黄铁矿烧渣微生物脱硫

D01:10.13374/i.issn1001-053x.2002.02.031 第24卷第2期 北京科技大学学报 Vol.24 No.2 2002年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr,2002 黄铁矿烧渣微生物脱硫 冯雅丽》李浩然) 1)北京科技大学士木与环境工程学院，北京1000832)中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室，北京 摘要在烧渣生物脱硫的试验，论研究了矿浆浓度、F©浓度及pH值对游离T￡菌浓度和脱 硫率的影响.证明烧渣脱疏是Tf菌直接浸出作用和由细菌而产生的F®间接没出作用的联合； 脱硫速率和菌种氧化活性受到吸附在固相上和液相中细菌生长情况、矿浆浓度、pH值和F©的 影响；三价铁离子的添加可影响菌种活性，抑制浸出的进行，且易在矿物表面产生沉淀，降低氧 化率.烧渣生物脱硫后，可达到铁精矿标准. 关键词黄铁矿烧渣；生物脱硫；氧化亚铁硫杆菌(T)；脱硫率；菌种活性 分类号X756:X703 氧化亚铁硫杆菌(T)是一种靠氧化硫化矿 浆浓度分别为10,30,50,80和100kgm3. 物或二价铁离子获得能量而生长的化能自养微 游离在浸液中的细菌参与了对烧渣中黄铁 生物，因此，对于一个生物浸出过程来说，固相 矿的间接氧化作用.在浸出开始阶段，游离细菌 上的和进入液相里的细菌的活性是非常重要 的繁殖受到抑制，生长很缓慢.在浸出后期，由 的.本文对影响黄铁矿烧渣微生物脱硫的各种 于适应了生长环境，抑制作用逐渐减退，细菌繁 因素进行了试验研究 殖速度加快.矿浆浓度越高，这种趋势越明显 1试验材料与方法 (见图1)，矿浆浓度为80kgm3时游离细菌浓度 最大.矿浆浓度的增加需要搅拌强度相应增加， 1.1矿物和微生物 但搅拌的强度受细菌活性的限制而不可能太强 研究所用氧化亚铁硫杆菌是从矿山酸性废 烈，故在搅拌不变的情况下，矿粒不能与细菌充 水中分离出来的.T￡菌生长于混合培养基中， 分接触，使得各种反应物和产物之间的扩散阻 预处理达到国家三级排放标准的生活废水占 力较大.与80kgm相比，矿浆浓度100kgm时 25%,Leathen培养基为75%，pH由硫酸调节. 游离细菌浓度有所降低. 在整个研究中使用驯化后的T￡菌.黄铁矿烧渣 不同矿浆浓度下脱硫曲线与游离T..菌浓 硫质量分数为3.18%，铁的品位为52.6%. 度曲线相似（图2）.在最初阶段，由于硫比二价 1.2仪器和试验步骤 铁的能量高，T￡.菌倾向于利用矿石中硫，使大 在锥形瓶中加入混合培养基，再加入烧渣， 量的细胞附着在矿物表面，以菌种对矿石的直 接种并调pH值，盖上纱布置于摇床上培养.试 接作用为主，随着游离细菌浓度的增加，菌种对 验过程中，每天测1次pH、细菌浓度和烧渣的 矿石的直接和间接作用同时发挥力量，使脱硫 含硫量，用血球计数器直接测定液体样品中游 速度加快.但当矿浆浓度增加到100kg/m,由于 离细菌个数.硫的测定采用焙烧法.基本实验条 扩散阻力加大，脱浆率比80kg/m3有所下降. 件为：混合培养基200mL,T.f菌的初始浓度为 以上结果表明，矿浆浓度对生长在液相中 (1-12)×10/m,pH=1.5-2.5,温度30℃，摇床转 和吸附在固相上细菌氧化活性影响很大，同时 速160rmin. 吸附在固相上和游离在液相中的细菌浓度也将 2试验结果与讨论 对脱硫率产生影响. 22铁离子初始浓度的影响 2.1矿浆浓度的影响 细菌浸出过程中铁离于对固体一细胞表面 在不同烧渣的矿浆浓度下，浸出过程中铁 间相互作用的影响试验条件为H=2.0,矿浆浓 和细菌生长行为进行研究.pH=2.0,不加Fe”,矿 度为80kg/m:Fe初始浓度分别为0,2,4,6kg/m; 收稿日期2001-12-28冯雅丽女，34岁，副教授 同时进行了无菌的对照试验.向浸出体系添加 *国家自然科学基金资助课题(No.20176061) 铁离于，最初加快了脱硫速度（图3），可能是由

第 2 4 卷 第 2 期 2 00 2 年 4 月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u 扭 a l fO U n加 e r s iyt fo S c i e n e e a n d eT 比 n o l o yg B iej in g V b l 一 2 4 N O 一 2 A p r. 2 020 黄铁矿烧渣微生物脱硫 冯 雅丽 ” 李浩 然 2 , l) 北京科技大学士木与环境工程学院 , 北京 10 0 0 83 2) 中国科学院过程工程研究 所生化工程国家重点实验室 , 北京 摘 要 在烧 渣生物 脱硫的试验 . 论研究 了矿浆浓度 、 eF +3 浓 度及 p H 值对游 离 .T ￡菌浓度 和脱 硫 率的影响 . 证明烧渣 脱硫是 .T ￡菌 直接浸 出作用 和 由细菌而产生 的 eF +3 间接浸 出作用 的联合 ; 脱硫速 率和 菌种氧 化活 性受到吸 附在 固相上 和液相 中细 菌生 长情况 、 矿浆浓度 、 p H 值和 eF +3 的 影响 ; 三价铁离 子 的添加可影 响菌种活性 , 抑制浸 出 的进行 , 且 易在矿 物表 面产生沉淀 , 降低 氧 化率 . 烧渣生 物脱硫后 , 可达 到铁精矿标准 . 关健 词 黄铁矿烧渣 ; 生物脱硫 ; 氧化 亚铁硫杆 菌.(T ￡;) 脱硫率 ; 菌种 活性 分类 号 X 7 5 6 : X 7 0 3 氧化亚铁硫杆菌 ( .T .f) 是一种靠氧化硫化矿 物或二价铁 离子获得能量而生 长的化 能 自养微 生物l[] , 因此 , 对于一个生物浸 出过程来说 , 固相 上 的和 进人 液相 里 的细 菌 的活性 是 非常 重要 的 . 本 文对影 响黄铁 矿烧渣微生 物脱硫 的各种 因素进行 了试 验研究 . 1 试验材料与方法 L l 矿物和 微生 物 研究所用氧化亚铁硫杆菌是从 矿山 酸性废 水 中分 离出来 的 . .T .f 菌生长 于混合培养基 中 , 预处 理 达 到 国 家三 级排 放标 准 的生 活废 水 占 25 % , eL hat en 培养基为 75 % 〔2] , p H 由硫酸调 节 . 在整个研究 中使用驯化后 的.T .f 菌 . 黄铁矿烧 渣 硫质量 分数为 3 . 18 % , 铁 的品 位为 52 . 6% . L Z 仪器和 试验步骤 在锥形瓶 中加人混合培养基 , 再加人烧渣 , 接种并 调 p H 值 , 盖上纱布置 于摇床上培养 . 试 验过程 中 , 每天测 1 次 p H 、 细 菌浓度和烧渣 的 含硫量 , 用血球计 数器直接测定 液体样 品 中游 离细菌个数 . 硫的测定采用 焙烧法 . 基本实验条 件 为 : 混合培养 基 2 0 m L , .T f 菌的初始浓度 为 ( l 一 1 . 2 ) x l o , ’ m/ , , p H 二 1 . 5一5 , 温度 3 0 ℃ , 摇床转 速 16 0 r /in l n . 2 试验结果与讨论 .2 1 矿浆浓度的影响 在不 同烧 渣 的矿浆浓 度下 , 浸 出过程 中铁 和 细菌生长行为进行研究 . p H = .2 0 , 不加 eF +3 , 矿 收稿 日期 2 0 01 一 12一8 冯 雅丽 女 , 34 岁 , 副教授 * 国家自然 科学基金 资助课题( N .o 2 01 7 6 O6l l) 浆浓度分别 为 10 , 3 0 , 5 0 , 8 0 和 l o o kg/ m , . 游离在浸液中的细菌参与了 对烧渣 中黄铁 矿的间接氧化作用 . 在浸出开始阶段 , 游离细菌 的繁殖受 到抑 制 , 生 长很缓慢 . 在浸 出后期 , 由 于适应 了生长环境 , 抑制作 用逐渐减退 , 细菌繁 殖速度加快 . 矿浆浓度越 高 , 这种趋势越 明显 (见 图 l ) , 矿浆浓 度为 80 k g /m 3时游离 细菌浓度 最大 . 矿浆浓度 的增加需要 搅拌强度相应增加 , 但搅 拌的强度受细菌活 性 的限制而不可 能太强 烈 , 故在搅拌不变 的情况下 , 矿粒不能与细菌充 分接触 , 使 得各种反应 物和 产物之 间的扩散阻 力较大 . 与 80 k g /m 3相 比 , 矿浆浓度 1 0 k g/ m 3时 游离细菌浓度 有所降低 . 不 同矿浆 浓度 下脱硫 曲线 与游离 .T .f 菌浓 度 曲线相 似 (图 2) . 在最初阶段 , 由于硫 比二价 铁的能量 高 , .T .f 菌倾 向于利用矿 石 中硫 , 使大 量的细胞 附着 在矿物表面 , 以菌种对矿石 的直 接作用为主 , 随着游离细菌浓度的增 加 , 菌种对 矿石 的直接 和间接作用 同时发挥力量 , 使脱硫 速度 加快 . 但 当矿浆浓度增加到 10 k g/ m 3 , 由于 扩散 阻力 加大 , 脱浆率 比 80 叼耐有 所下降 . 以上结果 表明 , 矿浆浓度对生 长在液相 中 和吸 附在 固相 上细菌氧化 活性 影响很 大 , 同时 吸附在固 相上和游离在液相 中的细菌浓度也将 对脱硫率 产生影响 . .2 2 铁离子初始浓度的影响 细菌浸出过程 中铁离于对 固体一细胞表 面 间相互作用 的影响试验条件 为: p H = 2 . 0 , 矿浆浓 度为 8 0 k g/ m 3 : Fe , + 初始浓度分别 为 O , 2 , 4 , 6 k g m/ , : 同时进行 了无 菌的对照 试验 . 向浸 出体 系添加 铁离于 , 最初加快 了 脱硫速度 (图 3) , 可 能是 由 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2002. 02. 031

Vol.24 冯雅丽等：黄铁矿烧渣微生物脱硫 ·217· 6 ◆10kgm -30 kg/m 6 ◆6kg/m3 50 kg/m 4k /m 80k 2 kg/m 4 。-100kg/m 一无 2 装 解 0 0 0 3 4 0 3 t/d t/d 图1矿浆浓度对游离Tf.菌的影响 图3铁离子浓度对游离Tf菌的影响 Fig.1 Effect of pulp concentration on free T.f.bateria in sol Fig.3 Effect of Fe"concentration on free T.f.bateria in ution the solution ◆10kg/m 鲁-30kgm 50 kg/m' *80kg/m3 。-100kg/m 2 ◆6kg/ 4kg/m ★-2kg/m --0 一无 0 3 0 2 3 t/d t/d 图2矿浆浓度对脱硫的影响 图4铁离子浓度对脱硫的影响 Fig.2 Effect of pulp concentration on desulphurization Fig.4 Effect of Fe"concentration on desulphurization 于三价铁离子存在，游离细菌的生长在初始阶 中与ATP合成酶藕联，将能量存贮在ATP中， 段受到抑制，繁殖速度低，4d后，游离细胞表现 ATP是一切生命活动的直接能源.细菌氧化时， 出了较快的繁殖速度（图4）. 黄铁矿是电子传递链的最初电子供体，氧是最 图3反映了T.f菌及Fe不同初始浓度对脱 终电子受体.矿物中的能量最终转移到菌体内， 硫的影响.在无菌对照试验中，当浸出液Fe初 细菌利用其实现了自身的生长和复制内.因此细 始浓度为6kgm时，脱硫率很低.相反地，当T. 菌利用矿物中电子的多少决定了细菌的生长情 ￡.菌存在时，脱硫速度加快.不加Fe3仅用Tf菌 况，而生长繁殖的细菌进一步加强了黄铁矿的 浸出时，以微生物直接浸出为主.而分别加入 氧化分解.可见细菌对黄铁矿的氧化不是发生 2,4,6 kg/m'Fe'*时，除开始生物浸出1~2d外，脱硫 简单的催化作用，而是细菌的生命活动.这就是 率明显减少.初始Fe浓度从0增加到6kgm3 pH对生物代谢产生很大影响的原因.一些学者 时，浸出6d渣中硫的含量从0.42%降到1.52%. 认为，防止抑制作用和沉淀产生的最佳H值为 经检测，初始Fe·为4和6kg/m时，3d后液相中 1.7-2.0,pH低于1.5会降低细菌活性 总铁浓度降为初始浓度的45%，扫描电镜和X 进行了pH对游离菌浓度和脱硫率影响的 衍射分析形表明在烧渣表面成诸如黄钾铁矾类 试验.除固定的实验条件外，矿浆浓度为80 的沉淀物，阻碍了黄铁矿的氧化 kgm3,不加Fe,pH分别为1.5,2.0和2.5. 试验结果表明，Tf菌的生长速度决定于三 由图5和图6可知，当pH=H.5和2.5时，浸 价铁离子的浓度.这可能与微生物生理学特征 出过程中游离的T￡菌生长很慢，脱硫率较低. 有关)当介质中含有低浓度三价铁离子时，黄 在pH=2.0附近的细菌浓度为前2种情况时的2 铁矿的生物氧化速度较快 倍，且此时脱硫效果较好 3.3pH的影响 试验表明，Tf.在超出临界pH条件下生长 硫杆菌通常生长在pH=1.5~3.5范围内.较 很缓慢，生物代谢作用受到抑制.在外部pH变 低的pH将会与细菌保持其胞质体内的pH-7 化的时候，为保持胞质内的中性，引起细胞膜 产生pH梯度，造成细菌活性降低给浸出带来 pH梯度的变化，使菌种活性降低.当Tf菌在生 困难. 长过程中遭遇H变化时，其蛋白质合成方式会 T￡.菌通过进行电子传递利用黄铁矿中的 发生几种变化，一些蛋白质与细胞膜结合，在外 自由能.其膜上有电子传递链，电子在传递过程 细胞pH发生变化时，蛋白质的合成作用减弱

V b l . 2 4 冯雅丽 等 : 黄 铁矿烧 渣微生 物脱硫 . 2 1 7 . ,已 · 令 工N佃褪给工O,/J,1 ,日 · 令 口佃一、喊卜褪装O 图 1 矿 浆浓度 对游 离 .T L 菌的影 响 F咭 · I E fe c t o f p u l p c o “ c e n t r a it 0 n 0 n fer e .T .f b a t e r is i n s 0 -l F ig . 3 图 3 铁 离子 浓度对 游离 .T t 菌 的影 响 E f 七e t o f F e +3 e o o e e n t r a it o . o n fr e e .T .f b a et r i a i n iont oslu 择ZL上|werL %/ . 、 o0n 立肉,.、ù、 óR 10 0 k g/ m 3 ù 淤 。无 ù 0一 一` 一- 一 一司 一— 一 一 - 一 一 ` 一 一一一一 习 0 1 2 3 4 5 6 t / d 图 4 铁离子浓 度对脱 硫的 影响 F ig . 4 E fe e t o f F e +3 e o n c e n t r a it o o o n d e s u l p b u r 抚a t io n 中与 AT P 合成酶藕联 , 将能量存贮在 AT P 中 . AT P 是一切生命 活 动的直接能源 . 细菌氧化时 , 黄铁矿是 电子传递链 的最初 电子供体 , 氧是最 终 电子受体 . 矿物中的能量最终转移 到菌体 内 , 细菌利用其实现 了自身的生长和 复制 详] . 因此细 菌利用矿物中电子 的多少决定 了 细菌的生长情 况 , 而生长繁殖 的细菌进一步加强 了 黄铁矿的 氧 化分解 . 可见细菌对黄铁矿 的氧化不是发生 简单 的催化作用 , 而是细菌 的生命活动 . 这就是 p H 对生物代谢 产生很 大影 响的原 因一些学者 认 为 , 防止抑制作用 和 沉淀产生的最佳 p H 值为 1 . 7 一.2 0 , p H 低于 1 . 5 会降低细菌活性 ` .s] 进行了 p H 对游 离菌浓度和脱硫率影响 的 试验 . 除 固定 的实验 条件外 , 矿 浆浓度 为 80 吨m/ , , 不 加 F e , + , P H 分别 为 1 . 5 , 2 . 0 和 2 . 5 . 由图 5 和 图 6 可 知 , 当 p H=l . 5 和 .2 5 时 , 浸 出过程 中游离 的 .T f 菌生长很慢 , 脱硫 率较低 . 在 p H = 2 . 0 附近 的细菌浓度为前 2 种情况时的 2 倍 , 且此 时脱硫效果较好 . 试验表 明 , .T .f 在超 出临界 p H 条件 下生长 很 缓慢 , 生物代谢作用受到抑制 . 在外 部 p H 变 化的时候 , 为保持胞质 内的中性 , 引起细胞膜 p H 梯度的变化 , 使 菌种 活性 降低 . 当.T ￡菌在生 长过程 中遭 遇 p H 变化时 , 其蛋 白质合成方式会 发生几种变化 , 一些蛋 白质与细胞膜结合 , 在外 细胞 p H 发生 变化时 , 蛋 白质 的合成 作用减弱 . 气ù、`, 01 U On%、留, 图 2 Fi g . 2 E fe e t o f P u l P 2 3 4 5 6 t /d 矿 浆浓度 对脱硫 的影响 c o n e e n t r a iot n o n d e s u lP h u r忱 a iot n 于 三 价铁 离子存在 , 游离细菌的生长在初始 阶 段受到抑制 , 繁殖速 度低 , 4 d 后 , 游离细胞表现 出 了较快的繁殖 速度 (图 4) . 图 3 反 映 了 .T .f 菌及 eF +3 不 同初始浓度对脱 硫 的影响 . 在无 菌对 照试 验 中 , 当浸出液 eF +3 初 始浓度为 6 k gm/ , 时 , 脱硫率很低 . 相反地 , 当.T f 菌存在时 , 脱硫速度加快 . 不 加 eF +3, 仅用 T . f 菌 浸 出时 , 以微生物直接浸 出为 主 . 而分别 加人 2 ,4 6 k g /m 3 eF +3时 , 除开始生物浸 出 1一 Zd外 , 脱硫 率 明显减少 . 初始 eF +3 浓度从 0 增加到 6 吨m/ , 时 , 浸出 6 d 渣 中硫的含量从 .0 42 % 降到 1 . 52 % . 经检测 , 初始 eF +3 为 4 和 6 kg m/ , 时 , 3 d 后液相 中 总铁浓度 降为初始浓度 的 45 % , 扫描 电镜和 X 衍射分析形表 明在烧渣表面成诸如黄钾铁矾类 的沉淀物 , 阻碍 了黄铁矿 的氧化 . 试验结果表 明 , 工 .f 菌 的生长速度决定于三 价铁离子的浓度 . 这可 能与微生 物生理学特征 有关 『3] . 当介质 中含有低浓度三 价铁离子 时 , 黄 铁矿 的生物氧化速度较快 . 3 . 3 P H 的影响 硫杆菌通常生长在 p H =l . 5一 3 . 5 范围内 . 较 低 的 p H 将会与细菌保 持其胞 质体 内的 p H = 7 产生 p H 梯度 , 造成细菌活性降低给浸出带来 困难 . .T ￡ 菌通过进行 电子传递利用黄铁矿 中的 自由能 . 其膜上 有 电子传递链 , 电子在传递过程

·218· 北京科技大学学报 2002年第2期 拌槽浸法是一种连续脱硫的工艺过程，脱硫速 6 pH -◆-15 2.0 率快，但整个系统的反应条件难以控制，设备防 25 腐要求高. 4结论 (1)烧渣的生物脱硫是T￡.菌直接浸出作用 0 和由细菌而产生的Fe间接浸出作用的联合； 2 3 4 6 t/d 黄铁矿的氧化速率和T.菌氧化活性受到吸附 图5pH值对游离Tf菌的影响 在固相上和液相中细菌生长繁殖、矿浆浓度、 Fig.5 Effect of on pH on free T.f.bateria in the solution Fe*和pH值的影响. (2)三价铁离子的添加可影响菌种活性，抑 ◆1.5 -2.0 制浸出的进行，且易在矿物表面产生沉淀，降低 2.5 Tf菌氧化速率 (3)pH影响细菌生长可能与Tf菌细胞膜表 面变化有关，因而影响菌种活性. (4)、烧渣经T￡菌氧化脱硫后，可达到铁精 矿标准，提高了社会和经济效益 0 0 1 2 3 4 5 6 参考文献 t/d 图6铁离子浓度对脱硫的影响 1 Boon M,Heijnen J J.Chemical Oxidation Kinetics of Py- Fig.6 Effect of pH on desuphurization rite in Bioleaching Processes[J].Hydrometallurgy,1998 (1):271 3.4工业生产的工艺要求及设备 2李浩然，冯雅丽.微生物浸出深海多金属结核中有价 烧渣生物氧化脱硫对工艺和设备有以下要 金属)北京科技大学学报，2000,21(6：678 求：①设备有足够的驻留时间，以满足细菌彻底 3 Satoru Asai.Kinetixs Model for Batch Bacterial Dissol- 氧化黄铁矿的需要：②能向细菌提供营养和氧 ution of Pyrite Particles by Thiobacillus Ferrooxidans[J]. 气；③便于控制温度和pH值；④使黄铁矿充分 Chemical Engineering Science,1992(1):133 解离，并有足够大的表面积：⑤易于氧化产物排 4李浩然，冯雅丽.微生物催化还原浸出氧化锰矿中锰 除和中性化. 的研究[).有色金属，2001(3)：5 5 David Nestor,Urquizo Valdivia.Arthur Pinto Chaves. 工业生产中可采用堆浸法和搅拌槽浸法. Mechanisms of Bioleaching of a Refractory Mineral of 堆浸法是将含菌的浸液（可循环使用）喷淋到烧 Gold with Thiobacillus Ferrooxidans [J].International 渣堆中，浸透烧渣的间隙，慢慢流出，同时脱除 Journal of Mineral Processing.2001(62): 硫.此法简单易行中，经济效益好，但周期长.搅 Bio-desulphurization from Pyrite Slag with Thiobacillus Ferrooxidans FENG Yali",LI Haoran 1)Civil and Environment Engineering School,UST Beijing,Beijing 100083,China 2)Institute of Processing Engineering,Academia Sinica National Laboratory of Bio-chemical Engineering,Beijing 100080,China ABSTRACT The bio-desulphurization experiments on slag were carried out.The results show that pulp density,Fe"concentration and pH are effect on Thiobacillus ferrooxidans(T.f.)consistency free in the solution and desulphurization rate.The bio-desulphurization from slag is due to the combination of the direct bacterial action on the mineral surface with the indirect leaching by the ferric ion produced by the bacteria into the sol- ution.Desulphurization rate and oxidative activity of the T.f.are influenced by the growth of T.f.adhered to the mineral,mineral density,Fe"concentration and pH consistency.The addition of ferric ion can interfere in the bacteria oxidative activity and result in inhibiting effect on the desulphurization,some sediment on the sur- face of the mineral are formed to reduce desulphurization rate. KEY WORDS pyrite slag;bio-desulphurization;thiobacillus ferrooxidans(T.f.);bacteria activity

. 1 2 8 . 北 京 科 技 大 学 学 报 年2 0第02 期 2 PH ~ 1 . 5 曰 一 乃 . 2 ~ 月 曰卜 - , 心 拌槽浸 法是一种连续脱硫 的工艺过程 , 脱硫 速 率快 , 但整个 系统 的反应条件难 以控制 , 设备防 腐要求 高 . 岁、 4 奔粗 O ` 己些竺二巴 一 一一 习 0 1 2 3 4 5 6 t / d 图 5 p H 值对 游 离 .T L 菌 的影响 F i g . S E 们er c t o f o n P H o n 触 e .T .f b a t e r is i n t h e so lu t i o 。 - 今- 1 . 5 一. 一 .2 0 一 , 卜~ 2 . 5 ,舀 · 令愁之扭é被装ù 0 1 2 3 4 5 6 t / d 图 6 铁 离子浓 度对 脱硫 的影 响 Fig · 6 E fe e t o f P H o n d e s u ph u r议 a t i o n .3 4 工 业 生产的工 艺要求及设备 烧渣生 物氧化脱硫对 工艺和设 备有 以下要 求 : ①设备有 足够 的驻 留时间 , 以满足细菌彻底 氧化黄铁矿 的需要 ;② 能向细菌提 供营养 和氧 气 ;③便 于控 制温度和 p H 值 ;④使黄铁 矿充分 解离 , 并有足够大 的表面积 ;⑤易于 氧化产物排 除和 中性化 . 工业生 产 中可 采用堆 浸法 和 搅拌槽 浸法 . 堆浸法是将含 菌的浸液 (可循环使用 )喷淋到烧 渣堆 中 , 浸 透烧渣 的间隙 , 慢慢流 出 , 同时脱 除 硫 . 此法简单 易行 中 , 经济效益好 , 但周期长 . 搅 4 结论 ( 1) 烧渣 的生 物脱 硫是 T . .f 菌直接浸 出作 用 和 由细 菌而产生 的 eF 3 ` 间接 浸 出作 用 的联合 ; 黄铁矿 的氧 化速率和 .T .f 菌氧化活 性受 到吸附 在 固相 上和 液相 中细菌生长 繁殖 、 矿浆 浓度 、 Fe , + 和 PH 值 的影 响 . (2 )三价 铁离子 的添加 可影响菌种活性 , 抑 制浸 出的进行 , 且易在矿物表面产生沉淀 , 降低 T .f 菌氧化 速率 . (3 ) p H 影 响细菌生长可能 与 .T f 菌细胞膜 表 面变化有关 , 因而影 响菌种活性 . (4 ) 、 烧渣经 T , .f 菌氧化脱硫 后 , 可达 到铁 精 矿标准 , 提高 了社会 和 经济效益 . 参 考 文 献 1 B o o n M , H e ij n e n J J . C h e m i e a l Ox i dat i o n K i n e t i e s o f yP - r it e i n B i o l e ac h ing P r o e e s s e s [ J ] . H y d r o m e alt l u gr y , 1 9 9 8 ( l ) : 2 7 1 2 李浩然 , 冯 雅丽 . 微生物 浸 出深海 多金属 结 核 中有 价 金 属 [J ] · 北 京科技大 学学 报 , 2 0 0 0 , 2 1( 6 ) : 6 7 5 3 S at o r u A s a i . K i n 改i x s M o d e l fo r B a l c h B a Ct e r ial D i s s o l - ut i o n o f yP ir t e P art i c l e s by T hi o b a c il l u s F e mr o x id an s l J ] · C h em i e al nE g in e ier gn S e i en e e , 19 9 2 ( l ) : 1 3 3 4 李 浩然 , 冯 雅 丽 . 微生 物催化还原 浸 出氧化 锰矿 中锰 的研 究 [J ] . 有 色金 属 , 2 0 0 1 ( 3 ) : 5 5 D va i d N e s t o r, U qr u i z o 物 ldi v i a . A hrt ur Pi n t o C hva e s . M e c han i sm s o f B i o l e ac h in g o f a eR fr a c t o yr M i n e r a l o f G o ld w iht hT i o bac i ll u s F e mr o x id an s [JI . Iin e nr at i o n a l J o unt ia o f M ine alr P or e e s s i n g 2 0 0 1(6 2 ) : B i o 一 d e s u lP h ur i z at i o n fr o m P yr it e S l a g w iht hT i o b a e ill u s F e r o o x id an s 万五N G aY li , ) 五了刀d o ar n Z) l ) C i v i l an d E n v ior n m e n t E n g i n e er i n g S e h o o l , U S T B e ij i n g , B e ij i n g 10 0 0 83 , C h i n a 2 ) I n s t i t u t e o f P or e e s s i n g Egn in e e r in g , A c a d e 川 i a s i n i e a N at i o n al L ab o art o ry o f B i o 一 e h e m i e a l Egn in e e irn g , B e ij i n g l 0 0 0 80 , C h in a A B S T R A C T hT e b i o 一 de s ul 户ur i z at i o n e xP e ir m e nt s o n s l a g w e r e e ar i e d o u t . hT e r e s ul t s hs o w ht at uP lP d e n s i ty, Fe , + e o n e e ntr at i o n a n d PH aer e fe c t o n hT i o b a e ill u s fe r o o x id an s ( .T .f ) e on s i s t e n e y fr e e i n ht e s o lut i o n an d d e s u lPh硕 z at i o n r at e . hT e b i o 一 d e s u lPh u r i z at i o n fr o m s lag 1 5 du e t o ht e e o m b i n at i o n o f ht e d i r e c t b a e et r i a l a e t ion o n ht e m i n e r a l s ur af e e w iht ht e in id er e t l e a c h i n g b y ht e fe r i c i o n Por d u c e d b y ht e b a e t e r i a int o ht e 5 0 1 - ut i o n . D e s u lPh ur i atZ i o n r aet an d o x id at i v e a e t i v iyt o f the .T .f ar e in fl ue n e e d 妙 ht e gr o w t h o f .T .f a dh e er d t o het m ien r a l , m ien alr de sn iyt , F e , + e o cn e n tr a t i o n a n d P H e o n s i st e n c y . Th e a d d iti o n o f fe r i e ion e an i n t e r fer e i n ht e b ac t e r i a o x i dst i v e a c t i v iyt an d r e s u lt i n ihn ib iti n g e fe e t o n t h e d e s u lPh u r i z at i o n , s o m e s e d im e nt o n ht e s ur - fa e e o f ht e m i n e alr aer fo mr e d t o r e d u c e de s ul Ph u r l z at i o n art e . K E Y WO R D S Pyr it e 5 1昭: b i o 一 d e s u lP h u ir z at i o n : ht i o b a e ilut s fe r o o x id an s ( .T .f ) : b a e t ier a ac t i v iyt