專利名稱：一種適用于低品位銅尾礦浸出的浸礦細菌誘變選育方法
技術領域：
本發明屬于礦物加工和生物冶金領域，具體涉及一種適用于低品位銅尾礦微生物浸出的浸礦細菌誘變選育的新方法。
背景技術：
由于礦產資源日益貧乏，現在許多開采中的原礦品位比老尾礦品位低，且尾礦已經磨細，可節省開采、破碎和磨礦成本，故回收大量尾礦資源中有價金屬具有非常重要的意義。目前，尾礦再選研究較多的是采用傳統的生產工藝及設備和化學浸出的方法。近幾十年來，微生物浸礦技術越來越受國內外礦物加工界的普遍關注，它具有成本低、投資少、工藝流程短、設備簡單、應用范圍寬、易于管理、環境友好等特點。然而目前國內外關于微生物技術處理低品位原生礦和精礦的研究較多，但對于微生物技術處理尾礦的研究很少。而尾礦與低品位原生礦相比，粒度較細，一般呈細粉狀，且其表面性質、礦物組成成分比例等發 生了變化，同時含有殘余浮選藥劑。因此，研究微生物技術回收尾礦中的有價金屬具有一定的學術價值和現實意義。優良菌種是微生物技術高效回收尾礦中有價成分的關鍵因素，浸礦菌種活性的高低直接影響到尾礦中有用金屬的浸出效率，鑒于菌種在浸礦中的重要地位，進行浸礦菌株的育種工作就顯得尤為重要。采用馴化、誘變的選育方法培育出高效浸出尾礦中有價成分的細菌，一是符合循環經濟理念，使固體廢棄物尾礦資源化、減量化、節約土地、降低尾礦庫基建管理費用等；二是解決環境污染和安全問題，既解決由于尾礦堆存導致的生態環境破壞等環境問題，又消除尾礦壩潰壩事故、尾礦中殘留選礦藥劑和重金屬等對人類造成的安全隱患。

發明內容
為了解決上述問題，本發明的目的是提供一種適用于低品位銅尾礦微生物浸出的浸礦細菌誘變選育的新方法，采用該方法獲得的誘變浸礦菌種能使浸出尾礦的速度加快，浸出率提高，浸出尾礦周期可縮短1/4-1/3，尾礦中銅浸出率可提高35-50%。本發明的技術方案是一種適用于低品位銅尾礦浸出的浸礦細菌誘變選育方法，具體包括以下步驟
(I)原始菌種的篩選從銅礦山尾礦庫附近的土壤中取回含有浸礦細菌的樣品，進行預處理后取上清液作為精制樣品，然后采用改進型4. 5K培養基進行富集培養和分離純化，經篩選、純化分離后獲得嗜酸浸礦菌種；
(2 )浸礦菌種的馴化將上述步驟獲得的嗜酸浸礦菌種在改進型4. 5 K培養基中，加入粒度小于O. 075mm的低品位含銅尾礦，使礦漿濃度為5%，細菌接種濃度為
I.OX IO8Cell · mL—1，放入控溫振蕩箱中以140_160rpm的轉速在30°C條件下振蕩馴化培養20-28d后，取含菌上清液進行下一步馴化，采用4. 5K無鐵培養基，并逐步遞增礦漿濃度至30%，階段馴化后獲得具有較好氧化活性的浸礦菌種。
(3)馴化后菌種的誘變將上述步驟獲得的浸礦菌種在5000-8000r/min下離心20-30min，去上清液得到沉淀，用pH值為2. O預先滅過菌的硫酸溶液對沉淀進行洗滌，然后再離心去上清液，如此反復操作三次，以達到去除菌液中Fe3+的目的，得到無鐵細胞懸濁液，在鹽酸羥胺質量濃度為O. 5%-2. 5%的改進型4. 5K培養基中，接種10%無鐵細胞懸濁液進行化學誘變培養，培養6-8天后，接種菌液進行重復誘變，反復重新接種培養3次，將經鹽酸輕胺處理后的菌液放在微波爐中進行微波誘變培養，取菌液樣IOmL于直徑90mm培養皿中，采用功率500-700W、脈沖頻率為2450MHz，微波輻射時間30s-120s，誘變后將培養皿在黑暗環境中放置4-7h后接入到改進型4. 5K培養基中進行連續活化培養4-6次，獲得最終誘變菌。
將上述誘變所得浸礦菌種用于含銅尾礦的浸出。在250mL錐形瓶內裝入90mL已滅菌PH值為2的稀硫酸溶液，接入IOmL對數生長期原始菌或(3)的誘變菌液(細菌濃度均為I. OXlO8 cell .mL-1),礦漿濃度為10%，置于25_30°C、120_160r/min的空氣浴恒溫搖床內振蕩，定期測定浸出液中Cu2+濃度。采用原子吸收光譜法測定Cu離子的濃度，以銅浸出率作為評價指標。采用本發明方法誘變培育出的浸礦菌種，浸出40d時，其對低品位含銅尾礦的銅浸出率由原始菌的20-25%提高到35-40%，浸礦效率明顯提高，由此說明本發明的方法所得誘變菌浸出含銅尾礦的性能得到了很大提高。


圖I為本發明實施例I誘變后菌種與原始菌氧化性能對比曲線示意圖。圖2為本發明實施例2誘變后菌種與原始菌浸出低品位含銅尾礦浸出效果對比曲線示意圖。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明的技術方案作進一步的說明。實施例I
Cl)配制改進型4. 5K培養基90mL ;加入粒度小于O. 075mm的低品位含銅尾礦樣品，礦漿濃度為5%，細菌接種濃度為I. OXlO8ceIl · mL—1，放入控溫振蕩箱中以120rpm的轉速在30°C條件下振蕩馴化20-28d后，進行連續3次轉代活化馴化，采用4. 5K無鐵培養基，并逐步遞增礦漿濃度至30%左右，階段馴化后獲得具有較好氧化活性的浸礦菌種。(2)將(I)中馴化后的菌種恒溫培養至對數生長期，將菌液在5000r/min下離心30min，去上清液得到沉淀，用pH值為2. O預先滅過菌的硫酸溶液對沉淀進行洗滌，然后再離心去上清液，如此反復操作三次，以達到去除菌液中Fe3+的目的，得到無鐵細胞懸濁液，在生物顯微鏡下進行計數，調整細菌濃度為LOXlO9ceIl ，接種10%于鹽酸羥胺質量濃度為I. 0%的改進型4. 5K培養基中，培養7天后，接種菌液進行重復誘變培育，反復重新接種培養3次。將經鹽酸羥胺處理后的菌液放在微波爐中進行微波誘變培養，取菌液樣IOmL于直徑90mm培養皿中，采用最大功率700W、脈沖頻率為2450MHz，微波輻射時間60s，誘變后將培養皿在黑暗環境中放置6h后接入到改進型4. 5K培養基中進行連續活化培養4次，獲得復合誘變菌。
實施例2
Cl)配制改進型4. 5K培養基90mL ;加入粒度小于O. 075mm的低品位含銅尾礦樣品，礦漿濃度為5%，細菌接種濃度為I. OXlO8ceIl · mL—1，放入控溫振蕩箱中以140rpm的轉速在30°C條件下振蕩馴化20-28d后，進行連續3次轉代活化馴化，采用4. 5K無鐵培養基，并逐步遞增礦漿濃度至30%左右，階段馴化后獲得具有較好氧化活性的浸礦菌種。(2)將(I)中馴化后的菌種恒溫培養至對數生長期，將菌液在6500r/min下離心25min，去上清液得到沉淀，用pH值為2. O預先滅過菌的硫酸溶液對沉淀進行洗滌，然后再離心去上清液，如此反復操作三次，以達到去除菌液中Fe3+的目的，得到無鐵細胞懸濁液，在生物顯微鏡下進行計數，調整細菌濃度為LOXlO9ceIl ，接種10%于鹽酸羥胺質量濃度為I. 0%的改進型4. 5K培養基中，培養7天后，接種菌液進行重復誘變培育，反復重新接種培養3次。將經鹽酸羥胺處理后的菌液放在微波爐中進行微波誘變培養，取菌液樣IOmL于直徑90mm培養皿中，采用最大功率600W、脈沖頻率為2450MHz，微波輻射時間120s，誘變后將培養皿在黑暗環境中放置7h后接入到改進型4. 5K培養基中進行連續活化培養5次，獲得復合誘變菌。·實施例3
Cl)配制改進型4. 5K培養基90mL ;加入粒度小于O. 075mm的低品位含銅尾礦樣品，礦漿濃度為5%，細菌接種濃度為I. OXlO8ceIl · mL—1，放入控溫振蕩箱中以160rpm的轉速在30°C條件下振蕩馴化20-28d后，進行連續3次轉代活化馴化，采用4. 5K無鐵培養基，并逐步遞增礦漿濃度至30%左右，階段馴化后獲得具有較好氧化活性的浸礦菌種。(2)將(I)中馴化后的菌種恒溫培養至對數生長期，將菌液在8000r/min下離心30min，去上清液得到沉淀，用pH值為2. O預先滅過菌的硫酸溶液對沉淀進行洗滌，然后再離心去上清液，如此反復操作三次，以達到去除菌液中Fe3+的目的，得到無鐵細胞懸濁液，在生物顯微鏡下進行計數，調整細菌濃度為LOXlO9ceIl ，接種10%于鹽酸羥胺質量濃度為I. 0%的改進型4. 5K培養基中，培養7天后，接種菌液進行重復誘變培育，反復重新接種培養3次。將經鹽酸羥胺處理后的菌液放在微波爐中進行微波誘變培養，取菌液樣IOmL于直徑90mm培養皿中，采用最大功率500W、脈沖頻率為2450MHz，微波輻射時間30s，誘變后將培養皿在黑暗環境中放置4h后接入到改進型4. 5K培養基中進行連續活化培養6次，獲得復合誘變菌。復合誘變菌對亞鐵離子的氧化效果
取實施例I中所述的誘變菌于對數生長期接入IOmL到250mL錐形瓶，裝入90mL已滅菌pH值為2的改進型4. 5K培養基，置于30°C、140r/min的空氣浴恒溫搖床內振蕩培養，定期測定浸出液中Fe2+濃度。作為對照，取對數生長期的原始菌IOmL接入到250mL錐形瓶，裝入90mL已滅菌pH值為2的改進型4. 5K培養基，置于30°C、140r/min的空氣浴恒溫搖床內振蕩培養，定期測定浸出液中Fe2+濃度。結果如圖I所示，在培養24h時，誘變菌的亞鐵氧化率已接近100%，而原始菌的亞鐵氧化率僅為60% ;且亞鐵氧化率達到100%的時間比誘變菌滯后至少24h。復合誘變菌浸出低品位含銅尾礦的銅浸出效果
稱取實施例I中所述的誘變菌于對數生長期接入IOmL到250mL錐形瓶，裝入90mL已滅菌PH值為2的稀硫酸溶液，加入銅品位為O. 19%的尾礦樣品10g，礦漿濃度為10%，置于30°C、140r/min的空氣浴恒溫搖床內振蕩,定期測定浸出液中Cu2+濃度。作為對照,取對數生長期的原始菌IOmL接入到250mL錐形瓶，裝入90mL已滅菌pH值為2的稀硫酸溶液，力口入銅品位為O. 19%的尾礦樣品10g，礦漿濃度為10%，置于30°C、140r/min的空氣浴恒溫搖床內振蕩，定期測定浸出液中Cu2+濃度。結果如圖2所示，在相同浸出時間(30d)下，誘變菌的銅浸出率達到35%，而原始菌的銅浸出率僅為25%。·
權利要求
1. 一種適用于尾礦浸出的浸礦細菌誘變選育方法，其特征在于該方法的具體步驟是 (I)原始菌種的篩選從銅礦山尾礦庫附近的土壤中取回含有浸礦細菌的樣品，進行預處理后取上清液作為精制樣品，然后采用改進型4. 5K培養基進行富集培養和分離純化，經篩選、純化分離后獲得嗜酸浸礦菌種； (2 )浸礦菌種的馴化將上述步驟獲得的嗜酸浸礦菌種在改進型4. 5 K培養基中，加入粒度小于O. 075mm的低品位含銅尾礦，使礦漿濃度為5%，細菌接種濃度為I.OX IO8Cell · mL—1，放入控溫振蕩箱中以140_160rpm的轉速在30°C條件下振蕩馴化培養20-28d后，取含菌上清液進行下一步馴化，采用4. 5K無鐵培養基，并逐步遞增礦漿濃度至30%,階段馴化后獲得具有較好氧化活性的浸礦菌種； (3 )馴化后菌種的誘變將上述步驟獲得的浸礦菌種在5000-8000r/min下離心20-30min,去上清液得到沉淀，用pH值為2. O預先滅過菌的硫酸溶液對沉淀進行洗滌，然后再離心去上清液，如此反復操作三次，以達到去除菌液中Fe3+的目的，得到無鐵細胞懸濁液，在鹽酸羥胺質量濃度為O. 5%-2. 5%的改進型4. 5K培養基中，接種10%無鐵細胞懸濁液進行化學誘變培養，培養6-8天后，接種菌液進行重復誘變，反復重新接種培養3次，將經鹽酸輕胺處理后的菌液放在微波爐中進行微波誘變培養，取菌液樣IOmL于直徑90mm培養皿中，采用功率500-700W、脈沖頻率為2450MHz，微波輻射時間30s-120s，誘變后將培養皿在黑暗環境中放置4-7h后接入到改進型4. 5K培養基中進行連續活化培養4-6次，獲得最終誘變菌。
全文摘要
一種適用于低品位銅尾礦浸出的浸礦細菌誘變選育方法，具體步驟如下從銅礦山尾礦庫附近的土壤中取回含有浸礦細菌，預處理后取上清液為精制樣品，采用改進型4.5-9K培養基進行分離純化后，加入含銅尾礦，進行馴化培養后，在鹽酸羥胺質量濃度為0.5-3.0%的改進型4.5K培養基中進行化學誘變培養；將菌液放在微波爐中于功率500-700W、脈沖頻率2450MHz誘變培養，微波輻射30s-120s；在黑暗環境中放置4-7h后接入到改進型4.5K培養基中進行連續活化培養4-6次，獲得復合誘變菌。用于低品位含銅尾礦的浸出處理，浸出40d時，浸出率為35-40%，周期可縮短1/4-1/3，浸礦效果明顯提高。
文檔編號C12N13/00GK102876657SQ20121040448
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月22日 優先權日2012年10月22日
發明者董穎博, 林海, 許曉芳, 周閃閃 申請人:北京科技大學