3、 选择合适的采样地点 (1)矿山、矿堆或尾矿中流淌出来的酸性水； (2)矿石本身； (3)热泉水样或矿浆。 目的微生物集中选择那些能在低PH条件下生 存，最适生长温度为30℃(中温菌)、45℃(中度嗜 热菌)或70~80℃(极度嗜热菌)的类群。对于后者 (嗜热菌)，需详细说明： 第二节 适用于细菌法进行预氧化处 理的矿石 并非所有的矿石均适用细菌法来处理。因 此，了解何种性质的矿物适于微生物湿法冶 金，可以使我们能更好地来发挥细菌的作 用。 一、细菌氧化法处理目的矿物的流程 (矿体) 开采矿石 低品位矿 高品位矿 破碎矿石 精矿 搅拌浸出 堆浸 尾矿 富集 废液