一株嗜鐵鉤端螺旋菌及其在硫化鎳礦浸出中的用途
【專利摘要】一株嗜鐵鉤端螺旋菌及其在硫化鎳礦浸出中的用途，它涉及一株嗜鐵鉤端螺旋菌及其在細菌浸出中的用途。嗜鐵鉤端螺旋菌為嗜鐵鉤端螺旋菌YQH-1，保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心，保藏號為CCTCC?NO：M?2014195。嗜鐵鉤端螺旋菌在硫化鎳礦浸出中的用途。本發(fā)明嗜鐵鉤端螺旋菌對鎳離子具有極強的耐受性?？捎糜诃h(huán)境保護和細菌浸出技術(shù)。
【專利說明】一株嗜鐵鉤端螺旋菌及其在硫化鎳礦浸出中的用途

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一株嗜鐵鉤端螺旋菌及其在細菌浸出中的用途。

【背景技術(shù)】
[0002]鎳金屬質(zhì)地堅硬、可壓延、抗腐燭、磨光程度高、有磁性，是航空業(yè)、軍工業(yè)、核電反應(yīng)堆、精密儀器、機械、電子控制等產(chǎn)品制造中不可缺少的重要材料。隨著經(jīng)濟建設(shè)和鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，鎳的需求量不斷增加。世界上目前還有許多低品位、礦石性質(zhì)復(fù)雜的鎳礦床待開發(fā)，因此急需一種可用于低品位鎳礦的鎳回收方法。
[0003]細菌浸出(又稱細菌選礦)技術(shù)常用于中低品位金屬礦石的金屬提取與回收。與傳統(tǒng)冶煉技術(shù)相比具有成本低，環(huán)境污染小的優(yōu)點。菌種在浸出過程中發(fā)揮著重要作用。浸出過程中大都使用的是一些化能自養(yǎng)微生物，如:Ferrobacillus ferrooxidans (F.ferrooxidans ;氧化鐵鐵桿菌)，Acidith1bacillus ferrooxidans (A.ferrooxidans ；氧化亞鐵硫桿菌)，Leptospirillum ferriphilum(L.ferriphiIum ;嗜鐵鉤端螺旋菌)，Leptospirillum ferrooxidans (L.ferrooxidans ;氧化亞鐵鉤端螺旋菌)等。上述浸礦微生物能把二價鐵氧化成高價鐵，從而最終把礦石中的金屬轉(zhuǎn)化成離子狀態(tài)。但是，隨著浸出的進行，浸出液中金屬離子濃度逐漸升高，從而影響浸礦微生物的生長進而影響浸出；此外，浸出體系PH過高也會影響浸出，當(dāng)pH > 2.0時，浸出體系會產(chǎn)生大量黃鉀鐵礬類物質(zhì)，其附著在礦物表面從而影響浸出。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有浸礦微生物隨著浸出的進行，浸出液中金屬離子濃度的升高，浸出效果大幅降低，以及浸出體系pH > 2.0會產(chǎn)生大量黃鉀鐵礬類物質(zhì)影響浸出效果的問題，而提供的一株嗜鐵鉤端螺旋菌及其在硫化鎳礦浸出中的用途。
[0005]本發(fā)明嗜鐵鉤端螺旋菌YQH-1 (Leptospirillum ferriphilum strain YQH-1),保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心，保藏號為CCTCC NO:M 2014195。
[0006]上述嗜鐵鉤端螺旋菌在硫化鎳礦浸出中的用途。按以下步驟進行硫化鎳礦浸出:
[0007]—、將硫化鎳礦礦石破碎至I~10_，然后混入黃鐵礦筑堆；
[0008]二、加入含有嗜鐵鉤端螺旋菌 YQH-1 (Leptospirillum ferriphilum strainYQH-1)的菌液進行浸出；浸出液溫度為30~40°C，浸出液pH值控制為1.2~1.8。
[0009]本發(fā)明嗜鐵鉤端螺旋菌YQH-1 (Leptospirillum ferriphilum strain YQH-1)革蘭氏染色為陰性，無機化能自養(yǎng)菌，顯微鏡下觀察菌體小、呈螺旋狀、端生鞭毛、能移動，菌體大小為(0.25~0.3) μ mX (1.0~3.0) μ m。本發(fā)明嗜鐵鉤端螺旋菌YQH-1 (Leptospirillum ferriphilum strain YQH-1)通過氧化 Fe2+獲得能量生長,產(chǎn)物為Fe3+ ;利用CO2為碳源；最適生長溫度為30~40°C ;最適生長pH值為1.2~1.8。
[0010]本發(fā)明嗜鐵鉤端螺旋菌YQH-1 (Leptospirillum ferriphilum strain YQH-1)具有極強的耐鎳特性，能在Ni2+濃度為35g/L的環(huán)境中正常生長、繁殖。因此，嗜鐵鉤端螺旋菌YQH-1 (Leptospirillum ferriphilum strain YQH-1)受浸出液中金屬離子濃度升高的影響極小。
[0011]本發(fā)明嗜鐵鉤端螺旋菌YQH-1 (Leptospirillum ferriphilum strain YQH-1)可高效氧化筑堆中的黃鐵礦，氧化過程中生成的三價鐵可以浸出礦石中的鎳，而生成的硫酸可維持體系的低PH環(huán)境，之后對富鎳浸出液凈化后即可提取鎳。
[0012]不適合攪拌浸出的硫化鎳貧礦、表外礦、尾棄礦等，采用本發(fā)明的生物堆浸出技術(shù)可以縮短流程、減少成本。
[0013]根據(jù)本發(fā)明嗜鐵鉤端螺旋菌YQH-1 (Leptospirillum ferriphilum strainYQH-1)的耐鎳特性，Leptospirillum ferriphilum strain YQH-1可在環(huán)境保護及含鎳礦物的浸出等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
[0014]Leptospirillum ferriphilum strain YQH-1 為嗜鐵鉤端螺旋菌,屬于鉤端螺旋菌屬(Leptospirillum);保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心(CCTCC),保藏地址是武漢大學(xué)，保藏日期為2014年5月12日，保藏號為CCTCC NO:M 2014195。

【具體實施方式】
[0015]本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉【具體實施方式】，還包括各【具體實施方式】間的任意組合。
[0016]【具體實施方式】一:本實施方式嗜鐵鉤端螺旋菌YQH-1 (Leptospirillumferriphilum strain YQH-1)，保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心，保藏號為CCTCC NO:M2014195。
[0017]本實施方式嗜鐵鉤端螺旋菌YQH-1 (Leptospirillum ferriphilum strainYQH-1)分離自五大連池火山區(qū)藥泉河的水樣中。
[0018]本實施方式嗜鐵鉤端螺旋菌YQH-1菌接種于7K培養(yǎng)基，7K培養(yǎng)基每1000ml由
3.0g 的(NH4)2SO4^0.1g 的 KCl、0.5g 的 K2HPO4、0.5g 的 MgSO4.7H20、0.01g 的 Ca (NO3) 2、30g 的FeSO4.7H20、10g的黃鐵礦粉末和余量的蒸餾水組成，并調(diào)節(jié)pH值為1.2~1.8 ;其中黃鐵礦粉末的粒度小于50 μ m。
[0019]按10% (v/v)的接種量將本實施方式嗜鐵鉤端螺旋菌YQH-1 (Leptospirillumferriphilum strain YQH-1)接種于7K培養(yǎng)基中，在轉(zhuǎn)速為120r/min的不同溫度條件下進行培養(yǎng)。實驗發(fā)現(xiàn)Leptospirillum ferriphilum strain YQH-1的合適生長溫度為30~40°C, 35°C為最適合生長溫度。環(huán)境溫度低于30°C時，Leptospirillum ferriphilumstrain YQH-1的生長受到明顯抑制;而溫度高于40°C時,Leptospirillum ferriphilumstrain YQH-1菌體生長也受到抑制。
[0020]實驗發(fā)現(xiàn)嗜鐵鉤端螺旋菌YQH-1 (Leptospirillum ferriphilum strain YQH-1)在pH為0.8~2.5范圍內(nèi)均能生長，其最適合生長pH為1.2~1.8。當(dāng)環(huán)境pH低于0.8時，Leptospirillum ferriphilum strain YQH-1 生長幾乎停滯；當(dāng)環(huán)境 pH 高于 2.5 時，Leptospirillum ferriphilum strain YQH-1 的生長也受到抑制。
[0021]【具體實施方式】二:本實施方式嗜鐵鉤端螺旋菌在硫化鎳礦浸出中的用途。按以下步驟進行硫化鎳礦浸出:
[0022]—、將硫化鎳礦礦石破碎至I~10_，然后混入黃鐵礦筑堆；
[0023]二、加入含有嗜鐵鉤端螺旋菌 YQH-1 (Leptospirillum ferriphilum strainYQH-1)的菌液進行浸出；浸出液溫度為30~40°C，浸出液pH值控制為1.2~1.8。
[0024]本實施方式適用于低品位硫化鎮(zhèn)礦，低品位硫化鎮(zhèn)礦為鎮(zhèn)礦品位為0.3%〈W〈l(以Ni含量計)的鎳礦。
[0025]本實施方式步驟一中黃鐵礦的混入量為硫化鎳礦礦石重量的1%~5%，黃鐵礦均為粉末，粒度小于50 μ m。
[0026]本實施方式通過嗜鐵鉤端螺旋菌YQH-1 (Leptospirillum ferriphilum strainYQH-1)氧化黃鐵礦產(chǎn)生三價鐵，生成的三價鐵氧化硫化鎳礦而獲得鎳。本實施方式的方法無需專門的選礦過程，減少了選礦成本，工藝流程簡單，成本低，浸出效果好，并且在浸出過程中產(chǎn)生硫酸，無需要另外加入硫酸來維持體系pH，減少了常規(guī)浸出生產(chǎn)中外加硫酸調(diào)節(jié)PH而導(dǎo)致的環(huán)境污染。本實施方式方法特別適用于硫化鎳貧礦、表外礦、尾棄礦等的開發(fā)利用。
[0027]實施例1
[0028]按10% (v/v)的接種量將嗜鐵鉤端螺旋菌 YQH-1 (Leptospirillum ferriphilumstrain YQH-1)接種于7K培養(yǎng)基中(接種后菌體濃度為I X 106cfu/mL)，并向7K培養(yǎng)基中分別加入硫酸鎳溶液，在溫度為35°C，轉(zhuǎn)速為120r/min，pH值為1.8的條件下培養(yǎng)100h。
[0029]加入硫酸鎳溶液后培養(yǎng)基中鎳離子濃度分別為lg/L、5g/L、10g/L、15g/L、20g/L、25g/L、30g/L、35g/L、40g/L 和 45g/L。
[0030]在鎳離子濃度I~35g/L的環(huán)境中嗜鐵鉤端螺旋菌YQH-1 (LeptospiriIIumferriphilum strain YQH-1)都能正常的生長和繁殖，當(dāng)鎳離子濃度達到40g/L時Leptospirillum ferriphilum strain YQH-1 的生長受到明顯抑制。
[0031]實施例2
[0032]1、將嗜鐵鉤端螺旋菌 YQH-1 (Leptospirillum ferriphilum strain YQH-1)接種至7K培養(yǎng)基，然后至于溫度為30°C、pH值為1.2、轉(zhuǎn)速為120r/min的環(huán)境中培養(yǎng)30天。之后按10% (v/v)的接種量逐級進行擴大培養(yǎng)至筑堆浸出所需用量，培養(yǎng)過程中控制pH為1.2，溫度 30。。。
[0033]2、將硫化鎳礦礦石破碎至I~10mm，然后混入硫化鎳礦礦石重量的I %的黃鐵礦，筑堆；其中，黃鐵礦均為粉末，粒度小于50 μ m。
[0034]3、將步驟I培養(yǎng)好的菌種液從礦堆頂部噴淋，噴淋強度為0.4~0.61/ (min -m2)，進行浸出；堆浸時間為5個月。
[0035]本實施例中硫化鎳礦石中Ni重量百分比為0.5%，該品位硫化鎳礦的鎳浸出率可達 62.36%。
[0036]實施例3
[0037]1、將嗜鐵鉤端螺旋菌 YQH-1 (Leptospirillum ferriphilum strain YQH-1)接種至7K培養(yǎng)基，然后至于溫度為35°C、pH值為1.8、轉(zhuǎn)速為120r/min的環(huán)境中培養(yǎng)30天。之后按10% (v/v)的接種量逐級進行擴大培養(yǎng)至筑堆浸出所需用量，培養(yǎng)過程中控制pH為
1.8，溫度 35。。。
[0038] 2、將硫化鎳礦礦石破碎至I~10_，然后混入硫化鎳礦礦石重量的I %的黃鐵礦，筑堆；其中，黃鐵礦均為粉末，粒度小于50 μ m。
[0039]3、將步驟I培養(yǎng)好的菌種液從礦堆頂部噴淋，噴淋強度為0.4~0.61/ (min -m2)，進行浸出；堆浸時間為5個月。
[0040]本實施例中硫化鎳礦石中Ni重量百分比為0.8%,該品位硫化鎳礦的鎳浸出率可達 67.17 %。
【權(quán)利要求】
1.一株嗜鐵鉤端螺旋菌，其特征在于所述菌株為嗜鐵鉤端螺旋菌YQH-1 (Leptospirillum ferriphilum strain YQH-1),保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心,保藏號為 CCTCC NO:M 2014195。
2.如權(quán)利要求1所述的嗜鐵鉤端螺旋菌在硫化鎳礦浸出中的用途。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的嗜鐵鉤端螺旋菌在硫化鎳礦浸出中的用途，其特征在于按以下步驟進行硫化鎳礦浸出: 一、將硫化鎳礦礦石破碎至I~10mm，然后混入黃鐵礦筑堆； 二、加入含有嗜鐵鉤端螺旋菌YQH-1(Leptospirillum ferriphilum strain YQH-1)的菌液進行浸出；浸出液溫度為30~40°C，浸出液pH值控制為1.2~1.8。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的嗜鐵鉤端螺旋菌在硫化鎳礦浸出中的用途，其特征在于步驟一中黃鐵礦的混入量為硫化鎳礦礦石重量的I %~5%，黃鐵礦均為粉末，粒度小于50 μ m。
【文檔編號】C22B23/00GK104130962SQ201410373597
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】晏磊, 張爽, 王偉東, 陳朋, 倪永清, 劉和濤, 劉樂峰 申請人:黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)