硅酸盐细菌在铝土矿生物脱硅中的应用与机理研究

发布时间：2018-08-22 12:41

【摘要】：铝土矿是氧化铝工业的重要原料,当前生产氧化铝的主要方法——拜耳法要求原料铝土矿的Al/Si≥8,而我国一水硬铝石型铝土矿属于高铝高硅型,因此,研究铝土矿脱硅具有重要意义。本论文以河南某铝土矿为研究对象,采用微生物技术开展提高铝硅比的研究,重点研究了适合于铝土矿微生物脱硅的硅酸盐细菌选育以及与铝土矿作用的机制。 论文首先采用普通筛选分离出硅酸盐细菌6株,优化得出来菌种的最佳培养条件为初始pH7.0、温度30℃、摇床转速200rpm、接种量10%；再用定向筛选的方法,以产酸和胞外聚合物的能力为指标,筛选出4株细菌：通过紫外诱变和化学诱变、复筛以及传代测试,选育出了浸矿脱硅性能稳定的菌株JG-02-U02。 以单因素和正交试验设计优化获取了硅酸盐细菌浸矿最佳工艺条件为初始pH7.0、温度30℃、摇床转速200rpm、接种量10%、矿浆浓度5%、矿石粒度0.056mm左右。在此条件下,菌株JY-03可以将铝土矿的铝硅比从5.17提高到9.77,而诱变菌株JG-02-U02可以将之提高到11.51,表明诱变可能提高菌株的脱硅能力。 在此基础上,研究了混合菌株和连续浸出工艺对脱硅效果的影响,发现菌株JY-03、JG-02和B.M等量混合,连续浸出铝土矿15天,可以将铝硅比提高到13.21,脱硅率达57.4%,说明菌株混合使用并采用连续浸出工艺有助于深度脱硅。 细菌的代谢产物研究表明,细菌产生的有机酸、氨基酸和胞外聚合物对矿物中硅酸盐的浸出有一定的贡献。直接／间接接触模式的测试分析结果发现硅酸盐细菌的浸矿脱硅不仅仅依赖于细菌的代谢产物作用,还与细菌在矿物表面生长有关联,同时,硅酸盐矿物自身的晶体结构对硅的浸出有重要的影响,层状结构的矿物比架状结构的更容易被细菌侵蚀而被浸出。
[Abstract]:Bauxite is an important raw material in alumina industry. The main method of alumina production at present, Bayer process, requires that the Al/Si of raw bauxite is 鈮，

本文编号：2197131