[发明专利]一种铁氧化浸矿微生物的培养方法

说明书

本发明公开了一种铁氧化浸矿微生物的培养方法，步骤如下：浸矿微生物在培养基中培养至微生物对数期末期，加入铁粉，调节pH，搅拌曝气培养；加入碳酸钙粉末调节pH为2.0‑2.5，搅拌，静置，得到上清液和下部淤泥，淤泥过滤得到滤渣和滤液，上清液与滤液合并后继续曝气培养；重复上述步骤，滤渣返回下一轮沉淀过程，直至上清液中微生物的浓度达到要求，将最后一次培养得到的上清液及下部淤泥过滤后得到的滤液合并，作为生物浸出剂。本发明采用的沉淀方式能够减少微生物在固体表面的吸附、团聚和阻留，降低微生物的损失，沉淀过滤性好，生物浸出剂中微生物的浓度达到10⁹cells/mL以上。

技术领域

本发明属于微生物培养技术领域，具体涉及一种铁氧化浸矿微生物的培养方法。

背景技术

随着社会对金属资源的需求的不断增加，矿产资源日渐贫杂，实现无废害开采，保护环境，循环利用，成为了资源开发可持续发展客观要求。目前采用传统冶金工艺进行开发利用难度越来越大，而生物冶金技术具有工艺流程简、成本低、适用范围广、安全环保等特点，有望在绿色冶金及重金属废物无害化工艺中充当重要的角色。但在工业化应用中，生物浸出周期通常较长，浸出速率慢的问题是制约生物浸出技术的重点难题。而事实上，提高浸出速率的途径一般是通过增强浸矿微生物的性能和增加体系浸矿微生物的数量。

目前提高浸矿微生物的培养效率，缩短浸出周期的方法主要有：连续培养法、电化学法和超滤膜法等。针对连续培养过程，培养后氧化还原电位可以达到700mV以上，但正常条件下细胞浓度可维持在0.5-3×10⁸cells/mL，如果形成黄钾铁矾，细胞浓度会降低到5×10⁷cells/mL以下，与适宜培养基培养的理想细胞浓度相差甚远。针对电化学培养过程，专利申请号CN200410056929.2公开了一种硫化矿浸矿菌生长的高效电化学培养方法及装置，通过具有可调压外接电源的电化学反应器，连续将培养液中的铁离子被还原为亚铁离子，在标准9K培养基中，利用该方法浸矿菌细胞浓度可提高到10⁹cells/mL，培养周期可缩短到24小时，且菌液的氧化活性提高20-30％，适合小规模的高效培养。但该方法需要配制专用电化学反应器，且消耗大量的电能。而且浸矿微生物通常对金属的腐蚀性较大，要特殊的电极材料，大规模生产设备的制造成本较高。

超滤膜法采用微纳米孔截留的方式，经过反复的过滤，随着培养液体积不断缩小，微生物可以以极高的细胞浓度进行浓缩。但浓缩的过程是靠高压循环泵来驱动，反复浓缩形成的大量热量和剪切力都会对微生物细胞造成伤害，影响微生物活性，且随着细胞浓度增加膜容易造成膜堵塞，当浸矿微生物浓度浓缩到10¹²cells/mL以上很难进一步浓缩。浓缩过程也产生了大量无菌的废液，大量的含铁、氨氮、磷酸根及硫酸根离子无法直接排放。

此外，还有一种缩短浸矿微生物延滞期的方法，专利申请号CN201210322233.4公开了一种快速启动铁氧化菌活性的细胞培养方法，仅仅是以提高种液活性为目的，接种前先将接种液中可能抑制微生物生长的底物还原成细菌可利用的能源物质，将接种后的延滞期由原来的15-30小时的缩短至6-10小时，适用于铁氧化菌培养的快速启动或者扩大培养，虽然可以提高细胞活性，但溶液中的细胞浓度没有明显提高，延滞期后到亚铁完全氧化的时间仍然在40-50小时左右。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种铁氧化浸矿微生物的培养方法。

本发明提供了一种铁氧化浸矿微生物的培养方法，步骤如下：

1)浸矿微生物采用曝气培养，培养基初始亚铁离子浓度6-9g/L，当培养混合液达到要求时，对培养混合液进行搅拌，并加入铁粉，铁粉完全溶解后，总铁离子浓度不超过20g/L，加入硫酸溶液调节pH，继续搅拌曝气培养；