[发明专利]一种提高硫氧化菌种浸出黄铜矿效率的复合方法

说明书

本发明公开了一种提高硫氧化菌种浸出黄铜矿效率的复合方法，属于生物技术领域。本发明方法，包括在以Starkey‑黄铜矿复合培养基的基础上，培养中后期采用脉冲式补加外源能源底物单质硫，实现对氧化硫硫杆菌的高密度培养；并在细胞接种的同时加入适量单质硫和铁离子，加速浸出的生化反应循环的启动，缩短延滞期，适当提高接种量；在浸出后期维持较低的恒定pH，抑制黄钾铁矾胁迫，并补充加入硫氧化菌种细胞，改善硫代谢的同时促进铁代谢，进而改善浸出微环境。本发明方法可以更高效培养硫氧化菌种、缩短浸出的延滞期，并更好的维持浸出微环境活跃的生化反应状态，从而提升浸出率，并且操作简单易行，适于类似生物浸出过程的大规模推广应用。

技术领域

本发明涉及一种提高硫氧化菌种浸出黄铜矿效率的复合方法，属于生物技术领域。

背景技术

由于缺乏合理有效的开采方法以及传统冶炼的高成本，低品位的矿石大部分丢弃和浪费，进而导致环境的重金属污染。伴随高品位富矿的开采量增大和储备量的下降，更有效的利用品位矿石变得愈来愈迫切。而黄铜矿是储量最丰富的铜矿资源，但通常品位偏低、结构复杂，常规高温冶炼难以实现其经济价值，使得这种必然性在铜矿资源的开采上显得更为重要。与传统的火电冶炼相比，生物浸出具有运行简单、基础设施投资低以及环境污染低等优点，已经成为废弃矿石金属资源循环利用的绿色技术之一。

由于大多金属矿物中，尤其是硫化矿物常伴随较高比例的硫元素，使得硫氧化菌种成为浸出过程的关键微生物之一。以黄铜矿为例，硫氧化菌种可氧化黄铜矿物中的还原态硫，生成氢离子，氢离子则会继续氧化黄铜矿生成铜离子，释放到溶液中。由此得知，活跃的硫代谢对黄铜矿浸出过程非常重要。但是由于化能自养菌的生长速率较慢，尤其是对由于黄铜矿的晶体结构，致密性较强，利用效率低下，大致细胞培养效率偏低，需要借助外源手段干预调控该类微生物的生物浸出过程。

因此，进一步探索新的提高硫氧化菌种的生物浸出方法，从提升硫杆菌的微生物效能方面着手，对于改善生物浸出过程的硫代谢活跃度，最终提升浸出效率具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的主要目的就是针对以上存在的问题与不足，提供一种提高硫氧化菌种生物浸出的复合方法，该方法操作简单、效果明显，适于大规模推广应用。

本发明的第一个目的是提供一种提高硫氧化菌种生物浸出的复合方法，所述方法是将硫氧化菌种细胞接种至黄铜矿复合培养基中进行生物浸出黄铜矿，并适当提高接种量以及在接种的同时加入适量的铁离子和单质硫；在浸出的中期控制恒定较低的pH，并补充加入硫氧化菌种细胞。

在本发明的一种实施方式中，所述黄铜矿复合培养基是在Starkey基础培养基中添加2～4％(w/v)贫黄铜矿。

在本发明的一种实施方式中，所述硫氧化菌种细胞是将硫氧化菌种在Starkey复合培养基中培养，培养过程中补加单质硫；培养结束后先低速离心除去大部分未利用完全的单质硫沉淀，获得的上清液采用高速离心收集细胞，再使用新鲜Starkey基础培养基将细胞重新悬浮，振荡，采用低速离心除去残余的单质硫沉淀，将获得的上清液采用高速离心收集得到不含硫渣的硫氧化菌种细胞。

在本发明的一种实施方式中，所述Starkey复合培养基包括三部分：第一部分为Starkey基础培养基；第二部分：单质硫3～5g/L；第三部分0.5～2％(w/v)贫黄铜矿；第一部分和第二部分灭菌混合后调节pH至1.0～3.0。

在本发明的一种实施方式中，所述培养过程中补加单质硫是当复合培养基中当还原态硫低于初始浓度时，补加1～2g/L单质硫，多次补料后菌体浓度出现下降时结束补料。

在本发明的一种实施方式中，所述低速离心是指2000rpm；高速离心是指8000rpm。