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磷是工业和农业生产的重要原料,我国的磷矿资源总量虽多,但平均品位低,采用传统生产工艺加工低品位的磷矿石经济效益极差。而生物浸矿技术具有污染小、能耗少、操作费用低等无可比拟的优点,为低品位磷矿石的开发利用开辟了新的途径。本研究采用生物湿法冶金技术中常用的嗜酸氧化硫硫杆菌(At.t)和嗜酸氧化亚铁硫杆菌(At.f),从安徽某矿山酸性废水中提取的At.t和At.f菌,经过长时间的富集和纯化培养后,对其在不同的培养液初始pH值和能源物质条件下的产酸能力进行了实验研究,发现对于At.t菌,在初始pH值为2.35、以单质硫为能源物质的Starkey培养基中的产酸能力较强;对At.t菌而言,在初始pH值为3.01,以黄铁矿能源的9K培养基中的产酸能力较强。采用紫外线照射和微波诱变育种的方法对At.t和At.f菌进行产酸诱导实验,以提高它们的产酸能力。实验结果表明:对At.t菌采用微波和紫外线照射的方法都能够加强其产酸能力,尤其是以微波处理10 s和紫外线照射5 min时效果最好,其培养液的最低pH值可分别达到1.45和1.52;对于At.f菌采用微波诱变的方法,对其产酸能力有一定的加强,在微波诱变10 s时,其菌液最低pH值为1.82,而采用紫外线诱变处理的At.f菌,其产酸能力变化不明显。At.t和At.f菌对低品位磷矿浸出实验表明,磷的浸出率会随浸矿时间的增长而增加;在相同的浸出时间内,经过诱变育种后产酸能力强的菌种,其对磷矿的浸出率比原菌的更高。在同样条件下25天内,经过紫外诱变5 min的At.t菌浸磷率可达到39.14%,微波诱变10 s的At.f菌的浸出率达到38.12%,而At.t和At.f原菌的浸出率分别只有30.12%和28.13%。添加合适种类和用量的吐温类表面活性剂可以促进硫杆菌对磷矿的浸出,At.t菌添加0.001%(v/v)的吐温60可以将磷的浸出率提高到41.12%;添加0.001%(v/v)的吐温80可以将At.f菌的浸磷率提高到38.25%。不过,对诱变后的菌种添加相应的吐温类表面活性剂,只能对浸磷率起到微弱的提升效果。为了解释影响At.t和At.f菌产酸和浸磷效果的原因,进行了Zeta电位和FTIR分析,发现At.t菌在经过紫外线诱变后,其等电点比原菌要低;微波诱变后的At.f菌的IEP也会稍小于原菌。以黄铁矿为能源物质生长的At.f菌比以FeSO4为能源物质的IEP要高。经过At.t菌作用后的硫粉颗粒和经过At.f菌作用过的黄铁矿其等电点会随着作用时间的增加而升高,加入吐温60后的硫粉颗粒同细菌作用后的IEP也会增加。对At.t和At.f菌的的FTIR研究表明,其表面经过物理诱变后化学官能团或振动方式发生了变化,这表明其表面的氢键作用强弱改变了,这可能是导致诱变后的菌种表面性质的发生变化的重要原因。综合分析Zeta电位和FTIR测试结果,可以对At.t和At.f菌在产酸和浸矿方面的实验结果做出较合理的解释。