宏粒子强化黑曲霉浸铀研究
发布时间：2021-08-04 07:39
真菌浸矿被认为是一种成本低、环境友好的新型生物浸矿方法。它是利用真菌代谢产生的有机酸溶解矿物中的金属,但由于有机酸的酸性较弱,导致浸出率相对较低,因此需要采取强化措施提高浸出效果。为此,本文提出了一种宏粒子强化真菌浸矿方法,并以玻璃珠和陶瓷颗粒为宏粒子,开展了宏粒子强化黑曲霉浸出碳硅泥岩型铀矿石研究,取得的研究成果如下:（1）开展了宏粒子强化黑曲霉一步法浸铀实验,分别研究了玻璃珠和陶瓷颗粒对黑曲霉浸铀的强化效果,验证了宏粒子强化黑曲霉浸铀的可行性。结果表明,适宜的宏粒子粒径、加入量以及摇床转速能强化铀的浸出。在矿浆浓度为2%、摇床转速为150 rpm的条件下,加入1mm、50 g/L的陶瓷颗粒,铀浸出率为71.11%,比对照组提高了6.19%;加入1mm、20 g/L的玻璃珠,铀浸出率为76.04%,比对照组提高了11.12%。（2）开展了宏粒子强化黑曲霉两步法浸铀实验,研究了玻璃珠粒径、加入量和摇床转速对黑曲霉干重和形态特征以及铀浸出率的影响。结果表明,随着摇床转速和宏粒子粒径的增加,黑曲霉干重减小;当摇床转速为150 rpm和180 rpm时,加入玻璃珠黑曲霉菌丝包裹铀矿石形成生物...
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
细菌浸出硫化矿过程机理图[14]
第1章绪论9固体中的释放。大量学者也对真菌代谢产生的有机酸与矿物反应的生成物进行了研究。KiwonC[52]用离子交换色谱和紫外可见分光光度法研究了铀与不同浓度草酸和乙酸形成的络合物，发现铀酰和钒酰离子在草酸浓度为0.005～0.05M的范围内，分别以UO2(H2C2O4)22+和UO2HC2O4+的形式形成络合物。而曾凯[53]在水相中多种有机酸-铀酰络合形态研究中，采用电喷雾串联质谱快速定性分析铀络合物的方法对水环境中常见的有机酸与铀的结合形态进行了研究和分析，得到了十七种柠檬酸铀酰（表1.1）、二十一种苹果酸铀酰（表1.2）、八种草酸铀酰（表1.3）。图1.2黑曲霉中草酸、苹果酸、葡萄糖酸和柠檬酸的代谢途径[48]Fig.1.2Metabolicpathwaysofoxalicacid,malicacid,gluconicacidandcitricacidinAspergillusniger[48]
南华大学硕士学位论文12势形态的培养物中，菌丝球内部的营养或氧气限制可能会对这些真菌的生长和代谢能力产生不利影响。因此，即使当溶液中保持高浓度的溶解氧时，当菌丝球长到临界直径以上时，其内部的氧浓度也可能受到限制。图1.3纯培养的黑曲霉形态(a:散菌丝;b:菌丝球)Fig.1.3MorphologyofA.nigerinpureculture(a:scatteredhyphae;b:hyphaball)而丝状真菌的形态受接种量、培养基组份、pH值、搅拌速度等环境条件影响，因而在丝状真菌发酵工程中通常采用调节这些环境条件因素控制丝状真菌的形态特征，以提高目标代谢产物产率。但由于影响丝状真菌形态的因素众多，且各因素之间互相关联，因而传统的方法难以实现对丝状真菌形态的精确调控。近年来，微粒子增强培养（microparticleenhancecultivation，MPEC）方法为丝状真菌形态的调控开辟了新的途径。MPEC方法是通过在培养基中添加微米级的Al2O3、TiSiO4、talc等不溶性惰性微粒子实现对丝状真菌形态的控制[63]。Bjoern‐Arne[64]培养真菌Caldariomycesfumago产生氯过氧化物酶（CPO）的过程中，通过添加不同浓度粒径<42μm的Al2O3和talc微粒子导致Caldariomycesfumago分散为单个菌丝，其中talc使CPO的最大单位生产率提高了5倍左右，其活性超过1000U/mL。Driouch等[65]通过控制14μmAl2O3和6μmtalc微粒子浓度调控黑曲霉的形态为不同粒径大小的菌丝球以及散菌丝，使呋喃果糖苷酶（Fructofuranosidase）活性高达2800U/mL，比目前报道的任何其他方法都高出10倍以上。研究表明，通过调控微粒子的粒径和浓度可对丝状真菌进行精确的形态学设计[66-68]。研究发现，微粒子的加入能让微粒子包裹在菌丝球内部，形成了一种核-壳结构菌丝球，这样使得生物活性区仅位于这个核-壳结构的表面
本文编号：3321300
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
细菌浸出硫化矿过程机理图[14]
第1章绪论9固体中的释放。大量学者也对真菌代谢产生的有机酸与矿物反应的生成物进行了研究。KiwonC[52]用离子交换色谱和紫外可见分光光度法研究了铀与不同浓度草酸和乙酸形成的络合物，发现铀酰和钒酰离子在草酸浓度为0.005～0.05M的范围内，分别以UO2(H2C2O4)22+和UO2HC2O4+的形式形成络合物。而曾凯[53]在水相中多种有机酸-铀酰络合形态研究中，采用电喷雾串联质谱快速定性分析铀络合物的方法对水环境中常见的有机酸与铀的结合形态进行了研究和分析，得到了十七种柠檬酸铀酰（表1.1）、二十一种苹果酸铀酰（表1.2）、八种草酸铀酰（表1.3）。图1.2黑曲霉中草酸、苹果酸、葡萄糖酸和柠檬酸的代谢途径[48]Fig.1.2Metabolicpathwaysofoxalicacid,malicacid,gluconicacidandcitricacidinAspergillusniger[48]
南华大学硕士学位论文12势形态的培养物中，菌丝球内部的营养或氧气限制可能会对这些真菌的生长和代谢能力产生不利影响。因此，即使当溶液中保持高浓度的溶解氧时，当菌丝球长到临界直径以上时，其内部的氧浓度也可能受到限制。图1.3纯培养的黑曲霉形态(a:散菌丝;b:菌丝球)Fig.1.3MorphologyofA.nigerinpureculture(a:scatteredhyphae;b:hyphaball)而丝状真菌的形态受接种量、培养基组份、pH值、搅拌速度等环境条件影响，因而在丝状真菌发酵工程中通常采用调节这些环境条件因素控制丝状真菌的形态特征，以提高目标代谢产物产率。但由于影响丝状真菌形态的因素众多，且各因素之间互相关联，因而传统的方法难以实现对丝状真菌形态的精确调控。近年来，微粒子增强培养（microparticleenhancecultivation，MPEC）方法为丝状真菌形态的调控开辟了新的途径。MPEC方法是通过在培养基中添加微米级的Al2O3、TiSiO4、talc等不溶性惰性微粒子实现对丝状真菌形态的控制[63]。Bjoern‐Arne[64]培养真菌Caldariomycesfumago产生氯过氧化物酶（CPO）的过程中，通过添加不同浓度粒径<42μm的Al2O3和talc微粒子导致Caldariomycesfumago分散为单个菌丝，其中talc使CPO的最大单位生产率提高了5倍左右，其活性超过1000U/mL。Driouch等[65]通过控制14μmAl2O3和6μmtalc微粒子浓度调控黑曲霉的形态为不同粒径大小的菌丝球以及散菌丝，使呋喃果糖苷酶（Fructofuranosidase）活性高达2800U/mL，比目前报道的任何其他方法都高出10倍以上。研究表明，通过调控微粒子的粒径和浓度可对丝状真菌进行精确的形态学设计[66-68]。研究发现，微粒子的加入能让微粒子包裹在菌丝球内部，形成了一种核-壳结构菌丝球，这样使得生物活性区仅位于这个核-壳结构的表面
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