[发明专利]深海多金属结核中有价金属的微生物浸出方法

摘要

本发明涉及深海多金属结核中有价金属的微生物浸出方法，用氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌或其混合菌株作菌种，以Leathen培养基和纺织染料污水作培养基，黄铁矿、硫酸亚铁、硫元素为还原剂，用菌生黄铁矿浸矿剂调pH，菌种经驯化，多金属结核无需干燥、磨碎，在常温、酸性环境下，有价金属可直接浸出。浸出后的废渣可作微生物固定化载体，用于污水处理。此方法工艺简单、投资少，成本低；是一种节能、环保、经济利用深海多金属结核的方法。

主权项

1.一种深海多金属结核中有价金属的微生物浸出方法，其特征在于：具体步骤如下：(一)消除菌种对黄铁矿的感应期：菌种采用氧化亚铁硫杆菌(ThiobacillusferrooxidansT.f.)、氧化硫硫杆菌(ThiobacillusthiooxidansT.t.)或氧化亚铁硫杆菌与氧化硫硫杆菌的混合菌种；培养基采用混合培养基，由Leathen培养基和纺织染料污水混合制成，其重量配比为Leathen培养基：纺织染料污水＝20∶1-3∶1，pH＝1.5-2.5；分2或3次驯化菌种：(1)第1次驯化：将粉碎后的黄铁矿放入混合培养基中，黄铁矿与混合培养基的重量比为1∶50-1∶40，加入氧化亚铁硫杆菌(ThiobacillusferrooxidansT.f.)、氧化硫硫杆菌(ThiobacillusthiooxidansT.t.)或氧化亚铁硫杆菌与氧化硫硫杆菌混合菌的菌种液，菌种液与混合培养基的体积比为1∶20-1∶15，进行6-10天的第1次驯化；(2)第2次驯化：将粉碎后的黄铁矿放入混合培养基中，黄铁矿与混合培养基的重量比为1∶40-1∶20，以第1次驯化后所得的浸出液作为菌种液，菌种液与混合培养基的体积比为1∶15-1∶10，再进行6-10天的第2次驯化；(3)第3次驯化：将粉碎后的黄铁矿放入混合培养基中，黄铁矿与混合培养基的重量比为1∶20-1∶10，以第2次驯化后所得的浸出液作为菌种液，菌种液与混合培养基的体积比为1∶10-1∶5，进行6-10天的第3次驯化；(二)制备菌生黄铁矿浸矿剂：(1)扩种：将黄铁矿粉碎加到混合培养基中，黄铁矿与混合培养基的重量比为1∶20-3∶20，将步骤(一)(2)或步骤(一)(3)所得的黄铁矿浸矿液作种液，进行扩种，种液与混合培养基的体积比为1∶10-1∶5，上摇床培养3-5天，温度为25℃-38℃；(2)接种：将黄铁矿粉碎加到混合培养基中，黄铁矿与混合培养基的重量比为1∶20-3∶20，将扩种后的浸液作种液，进行接种，种液与混合培养基的体积比为1∶10-1∶5；(3)制备菌生黄铁矿浸矿剂：接种后，用柱浸、气升式反应器或用锥形瓶在摇床摇进行浸出：温度为常温，在其浸液pH＜1时，进行过滤、离心，即制得菌生黄铁矿浸矿剂种液。用制得的菌生黄铁矿浸矿剂种液，重复步骤(二)(1)-(3)，并用该菌生黄铁矿浸矿剂种液调节pH，将pH值控制在1.5-2.5，即制得菌生黄铁矿浸矿剂。(三)消除菌种对多金属结核的感应期：菌种采用氧化亚铁硫杆菌(ThiobacillusferrooxidansT.f.)、氧化硫硫杆菌(ThiobacillusthiooxidansT.t.)或氧化亚铁硫杆菌与氧化硫硫杆菌的混合菌的菌种；培养基采用混合培养基，由Leathen培养基和纺织染料污水混合制成，其重量配比为Leathen培养基：染料污水＝20∶1-3∶1，pH＝1.5-2.5；分2或3次驯化菌种：(1)第1次驯化：分别将粉碎后的多金属结核放入混合培养基中，多金属结核与混合培养基的重量比为1∶50-1∶40，加入氧化亚铁硫杆菌(ThiobacillusferrooxidansT.f.)、氧化硫硫杆菌(ThiobacillusthiooxidansT.t.)或氧化亚铁硫杆菌与氧化硫硫杆菌的混合菌的菌种液，菌种液与混合培养基的体积比为1∶20-1∶15，进行6-10天的第1次驯化，驯化过程中，加步骤(二)制得的菌生黄铁矿浸矿剂，将pH控制在1.5-2.5之间；(2)第2次驯化：将粉碎后的多金属结核放入混合培养基中，多金属结核与混合培养基的重量比为1∶40-1∶20，以第1次驯化后所得的浸出液作为菌种液，菌种液与混合培养基的体积比为1∶15-1∶10，再进行6-10天的第2次驯化，驯化过程中，加步骤(二)制得的菌生黄铁矿浸矿剂，将pH控制在1.5-2.5之间；(3)第3次驯化：将粉碎后的多金属结核放入混合培养基中，多金属结核与混合培养基的重量比为1∶20-1∶10，以第2次驯化后所得的浸出液作为菌种液，菌种液与混合培养基的体积比为1∶10-1∶5，进行6-10天的第3次驯化，驯化过程中，加步骤(二)制得的菌生黄铁矿浸矿剂，将pH控制在1.5-2.5之间；(四)扩种：将粉碎后的黄铁矿、硫酸亚铁或元素硫作为还原剂加到混合培养基中，还原剂与混合培养基重量比为1∶100-3∶20，以步骤(三)(2)或步骤(三)(3)所得浸矿液作种液，种液与混合培养基的体积比为1∶10-1∶5，在摇床上培养3-5天，温度控制在25℃-38℃，培养过程中，加步骤(二)制得的菌生黄铁矿浸矿剂，将pH控制在1.5-2.5之间；(五)接种：在混合培养基中加入还原剂和多金属结核，混合培养基与多金属结核的重量比为100∶1-5∶1，多金属结核与还原剂的重量比为20∶1-1∶1，再加入扩种后的浸液作种液，进行接种，种液与混合培养基的体积比为1∶20-7∶10；(六)浸出：接种后选用柱浸、堆浸、槽浸、用锥形瓶上摇床或气升式反应器进行浸出，在浸出过程中，在通气或不通气的常温条件下，进行浸出，通气量为0-400L/min，在浸出液颜色由黑色或黑褐色变成棕色或棕黄色，浸液的pH恒定时即完成浸出，得到含Mn、Fe、Co、Ni、Cu的浸出液。