专利名称：一种利用嗜热嗜酸菌溶解中低品位磷矿粉的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用嗜热嗜酸菌溶解中低品位磷矿粉的方法。
背景技术：
近年来，利用微生物技术处理矿产资源的研究非常活跃，其中铜、铀、金的微生物浸出已实现工业应用。微生物浸出作为一种环保，高效的冶金方法，已经逐渐成为现代冶金技术研究的主流，具有低成本、操作简单、环保等优势。磷是植物生长和发育中非常重要的营养元素，大量存在于磷酸盐岩石中，其主要的矿物形式为羟磷灰石、氟磷灰石和碳酸磷灰石等，它们构成了磷矿石的主要成分。这些矿石为磷肥的生产提供了廉价的原料，是化学磷肥非常好的代替品。据统计，世界上约90% 左右的磷矿石用于生产各种磷肥，生产方法主要有湿法和热法两种。然而，不管采用哪种方法，其原料通常都需要较高品位的磷精矿，并且在选矿和加工过程中需要巨额的设备投资和生产费用，这种巨大的消耗以及由此带来的环境污染对于全世界尤其是发展中国家的磷肥工业造成了极大的阻碍。我国是一个磷矿资源丰富的国家，但大部分都是中低品位磷矿。这些中低品位磷矿在我国目前 对磷矿资源的开发利用方面基本上是处于被废弃的地位，其原因就在于这些中低品位磷矿难采、难选，并且杂质含量高。这些因素决定了在采用传统湿法或热法磷肥生产工艺处理这些中低品位磷矿资源时，生产流程长，生产成本高，经济效益低下。有鉴于此， 微生物浸出技术在磷矿溶解方面的应用逐渐受到了人们越来越多的重视，了解溶磷微生物及其在磷矿溶解方面的作用对开发和利用中低品位磷矿资源具有十分重要的意义。目前的研究报道已经发现多种微生物如细菌、真菌和放线菌等都具有溶解难溶性无机磷酸盐化合物如磷酸三钙、磷酸二钙、羟磷灰石和磷矿粉的能力。但上述微生物都属于有机化能异养型微生物(异养菌)，这类微生物分解磷矿的机理是微生物降解有机碳源产生某些有机酸与磷矿发生的溶解反应。在这个过程中，磷矿分解非常缓慢，溶液PH仅达 4. 0 5. 0，溶磷率较低。另外，微生物的培养条件苛刻，培养基价格昂贵也限制了异养菌在磷矿溶解方面的普遍应用。借鉴微生物浸出技术，利用无机化能自养型微生物(自养菌)溶解磷矿的研究越来越受到人们的关注，如硫杆菌属微生物等。然而，目前利用自养菌溶解中低品位磷矿的研究还处于起步阶段，使用的菌种也仅限于嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)、嗜酸氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans)等嗜中温嗜酸菌， 溶磷率偏低，溶磷周期较长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用嗜热嗜酸菌溶解中低品位磷矿粉的方法，该方法具有溶磷率高、工艺简单、生产成本低的特点。为了实现上述目的，本发明的技术方案是一种利用嗜热嗜酸菌溶解中低品位磷矿粉的方法，其特征在于它包括如下步骤1)嗜热嗜酸菌原始菌液的活化将嗜热嗜酸菌原始菌液活化，得到嗜热嗜酸菌活化菌液；所述的嗜热嗜酸菌原始菌液为下述2种之一①嗜热硫氧化硫化杆菌 (Sulfoba cillus thermosulfidooxidans)原始菌液，②嗜热硫氧化硫化杆菌原始菌液和嗜酸喜温硫杆菌(Acidithiobacillus caldus)原始菌液的混合菌液，混合菌液中嗜热硫氧化硫化杆菌原始菌液与嗜酸喜温硫杆菌原始菌液的体积配比为1 (0.5 1.5);2)嗜热嗜酸菌活化菌液的驯化将嗜热嗜酸菌活化菌液驯化，得到嗜热嗜酸菌驯化菌液；3)嗜热嗜酸菌驯化菌液溶解中低品位磷矿粉按嗜热嗜酸菌驯化菌液的加入量为培养基体积的10 20%，选取嗜热嗜酸菌驯化菌液和培养基；按黄铁矿粉与培养基的配比为(20 30)g IOOOmL,选取黄铁矿粉；按中低品位磷矿粉与培养基的配比为(10 20) g lOOOmL，选取中低品位磷矿粉；将培养基装入容器中，加入黄铁矿粉和中低品位磷矿粉，得到培养液C，用浓度为10 20wt%的硫酸调节培养液C的pH为2. 0 3. 0，再加入嗜热嗜酸菌驯化菌液；然后将容器置于40 55°C恒温摇床中，在120 180转/分钟条件下振荡培养15 20天，得到可溶性磷。按照上述技术方案，所述的嗜热嗜酸菌原始菌液的活化为按嗜热嗜酸菌原始菌液的加入量为培养基体积的10 20%，选取嗜热嗜酸菌原始菌液和培养基；将培养基装入容器中，用浓度为10 20wt%的硫酸调节培养基的pH为2. 0 3. 0，再加入嗜热嗜酸菌原始菌液；然后将容器置于40 55°C恒温摇床中，在100 180转/分钟条件下振荡培养 3 5天，得到活化菌液A ；再按活化菌液A的加入量为培养基体积的10 20%，选取活化菌液A和培养基； 将培养基装入容器中，用浓度为10 20wt%的硫酸调节培养基的PH为2. 0 3. 0，再加入活化菌液A ；然后将容器置于40 55°C恒温摇床中，在100 180转/分钟条件下振荡培养3 5天，得到再次活化的活化菌液A ；如此反复接种活化3 5次，得到嗜热嗜酸菌活化菌液。按照上述技术方案，所述的嗜热嗜酸菌活化菌液的驯化为按嗜热嗜酸菌活化菌液的加入量为培养基体积的20 30%，选取嗜热嗜酸菌活化菌液和培养基；按黄铁矿粉与培养基的配比为(10 15)g IOOOmL,选取黄铁矿粉；按中低品位磷矿粉与培养基的配比为(5 10)g lOOOmL，选取中低品位磷矿粉；将培养基装入容器中，加入黄铁矿粉和中低品位磷矿粉，得到培养液B，用浓度为10 20wt %的硫酸调节培养液B的pH为2. 0 3. 0， 再加入嗜热嗜酸菌活化菌液；然后将容器置于40 55°C恒温摇床中，在100 140转/分钟条件下振荡培养3 5天，得到驯化菌液B ；再按驯化菌液B的加入量为培养基体积的20 30%，选取驯化菌液B和培养基； 按黄铁矿粉与培养基的配比为(10 15)g lOOOmL，选取黄铁矿粉；按中低品位磷矿粉与培养基的配比为(5 10)g lOOOmL，选取中低品位磷矿粉；将培养基装入容器中，加入黄铁矿粉和中低品位磷矿粉，得到培养液B，用浓度为10 20wt%的硫酸调节培养液B的pH 为2. 0 3. 0，再加入驯化菌液B ；然后将容器置于40 55°C恒温摇床中，在100 140转 /分钟条件下振荡培养3 5天，得到再次驯化的驯化菌液B ；如此反复接种驯化3 5次，每次逐渐提培养液B中黄铁矿粉和中低品位磷矿粉的含量，直至最后配制的培养液B中黄铁矿粉与培养基的配比=(20 30)g IOOOmL, 中低品位磷矿粉与培养基的配比=(10 20) g IOOOmL ；得到嗜热嗜酸菌驯化菌液。所述的嗜热硫氧化硫化杆菌(Sulfobacillus thermosulfidooxidans)、嗜酸喜温硫杆菌(Acidithiobacillus caldus)广泛存在于高温酸性环境如酸性热泉、酸性矿坑水、 自燃煤堆、硫化矿堆或高温生物浸矿反应器中，可以通过从自然界分离筛选或从菌种保藏中心购买获得。所述的培养基组分为3·Og (NH4)2SO4, l.Og MgSO4. 7H20,0. 2g K2HPO4,0. 2g KCl, 0. 02gCa (NO3)2，0. 2g 酵母提取物，30g FeSO4. 7H20 禾口 IOOOmL 无菌水。所述的中低品位磷矿粉中的P2O5的质量含量低于30%。所述的黄铁矿粉和中低品位磷矿粉为通过市场购买或矿山采集的矿石，通过研磨过筛使其粒度达到50 200目。本发明的有益效果是1、本发明中以价格相对低廉且容易获得的黄铁矿作为嗜热嗜酸菌在生长过程中的能量来源，节约了生产成本，且对黄铁矿的科学有效利用也起到了积极的作用。2、本发明中嗜热嗜酸菌生长的合适温度为40 55°C，具有比嗜中温嗜酸菌如嗜酸氧化亚铁硫杆菌、嗜酸氧化硫硫杆菌等更强的亚铁或硫氧化能力，不仅可以提高中低品位磷矿粉的溶解效率，同时还可以节省体系的冷却费用，提高经济效益。3、该方法对中低品位磷矿的溶磷率可以达到60 80%，能较为充分的利用我国丰富的中低品位磷矿资源，对于科学利用资源、提高资源利用效率、维持我国农业可持续发展以及磷肥工业环境治理具有重要的现实意义。4、本发明工艺简单，环境友好。
具体实施例方式为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。以下实施例中所述培养基组分为3.Og (NH4)2SO4,1. Og MgSO4. 7H20，0. 2g K2HPO4, 0. 2gKCl，0.02g Ca(NO3)2，0. 2g 酵母提取物，30g FeSO4. 7H20 禾口 IOOOmL 无菌水。实施例1 一种利用嗜热嗜酸菌溶解中低品位磷矿粉的方法，它包括如下步骤1)嗜热嗜酸菌原始菌液的活化按嗜热嗜酸菌原始菌液的加入量为培养基体积的15%，选取嗜热嗜酸菌原始菌液和培养基；将培养基装入容器(如三角瓶)中，用浓度为 IOwt %的硫酸调节培养基的pH为2. 5，再加入嗜热嗜酸菌原始菌液；然后将容器置于45°C 恒温摇床中，在140转/分钟条件下振荡培养5天，得到活化菌液A (第1次活化的活化菌液A)；再按活化菌液A的加入量为培养基体积的15%，选取活化菌液A和培养基；将培养基装入容器中，用浓度为IOwt%的硫酸调节培养基的pH为2. 5，再加入活化菌液A ；然后将容器置于45°C恒温摇床中，在140转/分钟条件下振荡培养5天，得到再次活化的活化菌液A (第2次活化的活化菌液A)；再按再次活化的活化菌液A的加入量为培养基体积的15%，选取再次活化的活化菌液A和培养基；将培养基装入容器中，用浓度为10衬％的硫酸调节培养基的？!1为2.5，再加入再次活化的活化菌液A ；然后将容器置于45°C恒温摇床中，在140转/分钟条件下振荡培养5天，得到第3次活化的活化菌液A ； 再按第3次活化的活化菌液A的加入量为培养基体积的15%，选取第3次活化的活化菌液A和培养基；将培养基装入容器中，用浓度为10wt%的硫酸调节培养基的pH为 2. 5，再加入第3次活化的活化菌液A ；然后将容器置于45°C恒温摇床中，在140转/分钟条件下振荡培养5天，得到嗜热嗜酸菌活化菌液(即如此反复接种活化4次)；所述的嗜热嗜酸菌原始菌液为嗜热硫氧化硫化杆菌(Sulfobacillus thermosulfidooxidans)原始菌液；2)嗜热嗜酸菌活化菌液的驯化按嗜热嗜酸菌活化菌液的加入量为培养基体积的30%，选取嗜热嗜酸菌活化菌液和培养基；按黄铁矿粉(200目)与培养基的配比为 15g IOOOmL,选取黄铁矿粉；按中低品位磷矿粉(50目)与培养基的配比为5g IOOOmL, 选取中低品位磷矿粉；将培养基装入容器(如三角瓶)中，加入黄铁矿粉和中低品位磷矿粉，得到培养液B，用浓度为IOwt %的硫酸调节培养液B的pH为2. 5，再加入嗜热嗜酸菌活化菌液；然后将容器置于45°C恒温摇床中，在100转/分钟条件下振荡培养3天，得到驯化菌液B ；再按驯化菌液B的加入量(即接种量)为培养基体积的30%，选取驯化菌液B和培养基；按黄铁矿粉(200目)与培养基的配比为18g IOOOmL,选取黄铁矿粉；按中低品位磷矿粉(50目)与培养基的配比为7g IOOOmL,选取中低品位磷矿粉；将培养基装入容器中，加入黄铁矿粉和中低品位磷矿粉，得到培养液B，用浓度为IOwt %的硫酸调节培养液 B的pH为2. 5，再加入驯化菌液B ；然后将容器置于45°C恒温摇床中，在100转/分钟条件下振荡培养3天，得到再次驯化的驯化菌液B ；如此反复接种驯化5次(前面已经接种驯化2次，再重复接种驯化3次)，每次逐渐提培养液B中黄铁矿粉和中低品位磷矿粉的含量，直至最后配制的培养液B中黄铁矿粉与培养基的配比=30g IOOOmL,中低品位磷矿粉与培养基的配比=20g IOOOmL ；得到嗜热嗜酸菌驯化菌液；[注，第3次接种驯化中按黄铁矿粉与培养基的配比为22g IOOOmL,选取黄铁矿粉；按中低品位磷矿粉与培养基的配比为IOg IOOOmL,选取中低品位磷矿粉；第4次接种驯化中按黄铁矿粉与培养基的配比为25g IOOOmL,选取黄铁矿粉；按中低品位磷矿粉与培养基的配比为15g IOOOmL,选取中低品位磷矿粉；对每次逐渐提高量差没有特别的限制]；3)嗜热嗜酸菌驯化菌液溶解中低品位磷矿粉按嗜热嗜酸菌驯化菌液的加入量为培养基体积的12%，选取嗜热嗜酸菌驯化菌液和培养基；按黄铁矿粉(200目)与培养基的配比为30g IOOOmL,选取黄铁矿粉；按中低品位磷矿粉(50目)与培养基的配比为 20g lOOOmL，选取中低品位磷矿粉；将培养基装入容器中，加入黄铁矿粉和中低品位磷矿粉，得到培养液C，用浓度为IOwt %的硫酸调节培养液C的pH为2. 5，再加入嗜热嗜酸菌驯化菌液；然后将容器置于45°C恒温摇床中，在160转/分钟条件下振荡培养18天，得到可溶性磷。本实施例所述的中低品位磷矿粉中P2O5的质量含量为20.8%，溶磷率达到78. 9%。实施例2:一种利用嗜热嗜酸菌溶解中低品位磷矿粉的方法，它包括如下步骤1)嗜热嗜酸菌原始菌液的活化按嗜热嗜酸菌原始菌液的加入量为培养基体积的20%，选取嗜热嗜酸菌原始菌液和培养基；将培养基装入容器(如三角瓶)中，用浓度为 15wt%的硫酸调节培养基的pH为2. 8，再加入嗜热嗜酸菌原始菌液；然后将容器置于50°C 恒温摇床中，在120转/分钟条件下振荡培养4天，得到活化菌液A ；再按活化菌液A的加入量为培养基体积的20%，选取活化菌液A和培养基；将培养基装入容器中，用浓度为15wt %的硫酸调节培养基的pH为2. 8，再加入活化菌液A ；然后将容器置于50°C恒温摇床中，在120转/分钟条件下振荡培养4天，得到再次活化的活化菌液A ；如此反复接种活化5次(前面已经接种活化2次，再重复接种活化3次)，得到嗜热嗜酸菌活化菌液。所述的嗜热嗜酸菌原始菌液为嗜热硫氧化硫化杆菌(Sulfobacillus thermosulfidooxidans)原始菌液；2)嗜热嗜酸菌活化菌液的驯化按嗜热嗜酸菌活化菌液的加入量为培养基体积的25%，选取嗜热嗜酸菌活化菌液和培养基；按黄铁矿粉(100目)与培养基的配比为IOg IOOOmL,选取黄铁矿粉；按中低品位磷矿粉(100目)与培养基的配比为 Sg lOOOmL，选取中低品位磷矿粉；将培养基装入容器中，加入黄铁矿粉和中低品位磷矿粉，得到培养液B，用浓度为15wt %的硫酸调节培养液B的pH为2. 8，再加入嗜热嗜酸菌活化菌液；然后将容器置于50°C恒温摇床中，在120转/分钟条件下振荡培养4天，得到驯化菌液B ；再按驯化菌液B的加入量(即接种量)为培养基体积的25%，选取驯化菌液B和培养基；按黄铁矿粉(100目)与培养基的配比为13g IOOOmL,选取黄铁矿粉；按中低品位磷矿粉(100目)与培养基的配比为IOg IOOOmL,选取中低品位磷矿粉；将培养基装入容器中，加入黄铁矿粉和中低品位磷矿粉，得到培养液B，用浓度为15wt %的硫酸调节培养液B的pH为2. 8，再加入驯化菌液B ；然后将容器置于50°C恒温摇床中，在120转/分钟条件下振荡培养4天，得到再次驯化的驯化菌液B ；如此反复接种驯化4次(前面已经接种驯化2次，再重复接种驯化2次)，每次逐渐提培养液B中黄铁矿粉和中低品位磷矿粉的含量，直至最后配制的培养液B中黄铁矿粉与培养基的配比=20g IOOOmL,中低品位磷矿粉与培养基的配比=15g IOOOmL ；得到嗜热嗜酸菌驯化菌液；[注，第3次接种驯化中按黄铁矿粉与培养基的配比为17g IOOOmL,选取黄铁矿粉；按中低品位磷矿粉与培养基的配比为12g IOOOmL,选取中低品位磷矿粉；对每次逐渐提高量差没有特别的限制]；3)嗜热嗜酸菌驯化菌液溶解中 低品位磷矿粉按嗜热嗜酸菌驯化菌液的加入量为培养基体积的15%，选取嗜热嗜酸菌驯化菌液和培养基；按黄铁矿粉(100目)与培养基的配比为20g IOOOmL,选取黄铁矿粉；按中低品位磷矿粉(100目)与培养基的配比为 15g lOOOmL，选取中低品位磷矿粉；将培养基装入容器中，加入黄铁矿粉和中低品位磷矿粉，得到培养液C，用浓度为15wt%的硫酸调节培养液C的pH为2. 8，再加入嗜热嗜酸菌驯化菌液；然后将容器置于50°C恒温摇床中，在180转/分钟条件下振荡培养15天，得到可溶性磷。本实施例所述的中低品位磷矿粉中P2O5的质量含量为17.5%，溶磷率达到 65. 7%。实施例3 一种利用嗜热嗜酸菌溶解中低品位磷矿粉的方法，它包括如下步骤1)嗜热嗜酸菌原始菌液的活化按嗜热嗜酸菌原始菌液的加入量为培养基体积的12%，选取嗜热嗜酸菌原始菌液和培养基；将培养基装入容器中，用浓度为20wt%的硫酸调节培养基的PH为2. 2，再加入嗜热嗜酸菌原始菌液；然后将容器置于42°C恒温摇床中， 在130转/分钟条件下振荡培养4天，得到活化菌液A ；再按活化菌液A的加入量为培养基体积的12%，选取活化菌液A和培养基；将培养基装入容器中，用浓度为20wt%的硫酸调节培养基的pH为2. 2，再加入活化菌液A ；然后将容器置于42°C恒温摇床中，在130转/分钟条件下振荡培养4天，得到再次活化的活化菌液A ；如此反复接种活化5次(前面已经接种活化2次，再重复接种活化3次)，得到嗜热嗜酸菌活化菌液。所述的嗜热嗜酸菌原始菌液为嗜热硫氧化硫化杆菌(Sulfobacillusthermosulf idooxidans)原始菌液和嗜酸喜温硫杆菌(Acidi thiobacillus caldus)原始菌液的混合菌液，混合菌液中嗜热硫氧化硫化杆菌原始菌液与嗜酸喜温硫杆菌原始菌液的体积比为 1:1;2)嗜热嗜酸菌活化菌液的驯化按嗜热嗜酸菌活化菌液的加入量为培养基体积的25%，选取嗜热嗜酸菌活化菌液和培养基；按黄铁矿粉(100目)与培养基的配比为12g IOOOmL,选取黄铁矿粉；按中低品位磷矿粉(50目)与培养基的配比为 IOg lOOOmL，选取中低品位磷矿粉；将培养基装入容器中，加入黄铁矿粉和中低品位磷矿粉，得到培养液B，用浓度为20wt %的硫酸调节培养液B的pH为2. 2，再加入嗜热嗜酸菌活化菌液；然后将容器置于42°C恒温摇床中，在140转/分钟条件下振荡培养4天，得到驯化菌液B ；第2次接种驯化按驯化菌液B的加入量(即接种量)为培养基体积的25%，选取驯化菌液B和培养基；按黄铁矿粉(100目)与培养基的配比为15g IOOOmL,选取黄铁矿粉；按中低品位磷矿粉(50目)与培养基的配比为12g IOOOmL,选取中低品位磷矿粉；将培养基装入容器中，加入黄铁矿粉和中低品位磷矿粉，得到培养液B，用浓度为20wt%的硫酸调节培养液B的pH为2. 2，再加入驯化菌液B ；然后将容器置于42°C恒温摇床中，在140 转/分钟条件下振荡培养4天，得到第2次驯化的驯化菌液B ；第3次接种驯化按第2次驯化的驯化菌液B的加入量(即接种量)为培养基体积的25%，选取第2次驯化的驯化菌液B和培养基；按黄铁矿粉(100目)与培养基的配比为20g IOOOmL,选取黄铁矿粉；按中低品位磷矿粉(50目)与培养基的配比为 15g lOOOmL，选取中低品位磷矿粉；将培养基装入容器中，加入黄铁矿粉和中低品位磷矿粉，得到培养液B，用浓度为20wt%的硫酸调节培养液B的pH为2. 2，再加入第2次驯化的驯化菌液B ；然后将容器置于42°C恒温摇床中，在140转/分钟条件下振荡培养4天，得到嗜热嗜酸菌驯化菌液(即如此反复接种驯化3次)；
3)嗜热嗜酸菌驯化菌液溶解中低品位磷矿粉按嗜热嗜酸菌驯化菌液的加入量为培养基体积的18%，选取嗜热嗜酸菌驯化菌液和培养基；按黄铁矿粉(100目)与培养基的配比为20g IOOOmL,选取黄铁矿粉；按中低品位磷矿粉(50目)与培养基的配比为 15g lOOOmL，选取中低品位磷矿粉；将培养基装入容器中，加入黄铁矿粉和中低品位磷矿粉，得到培养液C，用浓度为20wt%的硫酸调节培养液C的pH为2. 2，再加入嗜热嗜酸菌驯化菌液；然后将容器置于42°C恒温摇床中，在160转/分钟条件下振荡培养20天，得到可溶性磷。本实施例所述的中低品位磷矿粉中P2O5的质量含量为21.6%，溶磷率达到 72. 3 % ο实施例4 一种利用嗜热嗜酸菌溶解中低品位磷矿粉的方法，它包括如下步骤1)嗜热嗜酸菌原始菌液的活化按嗜热嗜酸菌原始菌液的加入量为培养基体积的15%，选取嗜热嗜酸菌原始菌液和培养基；将培养基装入容器中，用浓度为IOwt %的硫酸调节培养基的PH为2. 0，再加入嗜热嗜酸菌原始菌液；然后将容器置于40°C恒温摇床中， 在140转/分钟条件下振荡培养5天，得到活化菌液A ；
再按活化菌液A的加入量为培养基体积的15%，选取活化菌液A和培养基；将培养基装入容器中，用浓度为IOwt %的硫酸调节培养基的pH为2. 0，再加入活化菌液A ；然后将容器置于40°C恒温摇床中，在140转/分钟条件下振荡培养5天，得到再次活化的活化菌液A ；如此反复接种活化4次(前面已经接种活化2次，再重复接种活化2次)，得到嗜热嗜酸菌活化菌液。所述的嗜热嗜酸菌原始菌液为嗜热硫氧化硫化杆菌(Sulfobacillusthermosulfi dooxidans)原始菌液和嗜酸喜温硫杆菌(Acidi thiobacillus caldus)原始菌液的混合菌液，混合菌液中嗜热硫氧化硫化杆菌原始菌液与嗜酸喜温硫杆菌原始菌液的体积配比为 1 1. 2 ；2)嗜热嗜酸菌活化菌液的驯化按嗜热嗜酸菌活化菌液的加入量为培养基体积的30%，选取嗜热嗜酸菌活化菌液和培养基；按黄铁矿粉(200目)与培养基的配比为 15g IOOOmL,选取黄铁矿粉；按中低品位磷矿粉(50目)与培养基的配比为5g IOOOmL, 选取中低品位磷矿粉；将培养基装入容器中，加入黄铁矿粉和中低品位磷矿粉，得到培养液 B，用浓度为IOwt %的硫酸调节培养液B的pH为2. 0，再加入嗜热嗜酸菌活化菌液；然后将容器置于40°C恒温摇床中，在100转/分钟条件下振荡培养3天，得到驯化菌液B ；再按嗜热嗜酸菌驯化菌液B的加入量(即接种量)为培养基体积的30%，选取驯化菌液B和培养基；按黄铁矿粉(200目)与培养基的配比为20g IOOOmL,选取黄铁矿粉； 按中低品位磷矿粉(50目)与培养基的配比为8g IOOOmL,选取中低品位磷矿粉；将培养基装入容器中，加入黄铁矿粉和中低品位磷矿粉，得到培养液B，用浓度为IOwt %的硫酸调节培养液B的pH为2.0，再加入驯化菌液B ；然后将容器置于40°C恒温摇床中，在100转/ 分钟条件下振荡培养3天，得到再次驯化的驯化菌液B ；如此反复接种驯化4次(前面已经接种驯化2次，再重复接种驯化2次)，每次逐渐提培养液B中黄铁矿粉和中低品位磷矿粉的含量，直至最后配制的培养液B中黄铁矿粉与培养基的配比=28g IOOOmL,中低品位磷矿粉与培养基的配比=16g IOOOmL ；得到嗜热嗜酸菌驯化菌液； [注，第3次接种驯化中按黄铁矿粉与培养基的配比为25g IOOOmL,选取黄铁矿粉；按中低品位磷矿粉与培养基的配比为12g IOOOmL,选取中低品位磷矿粉；对每次逐渐提高量差没有特别的限制]；3)嗜热嗜酸菌驯化菌液溶解中低品位磷矿粉按嗜热嗜酸菌驯化菌液的加入量为培养基体积的10%，选取嗜热嗜酸菌驯化菌液和培养基；按黄铁矿粉(200目)与培养基的配比为30g IOOOmL,选取黄铁矿粉；按中低品位磷矿粉(50目)与培养基的配比为 16g lOOOmL，选取中低品位磷矿粉；将培养基装入容器中，加入黄铁矿粉和中低品位磷矿粉，得到培养液C，用浓度为IOwt %的硫酸调节培养液C的pH为2. 0，再加入嗜热嗜酸菌驯化菌液；然后将容器置于40°C恒温摇床中，在120转/分钟条件下振荡培养15天，得到可溶性磷。本实施例所述的中低品位磷矿粉中P2O5的质量含量为23. 1%，溶磷率达到 69. 4%。实施例5 一种利用嗜热嗜酸菌溶解中低品位磷矿粉的方法，它包括如下步骤1)嗜热嗜酸菌原始菌液的活化按嗜热嗜酸菌原始菌液的加入量为培养基体积的20%，选取嗜热嗜酸菌原始菌液和培养基；将培养基装入容器中，用浓度为20wt%的硫酸调节培养基的PH为3. 0，再加入嗜热嗜酸菌原始菌液；然后将容器置于55°C恒温摇床中， 在140转/分钟条件下振荡培养5天，得到活化菌液A ；再按活化菌液A的加入量为培养基体积的20%，选取活化菌液A和培养基；将培养基装入容器中，用浓度为20wt%的硫酸调节培养基的pH为3. 0，再加入活化菌液A ；然后将容器置于55°C恒温摇床中，在140转/分钟条件下振荡培养5天，得到再次活化的活化菌液A ；如此反复接种活化3次(前面已经接种活化2次，再重复接种活化1次)，得到嗜热嗜酸菌活化菌液。所述的嗜热嗜酸菌原始菌液为嗜热硫氧化硫化杆菌(Sulfobacillusthermosulfi dooxidans)原始菌液和嗜酸喜温硫杆菌(Acidi thiobacillus caldus)原始菌液的混合菌液，混合菌液中嗜热硫氧化硫化杆菌原始菌液与嗜酸喜温硫杆菌原始菌液的体积配比为 1 0. 5 ；2)嗜热嗜酸菌活化菌液的驯化按嗜热嗜酸菌活化菌液的加入量为培养基体积的25%，选取嗜热嗜酸菌活化菌液和培养基；按黄铁矿粉(50目)与培养基的配比为15g IOOOmL,选取黄铁矿粉；按中低品位磷矿粉(100目)与培养基的配比为 IOg lOOOmL，选取中低品位磷矿粉；将培养基装入容器中，加入黄铁矿粉和中低品位磷矿粉，得到培养液B，用浓度为20wt %的硫酸调节培养液B的pH为3. 0，再加入嗜热嗜酸菌活化菌液；然后将容器置于55°C恒温摇床中，在120转/分钟条件下振荡培养3天，得到驯化菌液B ；第2次接种驯化按驯化菌液B的加入量(即接种量)为培养基体积的25%，选取驯化菌液B和培养基；按黄铁矿粉(50目)与培养基的配比为22g lOOOmL，选取黄铁矿粉；按中低品位磷矿粉(100目)与培养基的配比为12g lOOOmL，选取中低品位磷矿粉；将培养基装入容器中，加入黄铁矿粉和中低品位磷矿粉，得到培养液B，用浓度为20wt %的硫酸调节培养液B的pH为3. 0，再加入驯化菌液B ；然后将容器置于55°C恒温摇床中，在120 转/分钟条件下振荡培养3天，得到再次驯化的驯化菌液B ；第3次接种驯化按再次驯化的驯化菌液B的加入量(即接种量)为培养基体积的25%，选取再次驯化的驯化菌液B和培养基；按黄铁矿粉(50目)与培养基的配比为25g IOOOmL,选取黄铁矿粉；按中低品位磷矿粉(100目)与培养基的配比为 15g lOOOmL，选取中低品位磷矿粉；将培养基装入容器中，加入黄铁矿粉和中低品位磷矿粉，得到培养液B，用浓度为20wt %的硫酸调节培养液B的pH为3. 0，再加入再次驯化的驯化菌液B ；然后将容器置于55°C恒温摇床中，在120转/分钟条件下振荡培养3天，得到嗜热嗜酸菌驯化菌液(即如此反复接种驯化3次)；3)嗜热嗜酸菌驯化菌液溶解中低品位磷矿粉按嗜热嗜酸菌驯化菌液的加入量为培养基体积的10%，选取嗜热嗜酸菌驯化菌液和培养基；按黄铁矿粉(50目)与培养基的配比为25g IOOOmL,选取黄铁矿粉；按中低品位磷矿粉(100目)与培养基的配比为 IOg lOOOmL，选取中低品位磷矿粉；将培养基装入容器中，加入黄铁矿粉和中低品位磷矿粉，得到培养液C，用浓度为20wt%的硫酸调节培养液C的pH为3. 0，再加入嗜热嗜酸菌驯化菌液；然后将容器置于55°C恒温摇床中，在160转/分钟条件下振荡培养15天，得到可溶性磷。 本实施例所述的中低品位磷矿粉中P2O5的质量含量为23.5%，溶磷率达到 70. 4%。本发明所列举的各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数(如温度、时间等)的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
权利要求
1.一种利用嗜热嗜酸菌溶解中低品位磷矿粉的方法，其特征在于它包括如下步骤1)嗜热嗜酸菌原始菌液的活化将嗜热嗜酸菌原始菌液活化，得到嗜热嗜酸菌活化菌液；所述的嗜热嗜酸菌原始菌液为下述2种之一①嗜热硫氧化硫化杆菌(Sulfobacillus thermosulfidooxidans)原始菌液，②嗜热硫氧化硫化杆菌原始菌液和嗜酸喜温硫杆菌 (Acidithiobacillus caldus)原始菌液的混合菌液，混合菌液中嗜热硫氧化硫化杆菌原始菌液与嗜酸喜温硫杆菌原始菌液的体积配比为1 (0.5 1.5);2)嗜热嗜酸菌活化菌液的驯化将嗜热嗜酸菌活化菌液驯化，得到嗜热嗜酸菌驯化菌液；3)嗜热嗜酸菌驯化菌液溶解中低品位磷矿粉按嗜热嗜酸菌驯化菌液的加入量为培养基体积的10 20%，选取嗜热嗜酸菌驯化菌液和培养基；按黄铁矿粉与培养基的配比为(20 30)g IOOOmL,选取黄铁矿粉；按中低品位磷矿粉与培养基的配比为(10 20) g lOOOmL，选取中低品位磷矿粉；将培养基装入容器中，加入黄铁矿粉和中低品位磷矿粉，得到培养液C，用浓度为10 20wt%的硫酸调节培养液C的pH为2. 0 3. 0，再加入嗜热嗜酸菌驯化菌液；然后将容器置于40 55°C恒温摇床中，在120 180转/分钟条件下振荡培养15 20天，得到可溶性磷。
2.根据权利要求1所述的一种利用嗜热嗜酸菌溶解中低品位磷矿粉的方法，其特征在于所述的嗜热嗜酸菌原始菌液的活化为按嗜热嗜酸菌原始菌液的加入量为培养基体积的10 20%，选取嗜热嗜酸菌原始菌液和培养基；将培养基装入容器中，用浓度为10 20wt %的硫酸调节培养基的pH为2. 0 3. 0，再加入嗜热嗜酸菌原始菌液；然后将容器置于40 55°C恒温摇床中，在100 180转/分钟条件下振荡培养3 5天，得到活化菌液 A；再按活化菌液A的加入量为培养基体积的10 20%，选取活化菌液A和培养基；将培养基装入容器中，用浓度为10 20wt%的硫酸调节培养基的pH为2. 0 3. 0，再加入活化菌液A ；然后将容器置于40 55°C恒温摇床中，在100 180转/分钟条件下振荡培养3 5天，得到再次活化的活化菌液A ；如此反复接种活化3 5次，得到嗜热嗜酸菌活化菌液。
3.根据权利要求1所述的一种利用嗜热嗜酸菌溶解中低品位磷矿粉的方法，其特征在于所述的嗜热嗜酸菌活化菌液的驯化为按嗜热嗜酸菌活化菌液的加入量为培养基体积的20 30%，选取嗜热嗜酸菌活化菌液和培养基；按黄铁矿粉与培养基的配比为(10 15) g IOOOmL,选取黄铁矿粉；按中低品位磷矿粉与培养基的配比为(5 10)g IOOOmL, 选取中低品位磷矿粉；将培养基装入容器中，加入黄铁矿粉和中低品位磷矿粉，得到培养液 B，用浓度为10 20wt%的硫酸调节培养液B的pH为2. 0 3. 0，再加入嗜热嗜酸菌活化菌液；然后将容器置于40 55°C恒温摇床中，在100 140转/分钟条件下振荡培养3 5天，得到驯化菌液B;如此反复接种驯化3 5次，每次逐渐提培养液B中黄铁矿粉和中低品位磷矿粉的含量，直至最后配制的培养液B中黄铁矿粉与培养基的配比=(20 30)g IOOOmL,中低品位磷矿粉与培养基的配比=(10 20)g IOOOmL ；得到嗜热嗜酸菌驯化菌液。
4.根据权利要求1所述的一种利用嗜热嗜酸菌溶解中低品位磷矿粉的方法，其特征在于所述的培养基组分为3. Og(NH4)2SO4,1. Og MgSO4. 7H20，0. 2g K2HPO4,0. 2g KC1，0. 02g Ca(NO3)2，0. 2g 酵母提取物，30g FeSO4. 7H20 和 IOOOmL 无菌水。
5.根据权利要求1所述的一种利用嗜热嗜酸菌溶解中低品位磷矿粉的方法，其特征在于所述的中低品位磷矿粉中的P2O5的质量含量低于30%，中低品位磷矿粉的粒径为50 200 目。
6.根据权利要求1所述的一种利用嗜热嗜酸菌溶解中低品位磷矿粉的方法，其特征在于黄铁矿粉的粒径为50 200目。
全文摘要
本发明涉及一种利用嗜热嗜酸菌溶解中低品位磷矿粉的方法。一种利用嗜热嗜酸菌溶解中低品位磷矿粉的方法，其特征在于它包括如下步骤1)嗜热嗜酸菌原始菌液的活化将嗜热嗜酸菌原始菌液活化，得到嗜热嗜酸菌活化菌液；2)嗜热嗜酸菌活化菌液的驯化将嗜热嗜酸菌活化菌液驯化，得到嗜热嗜酸菌驯化菌液；3)将培养基装入容器中，加入黄铁矿粉和中低品位磷矿粉，得到培养液C，用浓度为10～20wt％的硫酸调节培养液C的pH为2.0～3.0，再加入嗜热嗜酸菌驯化菌液；然后将容器置于40～55℃恒温摇床中，在120～180转/分钟条件下振荡培养15～20天，得到可溶性磷。该方法具有溶磷率高、工艺简单、生产成本低的特点。
文档编号C01B25/01GK102173399SQ20111005481
公开日2011年9月7日 申请日期2011年3月8日 优先权日2011年3月8日
发明者张华香, 方玉娟, 池汝安, 肖春桥 申请人:武汉工程大学