微生物选矿药剂的研究进展

播要：详细综述了微生物作为选矿药荆的应用现状，对微生物在选矿方面的应用进行了细致的分类，分别叙述了微生物作为调整剂、絮凝剂和捕收剂的研究现状，为微生物在选矿方面的进一步扩大应用提供了翔实的综合资料。关键词：微生物;选矿药荆;研究 ，目前，微生物就地浸出低品位金属硫化矿的应用已经工业化，利用微生物去除化工和矿业废水中重金属离子的应用也已接近工业化。而微生物作为选矿药剂的应用研究相对较少，国外近10年才开始进行广泛而创造性地应用研究，正在进行研究的项目包括微生物絮凝剂、浮选捕收剂和浮选调整刹等。已取得了有价值的实验室研究成果，工业应用也已见报道。国内在微生物调整剂这一方面已进行了一些研究，微生物浮选药荆的工业应用基本上还是空白。

1微生物调整剂的研究现状微生物调整剂，起源于煤的浮选。在煤的浮选中，常用氧化亚铁硫杆菌、氧化铁硫杆菌等亲酸细菌氧化抑制黄铁矿，砷、铋矿浮选时也常用这些细菌氧化抑制其中的硫化矿。传统的生物浸出也用氧化亚铁硫杆菌、氧化铁硫杆菌等细菌氧化其中的硫化矿，而使其中的金属得以游离提取。且前微生物调整剂的研究已引起广泛关注，有许多学者报道了他们在这方面的研究成果。 20世纪80年代，Atkin等人…报道了在酸性(pH 值2.0)条件下，利用氧化亚铁硫杆菌氧化煤中黄铁矿，借此抑制黄铁矿的研究，结果表明，在一定细菌浓度下，若煤充分解离，其中的黄铁矿可得到较好的抑翩。Ohmum等人忙3报道了用氧化亚铁硫杆菌抑制人工配制的煤样中的黄铁矿研究，结果表明细菌作用几分钟，煤中黄铁矿的可浮性便已失去，并使其中硫含量从11%降低到1.8%。Atria等人”o在pH=2.0的酸性条件下，用氧化亚铁琉杆菌对2种细磨(一0.074 mm)的美国高硫煤进行不同时间的调浆，而后中性浮选，结果表明，预先用黄铁矿驯化培育的氧化亚铁硫杆菌，可提高对黄铁矿的抑制率，且延长驯化时间可减少调浆时间，预处理10 min，黄铁矿的脱除率就达80%一90%。ARia等人”1用不同驯化时间的氧化亚铁硫杆菌进行了新采煤和氧化煤的对比试验，结果表明.驯化细菌可增强对黄铁矿的抑制作用，抑制效果不受黄铁矿氧化程度的影响。Capes等人”1在pH>5时，用氧化亚铁硫杆菌抑制黄铁矿，可脱除90%以上的黄铁矿。Kawatra等人”o发现，酵母菌在酸性条件下可抑制黄铁矿的可浮性，但在中性条件下对煤和黄铁矿的抑制无选择性。王军等人o“研究了不同驯化方式得到的氧化亚铁硫杆菌在不同条件下对黄铁矿的抑制效果及其变化规律。张明旭”3研究了氧化亚铁硫杆菌对煤中细粒黄铁矿的抑制技术，发现氧化亚铁硫杆菌可明显扩大煤粒和黄铁矿之间可浮性的差异，强化煤中细粒黄铁矿的脱除效果。 2微生物絮凝剂研究现状人们发现，许多带电量较高的微生物，如浮游藻类和草分枝杆菌等，都有可能选择性地吸附到矿物表面中和或改变矿表电性而使矿粒互相絮凝沉降。如果吸附于矿表的微生物，带电量较高，疏水性也较强的话，则形成絮团的速度更快，得到的絮团更紧密”“…。最早用微生物絮凝矿物的是Gary等人.1963年他们报道了用细菌和菌纲絮凝佛罗里达磷灰石粘土矿的研究工作。随后Bemstein在1972年报道了用赖氨酸细胞絮凝有机和无机废料的研究工作。在20世纪 80年代中期又有许多研究者报道了用细菌、菌纲、蓝藻等微生物从悬浮液中絮凝矿物的研究工作。Schnei. der等人用酵母菌及其衍生物对不同矿物进行了絮凝研究，发现许多细菌对它们都具有一定的絮凝能力…“】。目前，微生物絮凝剂已用来处理高岭土、赤铁矿、膨润土等多种矿物。1991年美国雷诺大学的Misra等 ①收藕日期：2066-07—12 作者简介：周桂英(1968一)，女.博士后，主要从事生物选矿和生物湿法冶金技术研究。第26卷 周桂英：微生物选矿药剂的研究进展人…3的研究表明，草分枝杆菌(Phlei)是一种表面高度荷负电而又高度疏水的微生物，其表面有多种基团，

可作为磷矿、赤铁矿、煤、方解石、高岭石等矿物的絮凝剂，对所试验的多种矿物都具有照好的絮凝作用。在絮凝佛罗里达州磷灰石细泥时，效果明显。当悬浮液中加入草分枝杆菌10，2 mg/kg固体后4 min，其中的磷灰石细泥就可发生大量沉降，而不加草分枝杆菌时， 46rain磷灰石细泥仍未获得同样沉降量，悬浮液的固含量沉降前为3%一5%，沉降后上升到24%～25%。草分枝杆菌加入量越多，磷灰石细泥的絮凝沉降速度越快。草分枝杆菌还表现出很好的选择性絮凝。用草分枝杆菌絮凝煤泥水时，发现在较宽pH值范围，草分枝杆菌对煤中黄铁矿均无絮凝作用，对其中的煤则有较强的絮凝作用，即煤絮凝而灰分和黄铁矿保持分散，因为煤和草分枝杆菌都具有较强的疏水性，它们会形成疏水絮团，从而达到分选的目的。絮凝赤铁矿时，向悬浮液中加入草分枝杆菌5.85 mg/l‘g固体4 min后，其中的赤铁矿发生大量沉降.未加时，沉降30 min仍未获得同样效果。同时还发现，当悬浮液pH值为3 左右时，获得的赤铁矿絮团含水最少，絮凝效果最好。在pH中性左右，草分枝杆菌对赤铁矿悬浮液中的赤铁矿有选择性絮凝作用，而对其中的石英却没有絮凝作用。可见，这种生物体可作为良好的选择性絮凝剂，同时絮凝后的沉淀物过滤性能明显提高。而采用聚丙烯酰胺絮凝物料，当浓度达到400 mg/L时，沉降后的物料粘度很大，难以进一步脱水，而草分枝杆菌由于具有疏水性，絮凝后的物料脱水较容易。Misra等人认为，草分枝杆菌的絮凝作用与高分子絮凝剂的絮凝作用是不同的。高分子絮凝剂主要是通过桥键作用将微粒联接成一种松散的、网络状的聚集状态。而草分枝杆菌虽然也具有桥键作用，但吸附于矿表的草分枝杆菌之间的疏水作用力是矿物絮团的主要原因。 Misra等人”“1991年报道了草分枝杆菌絮凝油母岩的研究。油母岩是一种含油的细粒岩石，其中的有用成分有机碳嵌布粒度很细，必须细磨至10"-以下才能用浮选柱有效分离。柱浮选得到的精矿，浓度很低，粒度很细，难以过滤。加入草分枝杆菌后，能使柱浮选精矿在pH 3～4范围迅速絮凝和沉降，87%的精矿5 min内得到沉降，不加草分枝杆菌时，5 rain只能使40%的精矿得到沉降。经草分枝杆菌絮凝的精矿，过滤脱水效果明显改善，10 min可脱水77%，而未经草分枝杆菌絮凝的精矿，10 min只能脱除60%的水分。草分枝杆菌是目前研究较多的一种生物絮凝剂，它可以絮凝亲水性的赤铁矿和磷灰石，也可以絮凝疏水性的煤和有机碳，因此可以推断，它还可能絮凝其它种类的亲水或疏水矿物，也可以推断，必定还有其它与草分枝杆菌效果相当或效果更好的矿物絮凝剂存在。 3微生物浮选捕收剂的研究现状德国Dubel和美国Smith等人”“报道了草分枝杆菌作为赤铁矿捕收剂的研究情况。电动电位测量结果表明，草分枝杆菌的等电点是pH2，赤铁矿的等电点是 pH5，5，且草分枝杆菌具有疏水性，因此认为草分枝杆菌可作为赤铁矿捕收剂。他们分别研究了草分枝杆菌对-52+20 gm和一20“m 2种粒级的赤铁矿的吸附浮选。研究表明，-52 4-20 mn粒级赤铁矿，在pH7± 0，5时，其浮选回收率随着草分枝杆菌浓度的增大而增大，但增大幅度很缓。一20“m粒级赤铁矿，其浮选回收率随着草分枝杆菌浓度的增大而不同，当草分枝杆菌浓度小于7.5 mg/L时，赤铁矿回收率随着草分枝杆菌浓度的增大而增大，当草分枝杆菌浓度大于20 mg/L时，赤铁矿回收率随着草分枝杆菌浓度的增大而减小，赤铁矿回收率最大时的草分枝杆菌浓度为lo一 20 mg/L，其回收率达到80%左右;草分枝杆菌浓度过大会导致形成过大的赤铁矿疏水聚团而降低浮选回收率。研究还发现，经草分枝杆菌浮选得到的赤铁矿精矿，沉降速度和过滤速度都得到了极大地提高。有关资料””表明，一些学者进行了活性异氧植物细胞从方解石、重晶石中浮选分离重晶石的研究，在 CaCO，含量50%的条件下，可得到含量87.4%、回收率96.75%的重晶石精矿，精矿中方解石含量为 2.1%、回收率为18.6%，取得非常好的分选效果。除了微生物本身可用作为浮选捕收剂外，微生物产生的代谢产物表面活性剂等，在适当条件下也可用作为浮选捕收剂和起泡剂。微生物产生的表面活性剂有许多不同的种类，如糖脂、脂肽、多精一脂类复合物、磷脂、脂肪酸和中性脂等人”“。Bah等人””报道了地衣芽孢杆菌产生的代谢产物浮选原油的研究工作。地衣芽孢杆菌在适当培养液中会产生石油磺酸钠类型的表面活性剂。通过表面活性剂降低油和盐类物质之间的界面张力，使油充分分散和溶解在水相中，借此提高原油的回收率。

Solozhenkin等人90报道了利用酵母菌产生的表面活性剂浮选磷灰石、白钨矿及方解石，利用显微菌产生的类脂化合物浮选萤石、天青石、铬铁矿及铁钨锰矿的研究，结果表明，这类微生物代谢产物的浮选效果都较常规药剂好，如用显微菌代谢产物捕收磷灰石-辉石体系的磷灰石，不仅选择性好，还可使磷灰石回收率较常规捕收剂高12个百分点。 130 矿琅工程 2006年∞月 [10】 Van【』m山hMcM，MMA。H嘀Il∞J J.I I。_ ，dbaete参考文献：/ukin^S.^Btuay 0fthe叫ppl捌∞0fpyri忙椰lph盯in∞d h埘noⅢi懈by T.‰id哪[J】.c砌P’l·’由，1987，5ll—13. Olmmm N，s址i H.De砌IIIr酬m of雠l h mie汕iml col啪n fk t^曲n【J】.Bi睢睇h邱b盯蛆d‰Ⅱ西ne耐M，1994，44：1.25—131. Atli-Y A.co正ilm-i讧圳phur妇6∞by f∞olh一曲毗佣lI.iM T.f b矗c№iahpy血dm[J].c砌PI邵ar日ti帅，I蛐7，5：15一 折. ^咄YA.El础yM，hm越M，EnI瑚捌&掣删岫州忙矗om仳i— di嘣：l雌l by矗憎hnotl蚵曲II衄bi∞u由∞m枷嘣i0II【J】hl吼廿 t洲如删0f Mine∞l Pro“醇，1993.37：6l-71. c即簋clg，D|fc吖khK.A hy由D由mnlic越mmlli∞0fIlli嗍aI n帅 timI[J].sI-血∞ch帆ie缸幽b‘H∞d—胡^耐曲瑚劬e fllll“on. Furl and EI眦F^b·h-出，1996。37：5一14. x删咖s k Deple‘。i帅nf咖n砷tj蛐b，砧m∞嶝mi帅蕾a 佃蛳帅0‘p哑J】.Pr呻0f PIQ嘲面地Wd u“‰i蛳of硪出-iltlⅫ C讪.埘Bd妇scienl“'m PI|blj-h哪，1993，6：139—147.王军.钟康年.细菌对硫化矿可浮性影响的研究.国外金属矿选矿，1996(5).4一IO.张明旭.利用微生物诃整表面强化煤炭中绑粒黄铁矿的脱盛技术[J].国外金属矿选矿.19卵(8)：24-28. Van k棚dle出.础dll d御血M枷可md Hyd呷hobic奸-- Me哪辑to P'魁liet llle IT|itiaI skp.0f h批蒯A蚴on[J]^ppl Envh恤础啪biol。1984，47：495—4鲫. [12】 [13】 [14] [15] [t6] [171 [18] ￡t9] [20] f柚·I啪舻I。峥[d in K0p州档啷【J].w蛔Seienee·I.d 1锄· 叫。口.1蛳.35：41—47. 8m油R W.Mk咖唧i哪in MiI瑚柚n∞鲥n昏P-帅eedi。咿0f the xⅨIMPCEJ].MiI唧d Er归e一哗.1995，16：87一帅. Smi山RW.RIlhk J.E伍哪“mini唱c枷瑚d.oH bio岬d砸0f Cu(Ⅱ)bythe n∞一Ii咖g him“岫m∞m山他B如一·学蛐n I咖[J】.啪靓d E蟛n嘟iIlE，t9孵(12，：2舒一260.邛述渡，胡莜t，罗茜.傲生物絮凝剂的研究和应用[】].国外垒属矿选矿，1998(I)：”一18.蛐哪M.B枷。删l毗-皿of finely di订d甜曲鼬k Biop雕棚i蝽， M洒嘲k Bio畔鲥岵。199l(6);帅一103. Mi啊.M.Km睁^g融鲥帅I咄Bltydmp|尚cBa咖i岫Ⅱ】. Minerals Bi甲o∞目ls，199l(3)：133—141). D.Ibd J.撕cm“卵i蝴口牡c●Iemi∞I m_g哪H：【lIc h曲l硪ik叫栅。 ^lille础Eni“%.1992(5)l 547一$56. D叫e R J，R蚺曲b。嚏M.MiaoKd Cell s.Ir‘·睇H，由哪oKcit,/ [J】A删i哪‰i由hMicrobi蛔，wa|l-in卵I.19帅(3)：75 一105.藩冰峰.案国架，旅邑屏.生物表面活性剂产生茸的筛_i圭[J】.豢生物学报，19孵(6)：32一，6. B山G A.su由d蚰t B-·ed M如rD“越Enll矗r眦d oil琢g一“J】.胁n口d班p，Ⅻ一，吨，199l(4)：121·131. s0Ia出∞hn V，Kde·州·Y.Mict哪鲫i岫柚一日咖“嘶【J】.1k 咖yeM山脚.1908(7)：∞一23.