专利名称：一种适用于低品位铜尾矿浸出的浸矿细菌诱变选育方法
技术领域：
本发明属于矿物加工和生物冶金领域，具体涉及一种适用于低品位铜尾矿微生物浸出的浸矿细菌诱变选育的新方法。
背景技术：
由于矿产资源日益贫乏，现在许多开采中的原矿品位比老尾矿品位低，且尾矿已经磨细，可节省开采、破碎和磨矿成本，故回收大量尾矿资源中有价金属具有非常重要的意义。目前，尾矿再选研究较多的是采用传统的生产工艺及设备和化学浸出的方法。近几十年来，微生物浸矿技术越来越受国内外矿物加工界的普遍关注，它具有成本低、投资少、工艺流程短、设备简单、应用范围宽、易于管理、环境友好等特点。然而目前国内外关于微生物技术处理低品位原生矿和精矿的研究较多，但对于微生物技术处理尾矿的研究很少。而尾矿与低品位原生矿相比，粒度较细，一般呈细粉状，且其表面性质、矿物组成成分比例等发 生了变化，同时含有残余浮选药剂。因此，研究微生物技术回收尾矿中的有价金属具有一定的学术价值和现实意义。优良菌种是微生物技术高效回收尾矿中有价成分的关键因素，浸矿菌种活性的高低直接影响到尾矿中有用金属的浸出效率，鉴于菌种在浸矿中的重要地位，进行浸矿菌株的育种工作就显得尤为重要。采用驯化、诱变的选育方法培育出高效浸出尾矿中有价成分的细菌，一是符合循环经济理念，使固体废弃物尾矿资源化、减量化、节约土地、降低尾矿库基建管理费用等；二是解决环境污染和安全问题，既解决由于尾矿堆存导致的生态环境破坏等环境问题，又消除尾矿坝溃坝事故、尾矿中残留选矿药剂和重金属等对人类造成的安全隐患。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种适用于低品位铜尾矿微生物浸出的浸矿细菌诱变选育的新方法，采用该方法获得的诱变浸矿菌种能使浸出尾矿的速度加快，浸出率提高，浸出尾矿周期可缩短1/4-1/3，尾矿中铜浸出率可提高35-50%。本发明的技术方案是一种适用于低品位铜尾矿浸出的浸矿细菌诱变选育方法，具体包括以下步骤
(I)原始菌种的筛选从铜矿山尾矿库附近的土壤中取回含有浸矿细菌的样品，进行预处理后取上清液作为精制样品，然后采用改进型4. 5K培养基进行富集培养和分离纯化，经筛选、纯化分离后获得嗜酸浸矿菌种；
(2 )浸矿菌种的驯化将上述步骤获得的嗜酸浸矿菌种在改进型4. 5 K培养基中，加入粒度小于O. 075mm的低品位含铜尾矿，使矿浆浓度为5%，细菌接种浓度为
I.OX IO8Cell · mL—1，放入控温振荡箱中以140_160rpm的转速在30°C条件下振荡驯化培养20-28d后，取含菌上清液进行下一步驯化，采用4. 5K无铁培养基，并逐步递增矿浆浓度至30%，阶段驯化后获得具有较好氧化活性的浸矿菌种。
(3)驯化后菌种的诱变将上述步骤获得的浸矿菌种在5000-8000r/min下离心20-30min，去上清液得到沉淀，用pH值为2. O预先灭过菌的硫酸溶液对沉淀进行洗涤，然后再离心去上清液，如此反复操作三次，以达到去除菌液中Fe3+的目的，得到无铁细胞悬浊液，在盐酸羟胺质量浓度为O. 5%-2. 5%的改进型4. 5K培养基中，接种10%无铁细胞悬浊液进行化学诱变培养，培养6-8天后，接种菌液进行重复诱变，反复重新接种培养3次，将经盐酸轻胺处理后的菌液放在微波炉中进行微波诱变培养，取菌液样IOmL于直径90mm培养皿中，采用功率500-700W、脉冲频率为2450MHz，微波辐射时间30s-120s，诱变后将培养皿在黑暗环境中放置4-7h后接入到改进型4. 5K培养基中进行连续活化培养4-6次，获得最终诱变菌。
将上述诱变所得浸矿菌种用于含铜尾矿的浸出。在250mL锥形瓶内装入90mL已灭菌PH值为2的稀硫酸溶液，接入IOmL对数生长期原始菌或(3)的诱变菌液(细菌浓度均为I. OXlO8 cell .mL-1),矿浆浓度为10%，置于25_30°C、120_160r/min的空气浴恒温摇床内振荡，定期测定浸出液中Cu2+浓度。采用原子吸收光谱法测定Cu离子的浓度，以铜浸出率作为评价指标。采用本发明方法诱变培育出的浸矿菌种，浸出40d时，其对低品位含铜尾矿的铜浸出率由原始菌的20-25%提高到35-40%，浸矿效率明显提高，由此说明本发明的方法所得诱变菌浸出含铜尾矿的性能得到了很大提高。
图I为本发明实施例I诱变后菌种与原始菌氧化性能对比曲线示意图。图2为本发明实施例2诱变后菌种与原始菌浸出低品位含铜尾矿浸出效果对比曲线示意图。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
对本发明的技术方案作进一步的说明。实施例I
Cl)配制改进型4. 5K培养基90mL ;加入粒度小于O. 075mm的低品位含铜尾矿样品，矿浆浓度为5%，细菌接种浓度为I. OXlO8ceIl · mL—1，放入控温振荡箱中以120rpm的转速在30°C条件下振荡驯化20-28d后，进行连续3次转代活化驯化，采用4. 5K无铁培养基，并逐步递增矿浆浓度至30%左右，阶段驯化后获得具有较好氧化活性的浸矿菌种。(2)将(I)中驯化后的菌种恒温培养至对数生长期，将菌液在5000r/min下离心30min，去上清液得到沉淀，用pH值为2. O预先灭过菌的硫酸溶液对沉淀进行洗涤，然后再离心去上清液，如此反复操作三次，以达到去除菌液中Fe3+的目的，得到无铁细胞悬浊液，在生物显微镜下进行计数，调整细菌浓度为LOXlO9ceIl ，接种10%于盐酸羟胺质量浓度为I. 0%的改进型4. 5K培养基中，培养7天后，接种菌液进行重复诱变培育，反复重新接种培养3次。将经盐酸羟胺处理后的菌液放在微波炉中进行微波诱变培养，取菌液样IOmL于直径90mm培养皿中，采用最大功率700W、脉冲频率为2450MHz，微波辐射时间60s，诱变后将培养皿在黑暗环境中放置6h后接入到改进型4. 5K培养基中进行连续活化培养4次，获得复合诱变菌。
实施例2
Cl)配制改进型4. 5K培养基90mL ;加入粒度小于O. 075mm的低品位含铜尾矿样品，矿浆浓度为5%，细菌接种浓度为I. OXlO8ceIl · mL—1，放入控温振荡箱中以140rpm的转速在30°C条件下振荡驯化20-28d后，进行连续3次转代活化驯化，采用4. 5K无铁培养基，并逐步递增矿浆浓度至30%左右，阶段驯化后获得具有较好氧化活性的浸矿菌种。(2)将(I)中驯化后的菌种恒温培养至对数生长期，将菌液在6500r/min下离心25min，去上清液得到沉淀，用pH值为2. O预先灭过菌的硫酸溶液对沉淀进行洗涤，然后再离心去上清液，如此反复操作三次，以达到去除菌液中Fe3+的目的，得到无铁细胞悬浊液，在生物显微镜下进行计数，调整细菌浓度为LOXlO9ceIl ，接种10%于盐酸羟胺质量浓度为I. 0%的改进型4. 5K培养基中，培养7天后，接种菌液进行重复诱变培育，反复重新接种培养3次。将经盐酸羟胺处理后的菌液放在微波炉中进行微波诱变培养，取菌液样IOmL于直径90mm培养皿中，采用最大功率600W、脉冲频率为2450MHz，微波辐射时间120s，诱变后将培养皿在黑暗环境中放置7h后接入到改进型4. 5K培养基中进行连续活化培养5次，获得复合诱变菌。·实施例3
Cl)配制改进型4. 5K培养基90mL ;加入粒度小于O. 075mm的低品位含铜尾矿样品，矿浆浓度为5%，细菌接种浓度为I. OXlO8ceIl · mL—1，放入控温振荡箱中以160rpm的转速在30°C条件下振荡驯化20-28d后，进行连续3次转代活化驯化，采用4. 5K无铁培养基，并逐步递增矿浆浓度至30%左右，阶段驯化后获得具有较好氧化活性的浸矿菌种。(2)将(I)中驯化后的菌种恒温培养至对数生长期，将菌液在8000r/min下离心30min，去上清液得到沉淀，用pH值为2. O预先灭过菌的硫酸溶液对沉淀进行洗涤，然后再离心去上清液，如此反复操作三次，以达到去除菌液中Fe3+的目的，得到无铁细胞悬浊液，在生物显微镜下进行计数，调整细菌浓度为LOXlO9ceIl ，接种10%于盐酸羟胺质量浓度为I. 0%的改进型4. 5K培养基中，培养7天后，接种菌液进行重复诱变培育，反复重新接种培养3次。将经盐酸羟胺处理后的菌液放在微波炉中进行微波诱变培养，取菌液样IOmL于直径90mm培养皿中，采用最大功率500W、脉冲频率为2450MHz，微波辐射时间30s，诱变后将培养皿在黑暗环境中放置4h后接入到改进型4. 5K培养基中进行连续活化培养6次，获得复合诱变菌。复合诱变菌对亚铁离子的氧化效果
取实施例I中所述的诱变菌于对数生长期接入IOmL到250mL锥形瓶，装入90mL已灭菌pH值为2的改进型4. 5K培养基，置于30°C、140r/min的空气浴恒温摇床内振荡培养，定期测定浸出液中Fe2+浓度。作为对照，取对数生长期的原始菌IOmL接入到250mL锥形瓶，装入90mL已灭菌pH值为2的改进型4. 5K培养基，置于30°C、140r/min的空气浴恒温摇床内振荡培养，定期测定浸出液中Fe2+浓度。结果如图I所示，在培养24h时，诱变菌的亚铁氧化率已接近100%，而原始菌的亚铁氧化率仅为60% ;且亚铁氧化率达到100%的时间比诱变菌滞后至少24h。复合诱变菌浸出低品位含铜尾矿的铜浸出效果
称取实施例I中所述的诱变菌于对数生长期接入IOmL到250mL锥形瓶，装入90mL已灭菌PH值为2的稀硫酸溶液，加入铜品位为O. 19%的尾矿样品10g，矿浆浓度为10%，置于30°C、140r/min的空气浴恒温摇床内振荡,定期测定浸出液中Cu2+浓度。作为对照,取对数生长期的原始菌IOmL接入到250mL锥形瓶，装入90mL已灭菌pH值为2的稀硫酸溶液，力口入铜品位为O. 19%的尾矿样品10g，矿浆浓度为10%，置于30°C、140r/min的空气浴恒温摇床内振荡，定期测定浸出液中Cu2+浓度。结果如图2所示，在相同浸出时间(30d)下，诱变菌的铜浸出率达到35%，而原始菌的铜浸出率仅为25%。·
权利要求
1. 一种适用于尾矿浸出的浸矿细菌诱变选育方法，其特征在于该方法的具体步骤是 (I)原始菌种的筛选从铜矿山尾矿库附近的土壤中取回含有浸矿细菌的样品，进行预处理后取上清液作为精制样品，然后采用改进型4. 5K培养基进行富集培养和分离纯化，经筛选、纯化分离后获得嗜酸浸矿菌种； (2 )浸矿菌种的驯化将上述步骤获得的嗜酸浸矿菌种在改进型4. 5 K培养基中，加入粒度小于O. 075mm的低品位含铜尾矿，使矿浆浓度为5%，细菌接种浓度为I.OX IO8Cell · mL—1，放入控温振荡箱中以140_160rpm的转速在30°C条件下振荡驯化培养20-28d后，取含菌上清液进行下一步驯化，采用4. 5K无铁培养基，并逐步递增矿浆浓度至30%,阶段驯化后获得具有较好氧化活性的浸矿菌种； (3 )驯化后菌种的诱变将上述步骤获得的浸矿菌种在5000-8000r/min下离心20-30min,去上清液得到沉淀，用pH值为2. O预先灭过菌的硫酸溶液对沉淀进行洗涤，然后再离心去上清液，如此反复操作三次，以达到去除菌液中Fe3+的目的，得到无铁细胞悬浊液，在盐酸羟胺质量浓度为O. 5%-2. 5%的改进型4. 5K培养基中，接种10%无铁细胞悬浊液进行化学诱变培养，培养6-8天后，接种菌液进行重复诱变，反复重新接种培养3次，将经盐酸轻胺处理后的菌液放在微波炉中进行微波诱变培养，取菌液样IOmL于直径90mm培养皿中，采用功率500-700W、脉冲频率为2450MHz，微波辐射时间30s-120s，诱变后将培养皿在黑暗环境中放置4-7h后接入到改进型4. 5K培养基中进行连续活化培养4-6次，获得最终诱变菌。
全文摘要
一种适用于低品位铜尾矿浸出的浸矿细菌诱变选育方法，具体步骤如下从铜矿山尾矿库附近的土壤中取回含有浸矿细菌，预处理后取上清液为精制样品，采用改进型4.5-9K培养基进行分离纯化后，加入含铜尾矿，进行驯化培养后，在盐酸羟胺质量浓度为0.5-3.0%的改进型4.5K培养基中进行化学诱变培养；将菌液放在微波炉中于功率500-700W、脉冲频率2450MHz诱变培养，微波辐射30s-120s；在黑暗环境中放置4-7h后接入到改进型4.5K培养基中进行连续活化培养4-6次，获得复合诱变菌。用于低品位含铜尾矿的浸出处理，浸出40d时，浸出率为35-40%，周期可缩短1/4-1/3，浸矿效果明显提高。
文档编号C12N13/00GK102876657SQ20121040448
公开日2013年1月16日 申请日期2012年10月22日 优先权日2012年10月22日
发明者董颖博, 林海, 许晓芳, 周闪闪 申请人:北京科技大学