[发明专利]菌株共培养物及其产品、在硅浸出中的应用

说明书

本发明公开菌株共培养物及其产品、在硅浸出中的应用。菌株共培养物包括囊担菌Z6菌株（Cystobasidium sp. Z6）与枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis），具有分解硅酸盐/浸出硅的工业用途。本发明构建的菌株共培养物是共生共促体系，共培养物脱硅效率显著高于囊担菌Z6菌株或枯草芽孢杆菌在纯培养条件下的脱硅效率。菌株共培养物的脱硅反应条件平和，对环境高度友好安全，工业适用范围广。本发明同时提供菌株共培养物的多种产品及用途。本发明还提供枯草芽孢杆菌作为硅酸盐细菌的应用。

技术领域

本发明涉及一种菌株共培养物，特别是涉及一种具有硅酸盐分解功能的菌株共培养物，属于工业微生物技术、生物浸出技术领域。

背景技术

硅酸盐细菌是指能够分解硅酸盐类矿物的微生物。作为广受重视的工业微生物，硅酸盐细菌的工业用途价值主要包括几方面：（1）硅元素（SI）是地壳中含量最多的固体元素，是“取之不尽”的资源。在现代工业体系中，硅的应用覆盖从传统领域到芯片领域，十分广泛。硅酸盐细菌提供凭借清洁技术从自然资源中获取硅原料的途径。（2）硅在各种工业固体废弃物中（如粉煤灰、高炉渣、赤泥等）含量丰富。硅酸盐细菌提供了这类固废的生物处置方法，是获取硅原料实现固废资源化的洁净生产手段。例如，粉煤灰中含有莫来石、石英、无定型玻璃体等大量硅酸盐化合物，现有技术将芽孢杆菌、黑曲霉、解淀粉芽孢杆菌等硅酸盐细菌用于粉煤灰生物浸矿脱硅。将粘液芽孢杆菌与圆形芽孢杆菌对电解锰残留物协同浸出，使矿样中Si含量大幅度降低。（3）自然界中大量的硅是存在于矿石与岩石中的硅氧化合物，统称硅酸盐。其中较重要的有长石KAlSi₃O₈、高岭土Al₂Si₂O₅(OH)₄、滑石Mg₃(Si₄O₁₀)(OH)₂、云母KAl₂(AlSi₃O₁₀)(OH)₂、石棉H₄Mg₃Si₂O₉、钠沸石Na₂(Al₂Si₃O₁₀)·2H₂O、石榴石Ca₃Al₂(SiO₄)₃、锆石英ZrSiO₄、绿柱石Be₃Al₂Si₆O₁₈等。各类硅酸盐中结合固定有丰富多样的其它元素（如K、P、Al等），但因结合状态稳定，不能被直接利用。硅酸盐细菌通过分解硅酸盐能够使化合态的元素溶解释放到土壤中，提升其利用效率。现有研究已表明，硅酸盐细菌是重要的土壤功能菌。硅酸盐细菌通过分解土壤中硅酸盐，可以促进K释放，提高土壤含K水平。此外，硅酸盐细菌还可以分解长石与云母等硅酸盐类的原生态矿物，分解磷灰石中的磷素，使土壤中难溶性的K、P、Si等元素转变为可溶性，提升土壤营养水平；同时，硅酸盐细菌的代谢产物如生长刺激素、多糖、有机酸和蛋白质等能抑制病原菌生长、改善土壤肥力，破坏土壤结晶构造，有利于农作物的营养吸收，从而综合性地达到促进作物生长、增产等效应。（4）硅酸盐细菌可应用于微生物矿物工程（浸矿、选矿、矿物加工），典型的是铝土矿的生物脱硅工艺，即利用硅酸盐细菌及其代谢产物与铝土矿发生吸附、溶蚀、氧化还原等反应，脱出铝土矿中无用成分硅，从而提升矿料的铝硅比，达到氧化铝生产工艺要求。