專利名稱：耐酸誘變浸礦菌種的選育方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐酸誘變浸礦菌種的選育方法，特別是一種能夠耐pH在0.9-1.5之間的耐酸誘變浸礦菌種的選育方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案進(jìn)行耐酸誘變浸礦菌種的選育，其特征在于它包括以下幾個(gè)步驟(1)獲得原始菌種從礦山酸性礦坑水中取回含有氧化亞鐵硫桿菌，氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵微螺菌等混合菌的帶菌水樣，將上述水樣以6-9K培養(yǎng)基進(jìn)行分離和培養(yǎng)，得到以含氧化亞鐵硫桿菌為主，菌濃度在108個(gè)/ml以上的較純混合菌種；(2)在6-9K無(wú)鐵培養(yǎng)基中加入粒度小于76微米占95％的所需浸出的礦石粉末，礦漿濃度為5％-40％(重量百分)遞增，細(xì)菌接種量為10％(體積百分?jǐn)?shù))，進(jìn)行馴化、培養(yǎng)，得到以含氧化亞鐵硫桿菌為主，菌濃度108-1010個(gè)/ml的馴化混合菌；(3)將上述獲得的馴化混合菌用He-Ne激光器進(jìn)行輻照誘變，將激光發(fā)生器對(duì)準(zhǔn)塑料小管，先預(yù)熱至少30min，隨后小管內(nèi)加入(2)中培養(yǎng)24-72小時(shí)的馴化菌液，光束從側(cè)面照射菌液，λ＝633nm，擴(kuò)束光斑直徑1.0cm，照射距離30-50cm，輻照時(shí)間5-20min，誘變后將小管在黑暗環(huán)境中放置至少4小時(shí)后轉(zhuǎn)接入裝有10ml pH＝1.8的含有Cu2+離子或Zn2+離子或Cu2+離子、Zn2+離子、Co2+離子的6-9K培養(yǎng)基中，30℃的搖床培養(yǎng)，搖床速度50-250轉(zhuǎn)/分鐘，獲得突變菌株；(4)將突變菌株在低pH＝1.2-1.5下進(jìn)行篩選，5-8次連續(xù)活化轉(zhuǎn)接，得到耐低pH值的誘變菌；(5)將獲得的耐低pH值的誘變菌在對(duì)應(yīng)的pH值且含有Cu2+離子或Zn2+離子或Cu2+離子、Zn2+離子、Co2+離子的培養(yǎng)基中培養(yǎng)48小時(shí)的菌液，按10％接種量接入對(duì)應(yīng)的pH值需要進(jìn)行細(xì)菌浸出的礦漿中于30℃的搖床中進(jìn)行浸礦適應(yīng)性馴化、培養(yǎng)，過(guò)程需進(jìn)行5-8次后，即獲得耐酸誘變浸礦細(xì)菌，該菌生長(zhǎng)周期為24-48小時(shí)，將44.43g/LFe2+完全(100％)氧化成為Fe3+的氧化時(shí)間為9-15小時(shí)。
本發(fā)明中，選取酸性礦坑水的來(lái)源與所要浸出的礦石為同一類金屬礦，但該金屬的含量可以不同。
所述的6-9K培養(yǎng)基的成分為硫酸銨2-3.0克/升、磷酸氫二鉀0.3-0.5克/升、七水合硫酸鎂0.3-0.5克/升、氯化鉀0.06-0.1克/升、硝酸鈣0.01克/升、七水合硫酸亞鐵29.62-44.43克/升，6-9K無(wú)鐵培養(yǎng)基的成分為硫酸銨2-3.0克/升、磷酸氫二鉀0.3-0.5克/升、七水合硫酸鎂0.3-0.5克/升、氯化鉀0.06-0.1克/升、硝酸鈣0.01克/升。
把從某硫化銅礦酸性礦坑水中采集的含有氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵微螺菌等混合菌的帶菌水樣，用9K培養(yǎng)基進(jìn)行分離和培養(yǎng)，得到以含氧化亞鐵硫桿菌為主、菌濃度在108個(gè)/毫升以上的較純混合菌種。
然后在9K無(wú)鐵培養(yǎng)基中加入粒度為小于76微米占95％的某銅礦礦石粉，礦漿濃度由5％-40％(重量百分?jǐn)?shù))遞增，細(xì)菌接種量為10％，在30℃的搖床中進(jìn)行馴化、培養(yǎng)，得到以含氧化亞鐵硫桿菌為主、菌濃度在108個(gè)/毫升以上的馴化混合菌。
之后將獲得的馴化混合菌用He-Ne激光器進(jìn)行輻照誘變。將激光發(fā)生器對(duì)準(zhǔn)固定小管架上的塑料小管，調(diào)整好光照角度，盡量減少光束折射造成的損失，照射30min進(jìn)行預(yù)熱。取培養(yǎng)48小時(shí)的馴化混合菌液各1.5ml置于直徑為8mm的8支塑料小管內(nèi)，將塑料小管置于激光束前方，使光束從側(cè)面照射菌液，激光波長(zhǎng)λ＝633nm，擴(kuò)束光斑直徑1.0cm，照射距離40cm。8支小管內(nèi)的菌液分別用1、3、5、7、9、11、13、15min等不同時(shí)間進(jìn)行輻照誘變。誘變后將小管在黑暗環(huán)境中放置至少4小時(shí)后，將菌液轉(zhuǎn)接入含Cu2+離子濃度35g/L的裝有10ml pH＝1.8的9K培養(yǎng)基的8支試管中于30℃的搖床培養(yǎng)，獲得抗Cu2+離子濃度35g/L的突變混合菌株。
將突變混合菌株進(jìn)行6次的活化轉(zhuǎn)接，9K培養(yǎng)基的pH值由1.8逐漸降低到1.3得到耐pH值為1.3的誘變混合菌。
將獲得的耐pH＝1.3的誘變混合菌在pH＝1.3的9K培養(yǎng)基中培養(yǎng)48小時(shí)的菌液，按10％(體積百分)接種量接入含某銅礦粉、礦漿濃度為5％、pH＝1.3的礦漿溶液中，并于30℃的搖床中進(jìn)行浸礦適應(yīng)性馴化培養(yǎng)，接入某銅礦粉的礦漿濃度逐步提高到40％，共進(jìn)行6次浸礦適應(yīng)性馴化培養(yǎng)后，該菌生長(zhǎng)周期為30小時(shí)，代時(shí)為6-8小時(shí)，在12小時(shí)內(nèi)能將培養(yǎng)基中Fe2+離子濃度為44.43g/L完全(100％)氧化為Fe3+離子，菌濃度為109個(gè)/毫升以上，即獲得適合于某銅礦細(xì)菌浸出的耐酸誘變浸礦菌種。
采用本菌種與未誘變菌種進(jìn)行浸礦比較，未誘變菌浸出198天，銅浸出率為60.44％。采用本菌種浸出53天，銅浸出率為60.12％，浸出6個(gè)月，浸出率為80.75％。本發(fā)明中可以用6K-9K中的任一培養(yǎng)基，該培養(yǎng)基為已知。
實(shí)施例2(適用于硫化鋅銅礦石浸出的耐酸誘變浸礦菌種的選育)某硫化鋅銅礦主要含銅礦物為黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦、銅藍(lán)、藍(lán)輝銅礦，含鋅礦物主要為閃鋅礦，金屬硫化物主要為黃鐵礦、磁黃鐵礦、白鐵礦、方鉛礦、毒砂等，其它礦物主要為石英、碳酸鹽礦物和粘土礦物等。
把從某硫化鋅銅礦酸性礦坑水中采集的含有氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵微螺菌等混合菌的帶菌水樣，用9K培養(yǎng)基進(jìn)行活化轉(zhuǎn)接培養(yǎng)，得到以含氧化亞鐵硫桿菌為主、菌濃度在108個(gè)/毫升以上的較純混合菌種。
然后在9K無(wú)鐵培養(yǎng)基中加入粒度為小于200目占95％的某硫化鋅銅礦礦石粉，礦漿濃度由5％-40％遞增，細(xì)菌接種量為10％，在30℃的搖床中進(jìn)行馴化、培養(yǎng)，得到以含氧化亞鐵硫桿菌為主、菌濃度在108個(gè)/毫升以上的馴化混合菌種。
之后將獲得的馴化混合菌種用He-Ne激光器進(jìn)行輻照誘變。將激光發(fā)生器對(duì)準(zhǔn)固定于小管架上的塑料小管，調(diào)整好光照角度，盡量減少光束折射造成的損失，照射至少30min進(jìn)行預(yù)熱。取培養(yǎng)48小時(shí)的馴化混合菌液1.5ml置于直徑為8mm的塑料小管內(nèi)，將塑料小管置于激光束前方，使光束從側(cè)面照射菌液，激光波長(zhǎng)λ＝633nm，擴(kuò)束光斑直徑1.0cm，照射距離40cm，輻照時(shí)間11min。誘變后將小管在黑暗環(huán)境中放置4-6小時(shí)后，將菌液轉(zhuǎn)接入含Cu2+離子濃度30g/L、Zn2+離子濃度30g/L的裝有10ml pH＝1.8的9K培養(yǎng)基中于30℃的搖床培養(yǎng)，培養(yǎng)時(shí)間24-72小時(shí)，獲得抗Cu2+離子濃度30g/L、Zn2+離子濃度30g/L的突變菌株。
將突變菌株進(jìn)行5次的活化轉(zhuǎn)接，9K培養(yǎng)基的pH值由1.8逐漸降低到1.3，得到耐pH＝1.3的誘變菌。在活化轉(zhuǎn)接過(guò)程中，培養(yǎng)基均含Cu2+離子濃度30g/L、Zn2+離子濃度30g/L。
將獲得的耐pH＝1.3的誘變菌在pH＝1.3的9K培養(yǎng)基中培養(yǎng)48小時(shí)的菌液，按10％(體積百分)接種量接入某硫化鋅銅礦礦粉，礦粉粒度小于76微米占90％以上，礦漿濃度為5％、pH＝1.3于30℃的搖床中進(jìn)行浸礦適應(yīng)性馴化培養(yǎng)，搖床轉(zhuǎn)速150轉(zhuǎn)/分鐘，接入的某硫化鋅銅礦的礦漿濃度由5％逐步提高到40％，共進(jìn)行5次浸礦適應(yīng)性馴化培養(yǎng)后，該菌生長(zhǎng)周期為28小時(shí)，在12個(gè)小時(shí)內(nèi)細(xì)菌能夠?qū)⑴囵B(yǎng)基中含44.43g/LFe2+離子完全(100％)氧化為Fe3+離子，菌濃度為109個(gè)/毫升以上，即獲得適合于某硫化鋅銅礦細(xì)菌浸出的耐酸誘變浸礦細(xì)菌。
采用本菌種與未誘變的菌種進(jìn)行浸礦性能比較，其結(jié)果是采用未誘變菌浸出6個(gè)月，銅浸出率為48.76％，鋅浸出率67.50％；應(yīng)用本菌種浸出90天，銅浸出率為50.23％，鋅浸出率82.59％，浸出8個(gè)月，銅浸出率為76.85％，鋅浸出率90.02％。
實(shí)施例3(適用于硫化銅鈷鋅礦石浸出的耐酸誘變浸礦菌種的選育)某硫化銅鈷銅礦主要含銅礦物為黃銅礦、斑銅礦、黑銅礦、孔雀石和藍(lán)銅礦；含鋅礦物主要為閃鋅礦；鈷主要呈類質(zhì)同象分布在黃鐵礦和磁黃鐵礦中，見(jiàn)少量的鈷鎳黃鐵礦和硫鐵鎳鈷礦；含硫金屬硫化物主要為黃鐵礦和磁黃鐵礦；其它脈石礦物主要為方解石、白云石，其次為石英、滑石、蛇紋石及綠泥石等。
把從某硫化銅鈷鋅礦酸性礦坑水中采集含有氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵微螺菌等混合菌的帶菌水樣，用9K培養(yǎng)基進(jìn)行分離和培養(yǎng)，得到以含氧化亞鐵硫桿菌為主、菌濃度在108個(gè)/毫升以上的較純菌種。9K培養(yǎng)基的成分為硫酸銨3.0克/升、磷酸氫二鉀0.5克/升、七水合硫酸鎂0.5克/升、氯化鉀0.1克/升、硝酸鈣0.01克/升、七水合硫酸亞鐵44.43克/升。
然后在9K無(wú)鐵培養(yǎng)基中加入粒度為小于76微米占95％的某硫化銅鈷鋅礦礦石粉，礦漿濃度由5％-40％遞增，細(xì)菌接種量為10％，在30℃的搖床中進(jìn)行馴化、培養(yǎng)，搖床轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分鐘，得到以含氧化亞鐵硫桿菌為主、菌濃度在108個(gè)/毫升以上的馴化混合菌種。9K無(wú)鐵培養(yǎng)基的成分為硫酸銨3.0克/升、磷酸氫二鉀0.5克/升、七水合硫酸鎂0.5克/升、氯化鉀0.1克/升、硝酸鈣0.01克/升。
之后將獲得的馴化混合菌種用He-Ne激光器進(jìn)行輻照誘變。將激光發(fā)生器對(duì)準(zhǔn)固定于小管架上的塑料小管，調(diào)整好光照角度，盡量減少光束折射造成的損失，照射30min進(jìn)行預(yù)熱。取培養(yǎng)48小時(shí)的馴化菌液1.5ml置于直徑為8mm的塑料小管內(nèi)，將塑料小管置于激光束前方，使光束從側(cè)面照射菌液，激光波長(zhǎng)λ＝633nm，擴(kuò)束光斑直徑1.0cm，照射距離40cm，輻照時(shí)間11min。誘變后將小管在黑暗環(huán)境中放置至少4小時(shí)后，將菌液轉(zhuǎn)接入含Cu2+離子濃度2g/L、Zn2+離子濃度5g/L、Co2+離子濃度0.5g/L的裝有10ml pH＝1.8的9K培養(yǎng)基中于30℃的搖床培養(yǎng)，培養(yǎng)時(shí)間24-72小時(shí)。逐步提高培養(yǎng)基中的Cu2+離子濃度至30g/L、Zn2+離子濃度30g/L、Co2+離子濃度10g/L，直至獲得抗Cu2+離子濃度30g/L、Zn2+離子濃度30g/L、Co2+離子濃度10g/L的突變菌株。
將突變菌株進(jìn)行5次的活化轉(zhuǎn)接，9K培養(yǎng)基的pH值由1.8逐漸降低到1.3，得到耐pH＝1.3的誘變菌。
將獲得的耐pH＝1.3的誘變菌在pH＝1.3的9K培養(yǎng)基中培養(yǎng)48小時(shí)的菌液，按10％(體積百分)接種量接入某硫化銅鈷鋅礦礦粉，礦粉粒度小于76微米占90％以上，礦漿濃度為5％的礦漿中，于30℃的搖床中進(jìn)行浸礦適應(yīng)性馴化培養(yǎng)，并逐步提高礦漿濃度到40％，共進(jìn)行5次馴化培養(yǎng)后，該菌生長(zhǎng)周期為34小時(shí)，在12個(gè)小時(shí)內(nèi)細(xì)菌能夠?qū)⑴囵B(yǎng)基中含44.43g/LFe2+離子完全(100％)氧化為Fe3+離子，菌濃度為109個(gè)/毫升以上，即獲得適合用于細(xì)菌浸出某硫化銅鈷鋅礦礦石的耐酸誘變浸礦細(xì)菌。
本菌種與未誘變菌種使用結(jié)果的比較是在礦石粒度為小于15mm的條件下，采用未誘變菌，浸出8個(gè)月，銅浸出率為48.85％，鈷浸出率為68.67％，鋅浸出率72.39％；應(yīng)用本菌種浸出8個(gè)月，銅浸出率為68.74％，鈷浸出率為85.26％，鋅浸出率88.32％。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)耐酸誘變浸礦菌株可耐pH0.9-1.5，適用于pH0.9-2.5之間，從而使生物浸礦的浸出速度提高，浸出周期縮短1/3-2/3，金屬浸出率提高10-30％，降低生產(chǎn)成本10-30％。
權(quán)利要求
1.耐酸誘變浸礦菌種的選育方法，其特征在于它包括以下幾個(gè)步驟(1)獲得原始菌種從礦山酸性礦坑水中取回含有氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵微螺菌等混合菌的帶菌水樣，將上述水樣以6-9K培養(yǎng)基進(jìn)行分離和培養(yǎng)，得到以含氧化亞鐵硫桿菌為主，菌濃度在108個(gè)/ml以上的較純混合菌種；(2)在6-9K無(wú)鐵培養(yǎng)基中加入粒度小于76微米占95％的所需浸出的礦石粉末，礦漿濃度為5％-40％遞增，細(xì)菌接種量為10％，進(jìn)行馴化、培養(yǎng)，得到以含氧化亞鐵硫桿菌為主，菌濃度108-1010個(gè)/ml的馴化混合菌；(3)將上述獲得的馴化混合菌用He-Ne激光器進(jìn)行輻照誘變，將激光發(fā)生器對(duì)準(zhǔn)塑料小管，先預(yù)熱至少30min，隨后小管內(nèi)加入(2)中培養(yǎng)24-72小時(shí)的馴化混合菌液，光束從側(cè)面照射菌液，λ＝633nm，擴(kuò)束光斑直徑1.0cm，照射距離30-50cm，輻照時(shí)間5-20min，誘變后將小管在黑暗環(huán)境中放置至少4小時(shí)后轉(zhuǎn)接入裝有10ml pH＝1.8的含有Cu2+離子或Zn2+離子或Cu2+離子、Zn2+離子、Co2+離子的6-9K培養(yǎng)基中，30℃的搖床培養(yǎng)，搖床速度50-250轉(zhuǎn)/分鐘，獲得突變混合菌株；(4)突變混合菌株在低pH值下進(jìn)行篩選，5-8次連續(xù)活化轉(zhuǎn)接，得到耐低pH值的誘變菌；(5)將獲得的耐低pH值的誘變菌在對(duì)應(yīng)的pH值且含有Cu2+離子或Zn2+離子或Cu2+離子、Zn2+離子、Co2+離子的培養(yǎng)基中培養(yǎng)48小時(shí)的菌液，按10％接種量接入對(duì)應(yīng)的pH值需要進(jìn)行細(xì)菌浸出的礦漿中于30℃的搖床中進(jìn)行浸礦適應(yīng)性馴化、培養(yǎng)，過(guò)程需進(jìn)行5-8次后，即獲得耐酸誘變浸礦細(xì)菌，該菌生長(zhǎng)周期為24-48小時(shí)，將44.43g/LFe2+完全(100％)氧化成為Fe3+的氧化時(shí)間為9-15小時(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐酸誘變浸礦菌種的選育方法，其特征在于所述的需浸的礦石粉末為硫化銅礦石，照射距離為40cm，以不同的時(shí)間下分別進(jìn)行，再混合，突變菌株進(jìn)行6次活化轉(zhuǎn)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐酸誘變浸礦菌種的選育方法，其特征在于所述的需浸的礦石粉末為硫化鋅銅礦石，照射距離40cm，輻照時(shí)間11min，突變菌株進(jìn)行5次活化轉(zhuǎn)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐酸誘變浸礦菌株的選育方法，其特征在于所述的需浸的礦石粉末為硫化鎳鈷銅礦石，突變菌株進(jìn)行6次活化轉(zhuǎn)接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐酸誘變浸礦菌種的選育方法，其特征在于所述的需浸的礦石粉末為硫化銅鈷鋅礦石，照射距離40cm，輻照時(shí)間11min，突變菌株進(jìn)行6次活化轉(zhuǎn)接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的耐酸誘變浸礦菌種的選育方法，其特征在于所述的6-9K培養(yǎng)基的成分為硫酸銨2-3.0克/升、磷酸氫二鉀0.3-0.5克/升、七水合硫酸鎂0.3-0.5克/升、氯化鉀0.06-0.1克/升、硝酸鈣0.01克/升、七水合硫酸亞鐵29.62-44.43克/升；6-9K無(wú)鐵培養(yǎng)基的成分為硫酸銨2-3.0克/升、磷酸氫二鉀0.3-0.5克/升、七水合硫酸鎂0.3-0.5克/升、氯化鉀0.06-0.1克/升、硝酸鈣0.01克/升。
全文摘要
耐酸誘變浸礦菌種的選育方法包括以下步驟從礦山酸性礦坑水中取回含有氧化亞鐵硫桿菌、氧化亞鐵微螺菌等混合菌的帶菌水樣，進(jìn)行分離和培養(yǎng)，得到較純混合菌種；在6－9K無(wú)鐵培養(yǎng)基中加入所需浸出的礦石粉末，進(jìn)行馴化、培養(yǎng)，得到馴化混合菌；馴化混合菌用He－Ne激光器進(jìn)行輻照誘變，獲得突變混合菌株；突變菌株在低pH值下進(jìn)行篩選，活化轉(zhuǎn)接，得到耐低pH值的誘變菌；進(jìn)行浸礦適應(yīng)性馴化、培養(yǎng)，獲得耐酸誘變浸礦混合細(xì)菌，該菌生長(zhǎng)周期為24－48小時(shí)，將44.43g/L Fe
文檔編號(hào)C12N13/00GK1475559SQ0212883
公開(kāi)日2004年2月18日 申請(qǐng)日期2002年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月15日
發(fā)明者溫建康, 阮仁滿, 孫雪南 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院