嗜酸氧化亞鐵硫桿菌與硫化礦物相互作用研究.pdf

1、微生物．礦物界面相互作用乃當今地球化學和環(huán)境礦物學的研究熱點。在微生物冶金領域，涉及到微生物-礦物、礦物-礦物、微生物-溶液-礦物-氣相等多相界面也已經引起國內外研究者的廣泛關注，此項工作的開展將有助于我們理解微生物氧化溶解礦物的機制，進而對實際浸礦過程的強化提供理論依據(jù)。 論文首先測定了不同離子強度下嗜酸氧化亞鐵硫桿菌和黃鐵礦的zeta電位值。以硫為能源培養(yǎng)的細菌表面分泌的胞外多聚物中含有較多的蛋白質導致細菌等電點大于以亞鐵培

2、養(yǎng)的細菌，表面基團離子化模型計算結果驗證了上述結論。 離子強度對黃鐵礦zeta電位影響顯著，離子強度過高或過低都會使測量結果出現(xiàn)反?，F(xiàn)象。當嗜酸氧化亞鐵硫桿菌吸附到黃鐵礦后，黃鐵礦等電點向細菌等電點方向移動，并且加大細菌濃度移動幅度繼續(xù)加大，趨勢愈加明顯。 論文首次運用表面絡合模型計算得到了離子強度I=0.1，0.01 M時黃鐵礦表面反應常數(shù)pK值和緊密層電容C<,1>。結果表明>FeSSH表面位反應常數(shù)較小，說明在黃鐵

3、礦／溶液界面中>SSFeOH發(fā)揮了更重要作用，包括細菌吸附和礦物氧化等過程。隨著離子強度的增大，緊密層電容增大，證實了離子強度增大雙電層被壓縮的推論。 論文考察了細菌在兩種典型硫化礦表面的吸附現(xiàn)象，研究表明細菌在黃銅礦表面的吸附過程是一個快速過程，同時受到細菌濃度、礦漿濃度、pH和離子強度等外部因素的影響。通過接觸角和zeta電位測量數(shù)據(jù)計算得到黃鐵礦和細菌的自由能分量及其酸堿分量。結果表明，無論經典熱力學理論還是XDINO理論

4、都證明了細菌與礦物間發(fā)生自發(fā)的吸附過程，而且細菌與細菌之間亦有自發(fā)團聚的趨勢，通過細菌以及細菌在礦物表面的SEM電鏡照片證實了上述結論。 最后通過分子模擬軟件對己報道的可能介導細菌吸附的蛋白aporusticyanin進行了初步的模型構建，包括銅活性位點分析和靜電勢分布研究等。確定以研究Cys(半胱氨酸)殘基為對象，通過XRD，DSC-TGA,FTIR,紫外可見光分光光度法和循環(huán)伏安、Tafel極化等測試手段，確定其確實與黃鐵礦