一、在硫化矿物浸出过程中氧化铁硫杆菌的生长和固着(论文文献综述)
洪娴静[1](2021)在《嗜酸铁氧化/还原菌生物浸出法利用低品位辉铜矿》文中指出得益于绿色和经济性的优势,生物浸出被广泛应用于低品位矿物有色金属提取。高效的生物浸出与微生物介导活跃的铁硫代谢紧密关联,而铁代谢匮乏是制约辉铜矿浸出的关键因素。本研究以低品位辉铜矿生物浸出为研究对象,分别从铁氧化/还原菌生理和浸出特性、细胞全局转录水平差异以及基于浸矿微生物协同浸出提升生物柱浸辉铜矿效能等方面进行研究,主要研究内容如下:(1)铁氧化/还原菌Leptospirillum ferriphilum/Acidiphilium sp.筛选鉴定及基础生理特性分析。以葡萄糖为基质从德兴铜矿浸出液中分离出嗜酸异养菌Acidiphilium sp.DX-LIX2,该菌细胞革兰氏染色阴性,呈杆状或球状(0.6×0.8~1.0μm),最大比生长速率(μmax)0.19 h-1,利用葡萄糖、半乳糖等有机质进行异养生长,具有一定铁还原活性,可协同浸出辉铜矿。结合稀释分离路线及双层平板法从紫金山铜矿酸性矿坑废水(AMD)中筛得嗜酸铁氧化菌L.ferriphilum ZJ-AU1,该菌细胞呈曲杆状或螺旋状(长度0.7~2.5μm,直径0.25~0.5μm),μmax为0.13 h-1,以亚铁为能源物质并呈现较强铁氧化活性。(2)外源干预对低品位辉铜矿生物浸出影响及作用机制解析。以L.ferriphilum、Acidithiobacillus caldus及Acidiphilium sp.构建菌种组合,施以Fe2+/Fe3+/黄铁矿/纤维质废弃物酸解液干预,系统分析浸出差异性。理化参数表明外源干预强化浸出体系铁硫代谢并促进菌体生长,其中同时添加黄铁矿及水草酸解液策略强化效果最佳,游离及附着生物量分别提高2.51及5.73倍,浸出40 d铜离子浸出率达67.6%。添加强氧化剂Fe3+与矿物直接反应或补加黄铁矿都为菌体生长提供更多能源物质,酸解物有利于铁元素循环同时促进菌体附着,附着细胞数量及EPS分泌量显着提高通过强化“接触”浸出机制加速矿物溶解促进铜离子浸出。(3)基于转录组学系统分析外源水草酸解物干预下L.ferriphilum ZJ-AU1浸出低品位辉铜矿过程生理响应机制。根据样本基因表达水平检测到616个差异表达基因(DEGs),其中298个上调基因与鞭毛组装、双组分系统等通路相关,318个下调基因涉及氧化磷酸化、嘌呤嘧啶合成等基础代谢通路。具体分析DEGs相关生理代谢途径,结合试验条件作出以下推论:酸解物引入后可能引起酸胁迫和氧化应激,导致胞内基础代谢受抑制,菌体需要建立复杂的调节网络和机制,保留关键而高效的代谢通路维持生命力。借助鞭毛及趋化蛋白向矿物表面迁移同时强化细胞壁/EPS合成,抵御不良环境的同时有效促进“接触”机制发挥作用溶解矿物;通过外排系统或缓冲物质合成缓解质子及活性氧(ROS)胁迫;各类防御修复机制可以及时处理受损DNA、蛋白等生物大分子。(4)基于外源菌种干预策略强化低品位辉铜矿生物柱浸。结合各菌种生理特性设计不同阶段外源接种策略,分析浸出过程理化参数变化及群落结构组成。前期接种L.ferriphilum-中期接种A.caldus-后期接种Acidiphilium sp.的连续干预策略通过加强浸出体系铁硫代谢促使更多菌体生长,附着于矿物表面同时分泌大量EPS以加速铜离子溶出。浸出25 d该最优体系铜离子浓度为325.5 mg·L-1,浸出率达59.8%,相较非生物对照及无再接种策略的生物对照组分别提高39.3%及18.2%。群落结构分析表明主要菌属为Leptospirillum、Acidithiobacillus、Acidiphilium及Alicyclobacillus,无外源干预条件下Acidiphilium占据绝对优势地位,接种L.ferriphilum能大幅提高Acidithiobacillus及Leptospirillum相对丰度,接种A.caldus对Leptospirillum有利但会加剧同营养类型菌种间竞争。
吴炜进[2](2020)在《金属离子胁迫对电子废弃物生物浸出过程的影响机制研究》文中指出随着信息科学技术的高速发展和电子工业市场的不断扩大,电子类产品更新换代的年限不断缩短,被淘汰的电器、电子产品数量也在大幅增长。因此,回收处理这些电子废弃物已成为亟待解决的问题。其中,尤以废旧锂离子电池(Waste lithium-ion batteries,WLIBs)和废旧电路板(Printed Circuit Boards,PCB)的回收最受关注。生物浸出技术因其具有成本低、条件温和、绿色环保等优点而被认为是最有前途的电子废弃物回收技术。然而,“料浆浓度限制”现象严重制约了该技术的发展,因此研究导致“料浆浓度限制”的根本原因并突破其限制就成为推动该技术产业化的关键。本文采用以Leptospirillumferriphilum和Sulfobacillsu thermosulfidooxidans等为主的嗜酸微生物混合菌群(Acidophilic mixed consortium,AMC),以废旧电路板和废旧锂离子电池正极活性材料为研究对象,研究其生物浸出过程中的“料浆浓度限制”现象、机理及其调控策略,得到了以下研究结果:(1)电路板毒性对AMC活性的影响是导致废旧电路板生物浸出过程中“料浆浓度限制”的主要原因。使用细菌培养上清液可以直接从电路板中提取出铜,AMC的作用主要体现在氧化Fe2+生成具有强氧化性的Fe3+方面。将AMC培养过程与电路板浸出过程进行分离可以避免电路板毒性对AMC活性的影响,为此构建了生物氧化-浸出-分离的分阶段循环生物浸出工艺过程,可以显着提高废旧电路板生物浸出效率。最终,在9天时间里处理了 100 g/L的废旧电路板,铜处理效率达0.301 g Cu/L/h,效果显着。(2)针对废旧锂离子电池的生物浸出过程,开发了一条从废旧锂离子电池的拆解、正极活性材料的分离和预处理、生物浸出、金属离子分离到最终产品制备的完整工艺路线,能够有效地实现废旧锂离子电池中有价金属的分离与回收。此外,分别对废旧磷酸铁锂电池和废旧三元材料电池的生物浸出过程开展了实验研究,实现了 4.0%(w.v-1)磷酸铁锂正极活性材料中95.3%的Li+回收率和3.0%(w.v-1)三元材料电池正极活性材料中92.8%Li+和85.6%Co2+的回收率。然而,随着料浆浓度的进一步提高,有价金属的回收率却逐渐降低,这表明废旧锂离子电池的生物浸出过程也同样存在“料浆浓度限制”现象。(3)通过研究废旧锂离子电池的生物浸出机理可以为深入理解“料浆浓度限制”现象奠定一定的理论基础。对LiCoO2生物浸出过程的研究结果表明,Li+的浸出主要是通过酸溶的作用,而Co2+的浸出则是Fe2+还原和酸溶共同作用的结果。AMC既能通过生物氧化清除黄铁矿和LiCoO2表面的硫提高Li+和Co2+的回收率,同时又能利用其氧化硫产生的硫酸促进Li+和Co2+的浸出。此外,AMC生成的胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)也有利于提高Li+和Co2+的回收率。最终,经过72 h的生物浸出后,Li+和Co2+的回收率分别达到100%和 99.3%(1.5%(w·v-1)LiCoC2 的添加量)。(4)在LiCoO2生物浸出过程中也存在“料浆浓度限制”现象,在较高LiCoO2料浆浓度条件下,不断溶出的Li+和Co2+降低AMC的氧化活性,抑制AMC的菌体生长,破坏AMC的生物被膜,引起Li+和Co2+回收率的明显下降。Li++Co2+胁迫作用对AMC氧化活性的抑制是导致LiCoO2生物浸出过程中存在“料浆浓度限制”现象的原因。Li++Co2+胁迫作用导致溶液渗透压升高,诱导AMC产生大量的活性氧自由基(ROS),从而抑制AMC的氧化活性。通过添加渗透压调节剂甘氨酸(Gly)能够提高AMC的铁氧化活性,但是无法提升LiCoO2的料浆浓度。通过外源添加谷胱甘肽(GSH)能够降低AMC胞内的ROS含量,并减少胞内脂质过氧化程度。生物被膜的激光共聚焦显微镜(Confocal Laser Scanning Microscope,CLSM)和扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)检测结果表明,添加外源GSH能够增加生物被膜中的活菌数量,增强AMC对Li+和Co2+的耐受程度,缓解Li+和Co2+对AMC的抑制作用。最终,通过添加外源GSH策略,生物浸出LiCoCO2的料浆浓度由文献报道的1.0%(w·v-1)提升至5.0%(w·v-1),且该条件下Li+和Co2+回收率分别为98.1%和96.3%,效果显着。(5)鉴于ROS在“料浆浓度限制”现象中所发挥的作用,本文进一步研究了 LiCoO2生物浸出过程中AMC胞内生成过高ROS的原因。结果显示,Li++Co2+抑制AMC的抗氧化活性是导致AMC胞内ROS含量大量累积的原因。Li+、Co2+和Li++Co2+都能够引起AMC胞内抗氧化系统的紊乱,降低AMC的总抗氧化活性,但方式各有不同。Li+通过抑制过氧化氢酶(CAT)的活性降低AMC对过氧化氢的清除能力;Co2+通过抑制超氧化物歧化酶(SOD)的活性降低AMC对超氧阴离子的清除能力;而Li++Co2+则能够同时抑制上述两种酶的活性。Li+和Co2+对AMC胞内GSH含量和多酚类物质含量的影响都不大。通过宏转录组数据证实,AMC不仅具有与SOD酶(Fe/Mn-SOD和Cu/Zn-SOD)相关编码基因,同时也具有CAT酶(katE)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的编码基因。(6)建立了 Li++Co2+胁迫作用下诱导产生的胞内氧化应激反应与“料浆浓度限制”之间的关系。在较高LiCoO2料浆浓度条件下,Li++Co2+胁迫通过抑制AMC胞内抗氧化酶SOD和CAT的酶活,降低AMC的总抗氧化活性,导致AMC胞内累积了过量的ROS,并引发氧化应激反应。因而过量的ROS抑制了 AMC的氧化活性,破坏了生物被膜的结构与功能,最终导致LiCoO2生物浸出过程中的“料浆浓度限制”现象的发生。
陈迪[3](2020)在《高硫煤废弃矿井微生物群落演替规律及铁硫代谢基因的功能预测》文中研究说明高硫煤矿关闭后仍长期产生酸性矿井水,严重污染地下水及地表水环境,对矿区生态环境构成重大威胁。煤矿关闭后,矿井内部由开放体系变为封闭/半封闭体系,环境条件的改变诱发矿井内部微生物群落的演替。论文通过现场调研、测试分析及室内模拟实验,研究了废弃煤矿酸性排水对地表环境微生物群落结构及代谢功能等的影响,重点研究了废弃煤矿环境条件下的产酸过程和微生物群落演替规律。主要结论如下:(1)揭示了废弃煤矿酸性排水对表生环境微生物群落结构、代谢功能和铁硫代谢基因的影响。研究结果表明,受AMD污染后极端酸性、高铁的寡营养环境导致细菌丰度和多样性显着降低,Ferrovum、Metallibacterium和Acidithiobacillus等嗜酸性铁硫代谢菌成为优势菌属,CCA分析结果表明当土壤p H<4时,样品中细菌群落的分布主要受铁含量影响。Tax4Fun功能预测结果表明微生物通过增强信号传导、膜转运、能量代谢、核苷酸代谢、翻译、复制和修复等功能,以提高细胞活性,适应极端环境。cys J、cys I、cys H、cys NC、cys D和Sat等同化硫酸盐代谢基因在污染环境微生物中高度表达,微生物通过增强对硫酸盐的同化代谢以合成生物体代谢所必须的物质。(2)开展了开放、半封闭、封闭条件下废弃煤矿微生物群落演替及水质变化模拟实验,设置煤+矸石、矸石和土壤+矸石三类组成类型。结果表明厚壁菌门、变形菌门、放线菌门、硝化螺旋菌门和绿弯菌门是废弃煤矿模拟体系的优势菌门,体系中微生物多样性随时间逐渐增加。硫化杆菌属、酸铁杆菌属、norank_f__Bacteriovoracaceae和norank_o__Acidimicrobiales等为模拟体系中的优势菌群,其中硫化杆菌属在矸石体系中的丰度显着高于其他各组,酸铁杆菌属在封闭/半封闭体系中的丰度显着高于开放体系。(3)340天的封闭条件煤+矸石模拟实验发现,封闭条件下模拟体系具有持续产酸的能力,微生物群落结构也发生显着改变。模拟体系中厚壁菌门的丰度随时间逐渐降低,而放线菌门、硝化螺旋菌门和绿弯菌门的丰度整体呈增加趋势,变形菌门丰度先增加后降低。在属水平上,硫化杆菌属、酸铁杆菌属、高铁微菌属、高铁丝菌属等具有铁硫代谢能力的菌属逐渐被norank_o__Acidimicrobiales、norank_f__Bacteriovoracaceae、norank_c__JG37-AG-4和norank_f__Family_XVII等对重金属有较强耐受性的菌群所替代。RDA分析表明,煤+矸石体系中微生物群落分布主要受SO42-、p H和Mn的影响。(4)在开放/半封闭的矸石模拟体系中,厚壁菌门随时间逐渐下降,而变形菌门和放线菌门的丰度逐渐增加。在属水平上,模拟体系内的异养铁硫代谢菌硫化杆菌和高铁微菌逐渐被norank_o__Acidimicrobiales和norank_f__Bacteriovoracaceae替代,而自养型铁硫氧化菌—酸铁杆菌的丰度随时间无显着变化。RDA分析表明矸石体系中微生物群落分布主要受Al、Cr、Mn、Zn等重金属的影响。(5)揭示了不同条件下废弃煤矿模拟体系的产酸过程。产酸初期主要以氧气和微生物催化氧化黄铁矿和Fe2+为主,随着氧气的消耗,Fe3+成为黄铁矿主要的氧化剂,导致体系内Fe3+浓度逐渐降低而Fe2+浓度逐渐增加,开放和封闭体系后期的产酸存在差异。封闭体系中随着Fe3+的逐渐消耗,模拟体系逐渐达到稳定状态,稳定状态下水体中主要为Fe2+和SO42-;而开放体系中黄铁矿持续缓慢氧化,体系内Fe2+和SO42-逐渐增加。废弃煤矿的产酸过程同时伴随矿物的溶解和Fe3+的水解过程,兼性厌氧的酸铁杆菌属为封闭体系的主要产酸微生物。(6)通过Tax4Fun功能预测,揭示了废弃煤矿产酸过程中微生物群落代谢功能和铁硫代谢基因的变化特征。结果表明体系内微生物的氨基酸代谢、碳水化合物代谢、辅酶和维生素代谢、能量代谢等代谢功能逐渐降低,而核苷酸代谢、聚糖生物合成代谢、细菌分泌系统、双组份系统和硫代谢等代谢功能逐渐增强;封闭体系中硫酸盐转运、同化硫酸盐还原和异化硫酸盐氧化/还原基因随时间呈增加趋势。该论文有图91幅,表24个,参考文献179篇。
崔佳莹[4](2020)在《废液晶显示器中铟的浸出与资源化理论技术及有价值材料回收工艺研究》文中提出铟是一种重要的稀散金属资源,主要用于液晶显示器(LCD)中电极的生产。随着LCD生产量和废弃量的同步攀升,根据可持续发展的要求从废LCD中回收铟是大势所趋。目前,从废LCD中回收铟的方法较多,但仍然无法摆脱以浓酸浸出为主的工业生产模式。进一步地粗铟向商品级纯铟金属转化存在提纯成本高的问题,生物合成纳米颗粒的技术因具有合成环境中金属离子复杂的固有属性为铟的资源化回收技术提供了新的思路。针对当前废LCD回收过程中可商业化的绿色浸出技术匮乏、粗铟产物难以高值利用等问题,本论文探索黑曲霉浸出铟的方法及机理,明晰发酵液中有效化学成分为草酸,阐明草酸浸出铟的机理,模拟硫化镉建立硫化铟纳米颗粒的生物回收方法,深度挖掘生物合成硫化铟量子点的能力及应用潜力,形成废LCD中有价值材料处理与资源化回收工艺。论文的主要工作及研究成果如下:(1)构建黑曲霉浸出废LCD中铟的方法并阐明浸出机理。研究发现黑曲霉在不同方式下对铟浸出率的大小顺序为:发酵液浸出>分步浸出>同步浸出。降低初始p H、振荡速度和蔗糖投加量对黑曲霉发酵的影响为:发酵液p H值降低,无氧呼吸过程产生的羧基量升高,营养成分的氧化度提高,相应地将这三者分别从7.0、200 rpm、100 g/L优化为4.0、125 rpm和50 g/L,第15 d的发酵液在70℃下处理粉末90 min的铟浸出率从12.3%提升至100%。经与葡萄糖酸、柠檬酸、苹果酸比较后,草酸是黑曲霉生物浸出铟的最有效成分。(2)依据黑曲霉生物浸出的现象,解析草酸浸出废LCD中铟的性能优于无机酸的复杂反应机理。研究发现控制草酸浓度为0.5 M、浸出温度为70℃、粉末投加量为50g/L,反应45 min后,铟的浸出率能达到100%。根据阿伦尼乌斯模型,草酸浸出铟的反应活化能为43.622 k J/mol,表明反应速率主要受化学反应步骤和离子扩散步骤控制。超声空化作用有助于提高粉末处理量。氧化铟的溶解依赖于所分配的H+浓度。金属水解是酸浸体系中普遍存在的离子损失的负面现象。草酸在浸出过程中的优越性体现在通过维持合适的H+浓度,从而降低非目标金属对H+的竞争消耗、抑制浸出In3+的水解,并利用C2O42-沉淀去除钙、锶等金属杂质。(3)为了探索粗铟高值利用的新途径,结合硫化镉纳米颗粒生物合成的方法,研究大肠杆菌沉淀回收硫化铟纳米颗粒的可行性。利用基因编辑大肠杆菌代谢半胱氨酸形成S2-与体系中稳定分散吸附于蛋白质表面的In3+结合沉淀形成硫化铟纳米颗粒。所回收的硫化铟纳米颗粒平均粒径约为8 nm,对光的吸收峰为303 nm,禁带宽度为3.444 e V,小尺寸引发的量子限制效应明显,可用于污染物的催化降解。(4)进一步地探索粪肠球菌合成硫化铟量子点的方法及潜在应用。基于细菌对培养基中重金属的代谢解毒作用,以硫酸铟为铟源,粪肠球菌内源性缓慢代谢产S2-使吸附分散于体系中的In3+原位沉淀形成量子点,通过表面丰富的有机物稳定存在于水相中。合成的硫化铟量子点为3~5 nm的球形多晶结构,样品存在393 nm和460 nm两个荧光峰,在细菌体内的荧光性较好。经透析提纯后,硫化铟量子点的外观与水样无明显差异,这为生物源硫化铟量子点用于生物标记与荧光检测奠定了理论基础。(5)结合上述研究,针对废LCD中有价值材料偏光片、液晶、铟和玻璃基板开发高值化绿色回收工艺。建立偏光片层层剥离方法,使丙酮浸泡时间缩短至30 min以内,可同步回收偏光片和液晶,并且避免了对二者再利用特性的明显破坏。探究发酵液浸出铟的限制性因素,以低浓度草酸模拟生物浸出技术,通过响应曲面优化参数显着提升批处理量和处理效率,明确浸出渣中玻璃的可再利用性。此外,适配利用粗铟合成硫化铟纳米颗粒的技术可行性。最终形成有价值材料的绿色回收工艺流程。论文研究成果为废LCD中铟的浸出与资源化奠定了理论与技术基础,并为废LCD中有价值材料的回收工艺提供了指导性方案。
何惊涛[5](2020)在《能源物质对氧化亚铁硫杆菌浸出含钒页岩的工艺影响研究》文中认为含钒页岩是我国重要的含钒资源,其储量巨大,分布广泛,近年来得到了大量学者的关注和研究。目前,含钒页岩的提钒工艺中存在一些关键问题,比如酸耗较大、能耗较高等,都制约了含钒页岩提取行业的绿色可持续发展。微生物冶金技术以其节能、环保、成本低等优势逐渐运用在矿物提取、二次资源回收利用等众多领域。含钒页岩的生物提取研究具有可行性,但是研究相对较少。因此本研究在已有前人的研究基础上,以湖北郧西含钒页岩为研究对象,分析氧化亚铁硫杆菌浸出提钒规律,确定适宜工艺参数。为了提高浸出效果,分别进行脱碳处理原矿和改变细菌的生长能源物质,探究对生物浸出过程的影响以及浸出机制。结果表明用氧化亚铁硫杆菌浸出含钒页岩,在初始pH 2.0、矿浆浓度30 g/L、接种量10%的条件下浸出,钒的浸出率为27.17%。当添加黄铁矿12 g/L时,钒的浸出率升高至49.45%。在此基础上,再研究不同能源物质对含钒页岩原矿和脱碳样浸出的影响,结果表明能源物质的促进效果依次为:硫>硫和亚铁离子混合能源物质>亚铁离子。以硫为能源物质和混合能源物质的脱碳样钒浸出率分别高出原矿15.36%和4.71%,但是以亚铁离子作为单一能源物质时,脱碳样的浸出率却低于原矿10.28%。以硫为能源物质时浸出20天后,含钒页岩原矿和脱碳样浸出率最高达47.86%、63.32%。最后,优化以硫为能源物质生物浸出脱碳样,在20%初始接种量,20 g/L的矿浆浓度,调节初始pH为1.8,额外添加8 g/L的硫粉,30℃、160 rpm恒温摇床中摇瓶浸出30天,最终钒的浸出率达到了74.22%。根据脱碳后含钒页岩以亚铁为单一能源物质时浸出率下降的反常现象,研究了原矿和脱碳样的生物浸出影响机制。结果表明:黄钾铁矾沉淀是含钒页岩生物浸出过程的重要影响因素,由于原矿与脱碳样的矿石组成差异使得浸出过程中黄钾铁矾的生成速率不同,脱碳样中快速生成的黄钾铁矾覆盖在矿物表面,造成钒浸出率低于原矿。因此,硫作为单一能源物质避免了黄钾铁矾的影响,并提供一个更为稳定的高酸度环境,这是含钒页岩钒浸出效果提高的关键因素。
王鑫[6](2017)在《微生物对低品位含钒石煤的浸出及机理研究》文中研究指明含钒石煤作为一种重要的钒矿资源,在我国分布广泛且储量丰富。石煤中钒多以类质同象形式赋存于钒云母的晶格中,结构较稳定。传统火法焙烧提钒工艺存在环境污染严重或酸浸过程耗酸量高等问题。基于此,本文以湖北郧西某含钒石煤为研究对象,采用氧化亚铁硫杆菌(At.f)和胶质芽孢杆菌(B.M.)浸提石煤中钒,研究了细菌对钒的浸出工艺条件及不同强化方法对含钒石煤浸出的影响规律。主要研究结果如下:研究获得了At.f对含钒石煤的最佳浸出工艺条件:初始pH值2.0、矿浆浓度为20g/L、接种量10%、初始Fe2+浓度12g/L,30d钒浸出率为47.56%;获得了 B.M.对含钒石煤的最佳浸出工艺条件:pH值6.0、矿浆浓度为20g/L、接种量10%、以蔗糖为碳源,添加量为20g/L,30d钒浸出率为44.31%。在此基础上进行了 B.M.不同诱变方法的研究,发现最佳诱变方法为紫外诱变,诱变菌种的草酸和柠檬酸代谢量分别比诱变前提高了 37.67%和33.01%,钒浸出率提高了 7.86%。研究发现,采用“空白焙烧预处理含钒石煤”强化细菌浸出效果,B.M.和At.f对钒浸出率分别可达92.62%和60.63%,较未采用强化处理工艺,钒浸出率分别提高了 48.31%和13.07%。对含钒石煤进行了热力学、SEM、FTIR及XRD分析,发现有机质、黄铁矿和钒的氧化反应在热力学上均可以自发进行,且钒云母铝氧四面体的结构失稳、基本构成单元发生畸变和垮塌且赋存于残渣态的钒含量降低,是微生物浸钒的主要机制。研究了不同浸出不同工艺,发现含钒石煤原矿及空白焙烧预处理后含钒石煤以及菌种的作用顺序等对钒的浸出率影响较大,钒浸出率大小顺序为:B.M.+At.f(94.27%,原矿焙烧)>B.M.(92.62%,原矿焙烧)>Atf.+R.M.(85.54%,原矿焙烧)>Af.f(60.63%,原矿焙烧)>At.f(47.56%,原矿不焙烧)>B.M.(44.31%,原矿不焙烧)>酸浸(42.37%,原矿焙烧)>水浸(18.36%,原矿焙烧)。At.f浸出过程中,钒云母表面逐渐被黄钾铁矾覆盖而形成钝化层,阻碍了微生物及其代谢产物与钒云母颗粒的作用,影响其对钒的浸出效果。首先采用B.M.进行浸出,而后采用At.f进行浸出,可以避免At.f浸出过程中产生的黄钾铁矾对浸出效果的影响。论文的研究成果对于采用微生物浸出含钒石煤具有重要的指导作用,可为低品位含钒利用提供一定的理论基础和依据。
叶茂友[7](2017)在《铅锌硫化尾矿中金属的生物浸出行为及浸出机理的研究》文中提出针对富矿、易处理矿资源日渐减少、环保要求不断提高、对金属的需求与日俱增的要求,金属尾矿的综合利用受到日益关注和重视。尾矿中蕴含有大量的稀有金属和有色金属,同时尾矿的大量堆存对水体和土壤等环境造成严重的污染,合理开发和利用尾矿在资源利用和重金属污染防治方面都有重要的意义。目前利用湿法和火法处理金属尾矿虽然有效,但能耗大,处理费用高,容易造成二次污染。而生物浸出技术具有反应温和、无二次污染、生产成本低、环境友好等优点。因此硫化矿尾矿的生物浸出的研究具有重大的研究意义,可以为尾矿的综合利用提供新的途径。本文利用生物浸出工艺对铅锌硫化尾矿浸出处理研究,研究了浸矿微生物-嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,A.f)的生长特性和生长动力学。同时研究了不同因素对生物浸出铅锌硫化尾矿的影响,确定了最佳的浸出条件,推导生物浸出动力学,同时利用放大试验验证生物浸出摇瓶试验。在生物浸出最佳条件基础上,探讨了生物浸出过程中重金属形态、矿物物相和表面形貌作用和变化规律,同时研究了胞外聚合物(Extracellular polymeric substances; EPS)分层组分在生物浸出过程的作用和变化规律。利用盐水浸出工艺回收生物浸出尾矿渣中的铅,利用硫化钠沉淀回收和去除浸出液中的金属。(1)通过研究不同初始pH、Cu2+和Zn2+浓度对A.f菌生长特性的影响,探究不同pH、Cu2+和Zn2+浓度对培养液中细菌浓度、pH、亚铁浓度和氧化还原电位的影响。当pH过高(3.0)和过低(1.0),微生物的生长受到很大影响;当pH=2.0, A.f菌处于适宜的生长环境中,能够快速生长。A.f菌对Cu2+和Zn2+具有一定的耐受能力,随着培养液中的Cu2+和Zn2+浓度的增加,A.f菌生长活性受到的抑制作用也增大。当培养液中c(Cu2+)≤0.5 g/L时,Cu2+对A.f菌的生长活性影响较小;当c(Cu2+)=1.0-2.0 g/L时,出现明显的延迟效应;当c(Cu2+)≥3.5 g/L时,A.f菌生长完全受到抑制。当c(Zn2+)≤20g/L时,Zn2+对细菌生长活性影响很小;当c(Zn2+)=30g/L时,A.f菌生长受到抑制已经比较明显,停滞期明显增加。依据Monod方程,推导并建立了A.f菌在不同Cu2+和Zn2+浓度下的生长动力学方程,各动力学曲线的相关性较好,表明动力学方程能较好地描述不同Cu2+和Zn2+浓度对A.f生长的影响。(2)研究A.f菌对铅锌硫化尾矿重金属离子的生物浸出、重金属形态变化、矿物物相结构和矿物表面形貌变化有助于了解生物浸出的过程变化和浸矿过程的作用。本文通过考察生物浸出体系中不同初始pH值(1.5-3.0)和矿浆浓度(5-20%)对pH值和浸出尾矿重金属的影响,得到生物浸出的最佳条件(pH2.0和5%矿浆浓度)。根据最佳的生物浸出条件,进行生物浸出对重金属形态、尾矿矿物物相结构和表面形貌作用的研究。生物浸出作用对pH值和尾矿重金属的浸出影响巨大,随着初始pH值和矿浆浓度的增加,pH值下降速率呈现先升高后降低、重金属浸出率也呈现先增加后降低的趋势。最佳的生物浸出初始pH为2.0,矿浆浓度为50 g/L。而Cu、Fe、Pb和 Zn 的最佳浸出率分别为 80.00%、85.45%、4.12%和 97.85%。BCR、XRD 和 SEM分析表明,随着浸出时间的延长,重金属形态逐渐改变,首先易迁移的重金属被生物浸出,然后稳定的重金属也逐渐被生物浸出;尾矿中的硫化矿物(闪锌矿和黄铁矿)被微生物逐渐氧化,到生物浸出后期,硫化矿物基本消耗殆尽,随着生物浸出的进行,同时产生大量的二次矿物,主要是硫酸铅和石膏;而矿物的表面形貌随着生物浸出的进行被微生物不断的侵蚀,由平整的表面变成布满凹槽和孔洞,同时矿物表面粘附着大量的二次矿物。(3)研究生物浸出过程中A.f菌在矿物表面的吸附情况和微生物EPS的作用机制。根据最佳的生物浸出条件,对微生物吸附量,EPS分层组分中多糖、蛋白质和TOC进行研究分析。随着生物浸出时间的增加,细菌吸附量、LB-EPS和TB-EPS的多糖、蛋白质含量和TOC浓度都随着生物浸出的不同阶段不断的变化。三维荧光光谱显示生物TB-EPS层组成成分不断的变化,生物浸出作用主要发生在TB-EPS层。生物浸出过程中,EPS中产生大量腐殖质类物质,腐殖质类物质与胞外酶形成稳定的复合物,同时它与金属离子发生络合作用,降低金属离子的毒性,从而有利于生物浸出的顺利进行。EPS中色氨酸类物质也大量的产生,腐殖值类物质和色氨酸类物质增加和降低的趋势是一致,它们结合成配合物,促进生物浸出作用的进行。(4)研究盐水浸出对尾矿渣Pb的浸出效率和硫化钠沉淀对浸出液金属回收和去除的效果。盐水浸出过程中,Pb的浸出效率与NaCl浓度成正比关系,与矿浆浓度成反比关系,而浸出时间对Pb浸出率的影响是很轻微的;浸出液中金属的沉淀过程,硫化钠投加量与沉淀率成正比。当NaCl浓度为150 g/L,盐水浸出基本达到饱和浸出,在不同矿浆浓度条件下Pb的浸出率都超过84%;当硫化钠投加量为25 g/L,生物浸出液中Cu、Pb、Zn基本沉淀完全,而Fe沉淀率超过75%;当硫化钠投加量为0.6 g/L,盐水浸出液的Pb沉淀率达99.92%。
武彪[8](2017)在《黄铁矿与辉铜矿、铜蓝选择性生物浸出机理研究》文中认为随着矿产资源的不断开发,有价金属品位不断降低,共伴生程度日益复杂,浸出过程中有价有害元素同步溶解,后续溶液分离难度大,实现有价金属选择性浸出是湿法冶金未来发展的趋势。紫金山铜矿是我国大型斑岩型次生硫化铜矿,铜品位低,黄铁矿含量高,生物浸出中出现酸过剩、铁累积现象,对环境影响大,并导致生产成本升高,是制约铜金属高效回收的瓶颈技术难题。本论文以福建紫金山铜矿为研究对象,针对主要矿物黄铁矿、辉铜矿和铜蓝,采用MLA矿物组成分析法、模拟计算和高通量测序法等现代研究手段,通过电子结构特性、电化学、动力学、微生物学等研究探讨了选择性浸出机理,揭示不同硫化矿物溶解差异性,并确立合理的调控手段,为低品位硫化铜矿选择性浸出提供了新的研究思路和理论指导。通过采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,从分子和原子水平研究了黄铁矿、辉铜矿和铜蓝三种硫化物电子结构及性质,在微观本质上揭示了三种硫化矿物溶解差异性。研究表明,从黄铁矿、铜蓝到辉铜矿,能带宽度依次变窄,稳定性逐渐减弱,溶解反应难度依次降低,黄铁矿的氧化性最强,更易得到电子,而辉铜矿的还原性最强,更易失去电子。三种硫化矿物晶体结构不同,决定了溶解性存在较大差异,为实现选择性浸出奠定了理论基础。基于缩核模型,得到细菌接种浓度、Fe3+浓度、pH值、温度等因素与硫化溶解速率之间的关联指数,建立了硫化矿溶解半经验动力学模型。升高温度是促进黄铁矿、辉铜矿和铜蓝溶解的关键因素,其中铜蓝活化能(84.97kJ/mol)最高,对温度最敏感,而细菌接种浓度、Fe3+浓度、pH值与溶解速率关联指数较低,对浸出过程影响较小。氧化还原电位对辉铜矿和铜蓝浸出影响较小,在低电位下,浸出速率也较快。而黄铁矿的浸出与电位呈强相关性,当电位低于760mV时,黄铁矿浸出速率很慢,浸出20天,铁浸出率不足20%。低温、低电位下,黄铁矿与辉铜矿和铜蓝溶解差异性显着。揭示了矿物种类、电位与优势菌群组成之间的关联规律,建立以硫氧化菌为优势菌的浸出体系,是实现选择性浸出的必要条件。不同类型硫化矿,对细菌组成有一定影响,黄铁矿与辉铜矿和铜蓝性质存在差异,对细菌的影响不同。黄铁矿浸出过程中优势菌主要以铁氧化菌Leptospirillum为主,随着浸出过程的进行,Acidithiobacillus和Sulfobacillus菌数量和占比大幅降低。而铜蓝和辉铜矿浸出过程中,优势菌主要为Acidithiobacillus和Sulfobacills,其中Sulfobacilus菌属占比较高。当氧化还原电位较高时,浸出体系优势菌主要以Leptospirillum为主,随着氧化还原电位的降低,占比逐渐降低,当电位低于700mV以下时,Leptospirillum菌占比基本降为零,而氧化还原电位对Acidithiobacillus菌的影响较小,不同电位下都可成为优势菌。低温(≤45℃)、低电位(≤760mV)和硫氧化菌占绝对优势的浸出体系下,黄铁矿与辉铜矿和铜蓝硫化矿物溶解差异性最大,能确保实现辉铜矿和铜蓝的高效浸出,并可有效抑制黄铁矿的浸出。
余志波[9](2016)在《嗜酸铁/硫氧化菌在生物浸铀过程中的协同作用研究》文中进行了进一步梳理微生物浸矿技术得到快速发展。由于各种浸矿微生物自身特性及生理生化性能的不同,在浸矿行为中所起到的作用不同,细菌混合浸矿可以起到优势互补的作用。因此利用混合细菌浸矿成为当今微生物浸矿研究的热点。浸矿过程中的主体菌种包括硫化菌和铁细菌,对其在浸矿过程中的协同作用研究是微生物浸矿研究的关键。本文从江西某矿山样品中分别通过用9K液体培养基和FeSO双层厌氧固体培养基,waksman液体培养基和iFeO双层厌氧固体培养基富集、反复划线分离纯化出两种不同性状的细菌,再用极限稀释的方法对细菌数量进行计算,通过扫描电镜观察两种细菌的个体形态,再对其进行16SrDNA鉴定,确定其分别是嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidthiobacillus ferrooxidans)和嗜酸氧化硫硫杆菌(Acidthiobacillus thiobacillus)。对两种细菌进行碳硅泥岩型铀矿石浸出液适应性驯化,然后分别设计细菌变量摇瓶浸出试验、两种细菌不同混合比浸出试验并通过原位杂交技术(fluorescence in situ hybridization)分析细菌组成结构变化,最后依据上述实验所得各数据,选择合适的细菌接入比(嗜酸氧化亚铁硫杆菌和嗜酸氧化硫硫杆菌)、反应温度、反应时间等实验参数对721两种堆浸结垢矿石进行微生物试浸出处理。得到如下结果:从碳硅泥岩型铀矿环境中富集分离到两株细菌,经理化性质、扫描电镜鉴定及16SrDNA序列结果,鉴定其分别为Acidthiobacillus ferrooxidans和Acidthiobacillus thiobacillus,经适应性驯化后,嗜酸氧化亚铁硫杆菌能较好的适应碳硅泥岩型铀矿石浸出液,氧化亚铁能力没有下降,可以在24h内完全氧化4g/L的Fe2+,嗜酸氧化硫硫杆菌产酸能力略有下降,将体系pH值从4左右下降到1.7的时间由2天延长到4天。选取过1mm筛的矿石,按固液比为1:2.5,细菌为变量,在30℃,150r/m的摇床中浸出19天,不加菌、单一嗜酸氧化硫硫杆菌、单一氧化亚铁硫杆菌及嗜酸氧化亚铁硫杆菌和嗜酸氧化硫硫杆菌混合四组浸出体系中,其累计液计浸出率分别为25%、70.26%、80.50%和82.43%,嗜酸氧化亚铁硫杆菌和嗜酸氧化硫硫杆菌混合浸出能达到最好的浸出效果;按Acidthiobacillus ferrooxidans和Acidthiobacillus thiobacillus比例分别为1:0.5、1:1、1:3、1:5、1:7的不同比例混合浸出的结果表明在At.f:At.t为1:3为宜,但各组试验的浸出率差异不大,均在70%左右,浸矿过程中,细菌组成结构发生明显变化,嗜酸氧化亚铁硫杆菌在浸出前期生长较好,嗜酸氧化硫硫杆菌则持续增加,到试验后期逐渐成为优势菌种。嗜酸氧化亚铁硫杆菌和嗜酸氧化硫硫杆菌处理堆浸结垢矿石能取得良好的效果,可以消除矿物表面的部分铁沉淀使其溶出。软结垢矿石加入了外源性铁和不加外源性铁的两组浸出液中总铁含量分别增加0.115g/L和0.62g/L,pH分别从2.35和2.18下降到2.016和2.003,U浸出率分别为85.37%和75.25%;硬结垢矿石加入了外源性铁和不加外源性铁的两组浸出液中总铁含量分别增加0.136g/L和0.49g/L,pH从1.73分别下降到1.469和1.430,U浸出率分别为83.21%和76.77%。该文通过嗜酸氧化亚铁硫杆菌与嗜酸氧化硫硫杆菌的混合菌种对两组铀矿浸出的研究,从微生物数量、活性和浸出结果来验证嗜酸两种细菌在在生物浸铀过程中的协同作用,对矿物的微生物浸出具有重要的实践意义。
张旭[10](2016)在《黄铁矿还原浸出氧化锰矿物资源的应用基础研究》文中进行了进一步梳理论文以氧化锰尾矿、中低品位软锰矿和大洋锰结核三种氧化锰资源为研究对象,进行了以黄铁矿为还原剂浸出氧化锰资源的研究。文中研究了化学浸出过程及反应过程中各种离子的影响和微生物强化浸出化学浸出渣及微生物浸出过程的基本原理,并研究了嗜酸氧化亚铁硫杆菌高效培养和微生物对Mn2+的耐受能力等辅助问题,为以黄铁矿为还原剂浸出氧化锰资源的化学浸出和微生物浸出联合工艺提供了必要的应用基础。以黄铁矿为还原剂浸出氧化锰资源的化学过程是一个复杂的多相反应过程。溶液中Mn2+的浸出过程与黄铁矿的浸出反应方式及黄铁矿反应后的产物存在密切关系。Fe3+对MnO2-FeS2-H2SO4反应浸出过程有一定的催化作用,尤其是反应初期,溶液中Fe3+促进了FeS2表面的化学反应,溶液中Fe3+越高,使得其反应速率越高,并进行了其催化反应浸出过程的动力学分析:浸出过程中FeS2表面存在S与SO42-两种反应方式,随着FeS2表面反应的进行,颗粒表面产生S固化层,并受到固化层的扩散控制;MnO2-FeS2-H2SO4系统中加入嗜酸氧化亚铁硫杆菌,可以有效促进反应的进行,从而加速Mn2+的浸出;循环伏安电化学分析表明细菌和Fe3+的加入,降低了FeS2的氧化还原电位,同时缩短了氧化峰与还原峰之间的电位差,使得FeS2氧化还原反应更容易进行。利用陶粒载体培养嗜酸氧化亚铁硫杆菌可以有效提高嗜酸氧化亚铁硫杆菌氧化Fe2+的速率,实现嗜酸氧化亚铁硫杆菌的快速培养;而利用黄铁矿培养嗜酸氧化亚铁硫杆菌过程表明,在合适条件下,经过144小时的培养嗜酸氧化亚铁硫杆菌细菌浓度可以达到6.4×108个/mL,其培养效率是传统利用硫酸亚铁细菌生长利用效率的5倍左右;微生物对Mn2+的耐受能力的试验表明,嗜酸氧化亚铁硫杆菌对Mn2+具有一定的耐受能力,当培养基Mn2+浓度≤1g/L时,对细菌的生长活性影响很小,Mn2+浓度为5-15g/L时,细菌生长出现延迟,当Mn2+浓度增大到20g/L时,细菌代谢完全停止。本论文研究结果为实现优化MnO2-FeS2-H2SO4整个浸出工艺及微生物浸出复杂矿物提供了一定的理论依据,同时对化学浸出和微生物浸出过程的工业应用都有一定的促进和指导意义。
二、在硫化矿物浸出过程中氧化铁硫杆菌的生长和固着(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、在硫化矿物浸出过程中氧化铁硫杆菌的生长和固着(论文提纲范文)
(1)嗜酸铁氧化/还原菌生物浸出法利用低品位辉铜矿(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 生物浸出概述 |
1.1.1 生物浸出发展历程 |
1.1.2 微生物与硫化矿作用机理 |
1.2 生物浸出多样性与复杂性 |
1.2.1 浸矿微生物多样性 |
1.2.2 铁硫代谢多样性 |
1.2.3 浸出过程常见问题及策略 |
1.3 立题依据及研究内容 |
1.3.1 立题依据 |
1.3.2 研究内容 |
第二章 材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 矿样及菌种 |
2.1.2 培养基 |
2.1.3 纤维质废弃物酸解液 |
2.1.4 主要仪器与试剂 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 嗜酸铁氧化/还原菌筛选及鉴定 |
2.2.2 低品位辉铜矿生物浸出试验 |
2.2.3 转录组学分析 |
2.2.4 生物柱浸强化试验 |
2.3 分析方法 |
2.3.1 基本理化参数分析 |
2.3.2 矿物理化特征分析 |
第三章 结果与讨论 |
3.1 嗜酸铁氧化/还原菌L.ferriphilum及 Acidiphilium sp.筛选鉴定 |
3.1.1 典型工业生物浸出来源样本属性分析 |
3.1.2 嗜酸铁氧化/还原菌分离及形态学特征鉴定 |
3.1.3 嗜酸铁氧化/还原菌生理生化特性分析 |
3.2 基于嗜酸铁氧化/还原菌强化铁硫代谢和“接触”机制解析 |
3.2.1 生物浸出过程铁硫代谢 |
3.2.2 游离/附着细胞生物量变化 |
3.2.3 矿渣表面形貌差异性分析 |
3.2.4 矿渣表面关键官能团解析 |
3.2.5 矿物表面附着细胞/EPS分布及演化规律 |
3.2.6 浸出效率及浸出机制 |
3.3 基于比较转录组学解析水草酸解物对L.ferriphilum ZJ-AU1 生长及浸矿性能的作用机制 |
3.3.1 差异表达基因筛选及聚类分析 |
3.3.2 关键生理代谢途径变化 |
3.3.3 外源酸解物干预下菌体生理响应机制 |
3.4 外源干预对生物柱浸群落动态及浸出效能作用机制 |
3.4.1 生物柱浸过程关键生化参数变化 |
3.4.2 不同柱浸体系矿渣特征分析 |
3.4.3 生物柱浸过程群落结构及演替 |
3.4.4 微生物群落与理化参数间的相关性分析 |
主要结论与展望 |
主要结论 |
展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录1:其他差异表达基因信息 |
附录2:作者在攻读硕士学位期间发表的论文和申请专利 |
(2)金属离子胁迫对电子废弃物生物浸出过程的影响机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 电子废弃物简介 |
1.1.1 废旧电路板简介 |
1.1.2 废旧电路板的危害与回收价值 |
1.1.3 废旧电路板生物浸出过程现状 |
1.1.4 废旧电路板生物浸出过程存在的问题 |
1.2 废旧锂离子电池 |
1.2.1 锂离子电池的现状 |
1.2.2 锂离子电池的环保及资源化特征 |
1.2.3 废旧锂离子电池的回收技术 |
1.3 生物浸出技术简介 |
1.3.1 常用的生物浸出菌种 |
1.3.2 生物浸出的机理 |
1.3.3 锂离子电池生物浸出的研究现状 |
1.4 金属离子对浸矿微生物的影响 |
1.5 浸矿微生物的抗氧化机制 |
1.5.1 浸矿微生物的胞内活性氧 |
1.5.2 活性氧的种类及其清除方法 |
1.5.3 浸矿微生物的抗氧化机制 |
1.5.4 外源ROS消除剂的种类及其作用 |
1.6 生物被膜在生物浸出过程中的作用 |
1.7 组学技术在浸矿微生物中的应用 |
1.8 电子废弃物生物浸出过程中所存在的主要问题 |
1.9 本文研究的主要内容、目的与意义 |
第2章 废旧电路板及废旧锂离子电池生物浸出工艺技术开发 |
2.1 前言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 菌种与培养基 |
2.2.2 实验试剂 |
2.2.3 实验仪器和设备 |
2.2.4 废旧电路板的预处理 |
2.2.5 废旧电路板对AMC氧化活性的影响 |
2.2.6 金属离子对AMC氧化活性影响 |
2.2.7 废旧电路板非金属组分对AMC氧化活性影响 |
2.2.8 细菌培养上清液对废旧电路板化学浸出影响 |
2.2.9 黄铁矿对AMC氧化活性影响 |
2.2.10 循环液对AMC氧化活性影响 |
2.2.11 循环数的增加对AMC氧化活性影响 |
2.2.12 废旧锂离子电池生物浸出工艺路线 |
2.2.13 废旧磷酸铁锂电池和三元材料电池的生物浸出 |
2.2.14 LiCoO_2的生物浸出 |
2.2.15 主要的分析方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 废旧电路板的生物浸出工艺技术开发 |
2.3.2 废旧锂离子电池的生物浸出工艺技术开发 |
2.4 本章小结 |
第3章 LiCoO_2的生物浸出机理 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 菌种与培养基 |
3.2.2 LiCoO_2的生物浸出过程 |
3.2.3 黄铁矿的氧化产物对LiCoO_2生物浸出过程影响 |
3.2.4 pH稳定性对LiCoO_2浸出过程的影响 |
3.2.5 AMC产酸对LiCoO_2生物浸出过程影响 |
3.2.6 AMC清除硫对LiCoO_2生物浸出过程影响 |
3.2.7 AMC的Fe~(2+)氧化作用对LiCoO_2生物浸出过程影响 |
3.2.8 EPS对LiCoO_2生物浸出的影响 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 LiCoO_2的生物浸出过程特征 |
3.3.2 黄铁矿的氧化产物对LiCoO_2生物浸出过程的影响 |
3.3.3 pH稳定性对LiCoO_2浸出过程的影响 |
3.3.4 AMC产酸对LiCoO_2生物浸出过程的影响 |
3.3.5 AMC清除硫对LiCoO_2生物浸出过程的影响 |
3.3.6 AMC的Fe~(2+)氧化作用对LiCoO_2生物浸出过程的影响 |
3.3.7 EPS对LiCoO_2生物浸出过程的影响 |
3.3.8 LiCoO_2的生物浸出过程机理 |
3.4 本章小结 |
第4章 LiCoO_2生物浸出过程中“料浆浓度限制”现象的实验研究 |
4.1 前言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 菌群与培养基 |
4.2.2 LiCoO_2的生物浸出过程 |
4.2.3 单独Li~+和单独Co~(2+)胁迫对AMC生物氧化活性影响 |
4.2.4 Li~++Co~(2+)胁迫对AMC生物氧化活性影响 |
4.2.5 (NH_4)_2SO_4对AMC生物氧化活性影响 |
4.2.6 添加渗透压调节剂对LiCoO_2生物浸出过程影响 |
4.2.7 Li~++Co~(2+)胁迫对AMC胞内ROS和丙二醛含量影响 |
4.2.8 添加GSH对AMC生物氧化活性影响 |
4.2.9 添加GSH对LiCoO_2生物浸出过程影响 |
4.2.10 矿石颗粒表面黏附菌的收集 |
4.2.11 菌体浓度测定 |
4.2.12 渗透压的测定 |
4.2.13 激光共聚焦显微镜的样品制备 |
4.2.14 扫描电子显微镜的样品制备 |
4.2.15 细菌胞内ROS含量的测定 |
4.2.16 MDA含量的测定 |
4.2.17 AMC的宏转录组分析 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 LiCoO_2生物浸出过程中的“料浆浓度限制”现象 |
4.3.2 单独Li~+和单独Co~(2+)胁迫对AMC生物氧化活性的影响 |
4.3.3 Li~++Co~(2+)胁迫对AMC生物氧化活性的影响 |
4.3.4 渗透压与AMC生物氧化活性的关系研究 |
4.3.5 活性氧与AMC生物氧化活性的关系研究 |
4.3.6 “料浆浓度限制”现象产生的原因分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 Li~+和Co~(2+)对嗜酸微生物菌群抗氧化活性的影响 |
5.1 前言 |
5.2 实验方法 |
5.2.1 AMC样品的处理与制备 |
5.2.2 AMC总抗氧化活性的测定 |
5.2.3 羟基自由基的清除能力和超氧阴离子自由基清除率的测定 |
5.2.4 超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性的测定 |
5.2.5 硫氧还蛋白氧化还原酶(TrxR)酶活的测定 |
5.2.6 谷胱甘肽(GSH)含量的测定 |
5.2.7 多酚类物质浓度的测定 |
5.2.8 AMC的宏转录组分析 |
5.2.9 添加GSH对AMC胞内抗氧化酶活性的影响实验 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 Li~+和Co~(2+)对AMC总抗氧化活性的影响 |
5.3.2 Li~+和Co~(2+)对自由基清除能力的影响 |
5.3.3 AMC的抗氧化酶相关基因 |
5.3.4 Li~+和Co~(2+)对AMC抗氧化酶活性的影响 |
5.3.5 Li~+和Co~(2+)对AMC抗氧化小分子含量的影响 |
5.3.6 添加GSH对AMC抗氧化酶活性的影响 |
5.3.7 LiCoO_2生物浸出过程中“料浆浓度限制”现象的机理模型 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
成果 |
(3)高硫煤废弃矿井微生物群落演替规律及铁硫代谢基因的功能预测(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 研究内容及技术路线 |
2 材料及方法 |
2.1 试剂与仪器 |
2.2 理化指标测试方法 |
2.3 细菌多样性测序 |
2.4 废弃矿井模拟实验 |
3 废弃煤矿AMD污染河流底泥微生物群落分布特征 |
3.1 研究区域概况及样品采集 |
3.2 底泥微生物多样性及组成分析 |
3.3 不同污染程度河流底泥微生物群落代谢功能及铁硫代谢基因对比 |
3.4 本章小结 |
4 受废弃煤矿AMD影响的土壤微生物群落分布及演变特征 |
4.1 鱼洞河流域AMD污染土壤微生物群落分布特征 |
4.2 AMD污染对土壤微生物群落代谢功能的影响 |
4.3 模拟土壤+矸石体系微生物群落演变特征 |
4.4 废弃煤矿AMD污染区域典型微生物分析 |
4.5 本章小结 |
5 模拟废弃煤矿微生物群落分布及影响因素 |
5.1 不同模拟体系理化参数对比 |
5.2 微生物多样性及影响因素分析 |
5.3 模拟废弃煤矿微生物群落分布特征 |
5.4 模拟体系微生物群落分布影响因素分析 |
5.5 本章小结 |
6 模拟废弃煤矿微生物群落演替规律及产酸过程 |
6.1 封闭条件煤+矸石模拟体系微生物群落演替及产酸过程 |
6.2 开放+封闭条件下煤+矸石体系群落演替及产酸过程 |
6.3 矸石模拟体系微生物群落变化过程 |
6.4 矸石模拟体系产酸过程分析 |
6.5 本章小结 |
7 模拟废弃煤矿微生物群落功能及铁硫代谢基因变化特征 |
7.1 模拟体系微生物群落功能分布特征 |
7.2 模拟体系中硫代谢基因的分布特征 |
7.3 模拟体系中铁代谢基因的分布特征 |
7.4 本章小结 |
8 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 创新点 |
8.3 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(4)废液晶显示器中铟的浸出与资源化理论技术及有价值材料回收工艺研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
主要符号表 |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.2 废LCD处理与资源化的研究进展 |
1.2.1 液晶和偏光片的处理 |
1.2.2 铟的提取与资源化 |
1.2.3 玻璃基板的资源化处理 |
1.3 黑曲霉生物浸出铟的理论依据 |
1.3.1 技术背景 |
1.3.2 黑曲霉浸出技术的研究进展 |
1.3.3 黑曲霉处理废LCD的技术难点 |
1.4 生物回收硫化铟纳米颗粒的理论依据 |
1.4.1 技术背景 |
1.4.2 生物合成金属硫化物纳米颗粒的研究进展 |
1.4.3 生物回收硫化铟纳米颗粒的技术难点 |
1.5 研究目的及意义 |
1.6 研究内容和技术路线 |
1.6.1 研究内容 |
1.6.2 技术路线 |
第二章 黑曲霉生物浸出废LCD中铟的方法及机理 |
2.1 引言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 实验材料与试剂 |
2.2.2 实验仪器设备 |
2.2.3 黑曲霉生物浸出铟体系的构建及优化 |
2.2.4 有机酸用于浸出废LCD中铟的评测 |
2.2.5 样品制备及分析测试方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 黑曲霉对铟浸出能力的表观分析 |
2.3.2 发酵液浸出方式的生化反应分析 |
2.3.3 发酵方式对酸产量的影响 |
2.3.4 有机酸浸出铟的有效性比较 |
2.3.5 讨论 |
2.4 本章小结 |
第三章 草酸浸出废LCD中铟的反应机理 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 实验材料与试剂 |
3.2.2 实验仪器设备 |
3.2.3 不同因素对铟浸出率的影响实验 |
3.2.4 样品制备及分析测试方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 铟浸出率的动态变化 |
3.3.2 反应物质表征与分析 |
3.3.3 反应过程与机理 |
3.3.4 讨论 |
3.4 本章小结 |
第四章 大肠杆菌沉淀回收硫化铟纳米颗粒的方法 |
4.1 引言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 实验材料与试剂 |
4.2.2 实验仪器设备 |
4.2.3 硫化铟的化学沉淀实验 |
4.2.4 模拟硫化镉体系回收硫化铟纳米颗粒 |
4.2.5 样品分析与表征 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 In~(3+)和S~(2-)的结合沉淀分析 |
4.3.2 大肠杆菌供S~(2-)的表观证据 |
4.3.3 硫化铟纳米颗粒的表征 |
4.3.4 讨论 |
4.4 本章小结 |
第五章 粪肠球菌回收硫化铟量子点的原理及潜在应用 |
5.1 引言 |
5.2 材料与方法 |
5.2.1 实验材料与试剂 |
5.2.2 实验仪器设备 |
5.2.3 回收体系的pH范围选取实验 |
5.2.4 硫化铟量子点回收体系构建 |
5.2.5 样品分析与表征 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 量子点的荧光分析 |
5.3.2 量子点的形貌特征 |
5.3.3 硫化铟量子点的回收原理 |
5.3.4 量子点的应用潜力分析 |
5.3.5 讨论 |
5.4 本章小结 |
第六章 废LCD中有价值材料的绿色回收与资源化工艺 |
6.1 引言 |
6.2 材料与方法 |
6.2.1 实验材料与试剂 |
6.2.2 实验仪器设备 |
6.2.3 偏光片与液晶的处理 |
6.2.4 铟的浸出与资源化回收 |
6.2.5 浸出玻璃残渣的形貌结构表征 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 废LCD中偏光片和液晶的快速回收机理 |
6.3.2 铟的浸出与资源化理论技术的实际应用分析 |
6.3.3 浸出残渣中玻璃的可再利用性分析 |
6.3.4 有价值材料的资源化回收工艺流程 |
6.4 本章小结 |
结论、创新点与展望 |
一、结论 |
二、创新点 |
三、展望 |
参考文献 |
附录 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附表 |
(5)能源物质对氧化亚铁硫杆菌浸出含钒页岩的工艺影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 文献综述 |
1.1 钒与含钒页岩资源现状 |
1.2 氧化亚铁硫杆菌的生物冶金概况 |
1.2.1 浸矿微生物 |
1.2.2 氧化亚铁硫杆菌的应用研究现状 |
1.2.3 氧化亚铁硫杆菌在提钒中的研究 |
1.3 氧化亚铁硫杆菌的氧化机制及主要影响因素 |
1.3.1 氧化亚铁硫杆菌氧化亚铁和硫的反应机制 |
1.3.2 影响氧化亚铁硫杆菌浸出的主要因素 |
1.4 本论文研究目的、意义及内容 |
1.4.1 研究目的及意义 |
1.4.2 研究内容 |
第2章 试验材料及研究方法 |
2.1 试验材料 |
2.1.1 试验矿样 |
2.1.2 试验菌种与培养基 |
2.1.3 试验药剂及仪器 |
2.2 研究方法 |
2.2.1 研究方案 |
2.2.2 试验方法 |
2.2.3 分析及检测方法 |
第3章 含钒页岩生物浸出中原生能源物质的影响 |
3.1 以黄铁矿为能源物质的生物浸出含钒页岩的工艺研究 |
3.1.1 矿浆浓度的影响 |
3.1.2 磨矿粒度的影响 |
3.1.3 初始pH的影响 |
3.1.4 接种量的影响 |
3.1.5 黄铁矿添加量的影响 |
3.2 氧化亚铁硫杆菌浸出含钒页岩的过程研究 |
3.3 本章小结 |
第4章 含钒页岩生物浸出中外加能源物质的影响 |
4.1 能源物质对含钒页岩原矿浸出的影响 |
4.1.1 钒浸出率的影响 |
4.1.2 细菌生长的影响 |
4.1.3 浸出过程中pH的影响 |
4.1.4 浸出过程中Eh的影响 |
4.2 能源物质对含钒页岩脱碳样浸出的影响 |
4.2.1 钒浸出率的影响 |
4.2.2 细菌生长的影响 |
4.2.3 浸出过程中pH的影响 |
4.2.4 浸出过程中Eh的影响 |
4.3 以硫为能源物质的含钒页岩脱碳样生物浸出工艺优化 |
4.3.1 矿浆浓度的影响 |
4.3.2 硫的添加量的影响 |
4.3.3 初始pH的影响 |
4.3.4 接种量的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 能源物质对含钒页岩生物浸出影响机制 |
5.1 脱碳过程的影响 |
5.1.1 物相变化 |
5.1.2 形貌变化 |
5.2 能源物质对含钒页岩生物浸出的影响 |
5.2.1 矿浆溶液环境的变化 |
5.2.2 物相变化 |
5.2.3 化学键的变化 |
5.3 以Fe~(2+)为单一能源物质时原矿与脱碳样的浸出机制 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论与创新点 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 攻读硕士学位期间主要研究成果 |
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
附件 |
(6)微生物对低品位含钒石煤的浸出及机理研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 钒简介 |
2.1.1 钒元素发现简史 |
2.1.2 钒的物理化学性质 |
2.1.3 钒的应用 |
2.2 钒资源储量及利用概况 |
2.2.1 国外钒资源储量及利用概况 |
2.2.2 中国钒资源储量及利用概况 |
2.3 石煤提钒工艺现状及存在问题 |
2.3.1 石煤中钒的物相及赋存状态 |
2.3.2 石煤提钒工艺 |
2.3.3 存在问题 |
2.4 微生物浸矿技术研究现状 |
2.4.1 浸矿微生物 |
2.4.2 中温嗜酸硫杆菌属和硅酸盐细菌浸矿机理研究现状 |
2.5 微生物浸出含钒石煤工艺与理论的关键问题 |
3 研究内容与试验方法 |
3.1 研究内容和目标 |
3.1.1 研究内容 |
3.1.2 研究目标 |
3.2 技术路线 |
3.3 试验材料 |
3.3.1 矿样 |
3.3.2 试验菌种 |
3.3.3 培养基 |
3.3.4 试验药剂 |
3.3.5 试验设备和仪器 |
3.4 试验方法 |
3.4.1 氧化亚铁硫杆菌浸出含钒石煤的影响因素试验 |
3.4.2 胶质芽孢杆菌浸出含钒石煤的影响因素试验 |
3.4.3 菌种诱变 |
3.4.4 强化细菌浸出含钒石煤试验 |
3.4.5 石煤钒的形态分析 |
3.5 评价指标及检测方法 |
3.5.1 评价指标 |
3.5.2 检测方法 |
4 微生物对含钒石煤的浸矿效果及条件研究 |
4.1 氧化亚铁硫杆菌对含钒石煤的浸矿效果 |
4.1.1 初始pH值对含钒石煤浸出效果的影响 |
4.1.2 矿浆浓度对含钒石煤浸出效果的影响 |
4.1.3 菌种接种量对含钒石煤浸出效果的影响 |
4.1.4 初始Fe~(2+)浓度对含钒石煤浸出效果的影响 |
4.2 胶质芽孢杆菌对含钒石煤的浸矿效果及条件研究 |
4.2.1 初始pH值对含钒石煤浸出效果的影响 |
4.2.2 矿浆浓度对含钒石煤浸出效果的影响 |
4.2.3 菌种接种量对含钒石煤浸出效果的影响 |
4.2.4 石煤投加时间对含钒石煤浸出效果的影响 |
4.2.5 碳源种类及添加量对含钒石煤浸出效果的影响 |
4.2.6 补充蔗糖对含钒石煤浸出效果的影响 |
4.3 石煤对浸出体系中钒的吸附 |
4.4 小结 |
5 胶质芽孢杆菌的诱变 |
5.1 紫外线诱变 |
5.1.1 紫外诱变对菌种的致死率的影响 |
5.1.2 紫外诱变菌种的培养 |
5.1.3 紫外诱变菌种对含钒石煤的浸矿效果 |
5.2 微波诱变 |
5.2.1 微波诱变对菌种的致死率 |
5.2.2 微波诱变菌种的培养 |
5.2.3 微波诱变菌种对含钒石煤的浸矿效果 |
5.3 化学诱变 |
5.3.1 化学诱变对菌种的致死率 |
5.3.2 化学诱变菌种的培养 |
5.3.3 化学诱变菌种对含钒石煤的浸矿效果 |
5.4 小结 |
6 不同强化方法对含钒石煤细菌浸出的影响 |
6.1 表面活性剂对胶质芽孢杆菌浸出效果的影响 |
6.1.1 吐温-20对胶质芽孢杆菌浸出效果的影响 |
6.1.2 吐温-80对胶质芽孢杆菌浸出效果的影响 |
6.1.3 十二烷基硫酸钠(SDS)对胶质芽孢杆菌浸出效果的影响 |
6.1.4 三种表面活性剂对胶质芽孢杆菌浸出效果的影响 |
6.2 微波焙烧预处理含钒石煤对胶质芽孢杆菌浸出效果的影响 |
6.3 空白焙烧预处理含钒石煤对细菌浸出效果的影响 |
6.3.1 空白焙烧预处理对胶质芽孢杆菌浸出效果的影响 |
6.3.2 空白焙烧预处理对At.f浸出效果的影响 |
6.3.3 石煤空白焙烧预处理过程理论研究 |
6.4 不同工艺条件钒的浸出效果 |
6.5 小结 |
7 微生物对含钒石煤浸出机理 |
7.1 石煤微生物浸出的中间过程研究 |
7.1.1 石煤微生物浸出中间过程形貌变化分析 |
7.1.2 石煤微生物浸出中间过程颗粒表面元素面分布分析 |
7.1.3 石煤微生物浸出中间过程金属钒形态变化 |
7.2 石煤微生物浸出前后的物相分析 |
7.2.1 氧化亚铁硫杆菌-石煤浸出体系样品XRD分析 |
7.2.2 胶质芽孢杆菌-石煤浸出体系样品XRD分析 |
7.3 石煤微生物浸出前后FTIR分析 |
7.3.1 氧化亚铁硫杆菌-石煤浸出体系样品FTIR分析 |
7.3.2 胶质芽孢杆菌-石煤浸出体系样品FTIR分析 |
7.4 石煤微生物浸出前后矿物的微观形貌变化分析 |
7.4.1 氧化亚铁硫杆菌-石煤浸出体系样品SEM分析 |
7.4.2 胶质芽孢杆菌-石煤浸出体系样品SEM分析 |
7.5 石煤微生物浸出前后钒的形态分析 |
7.5.1 氧化亚铁硫杆菌-石煤浸出体系钒形态分析 |
7.5.2 胶质芽孢杆菌-石煤浸出体系钒形态分析 |
7.6 小结 |
8 结论 |
8.1 主要结论 |
8.2 创新点 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(7)铅锌硫化尾矿中金属的生物浸出行为及浸出机理的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
缩略词表 |
第一章 绪论 |
1.1 课题的研究背景和意义 |
1.2 我国金属尾矿的现状 |
1.2.1 我国金属尾矿产生的情况 |
1.2.2 金属尾矿的危害 |
1.2.3 我国金属尾矿的综合利用现状 |
1.3 生物浸出的研究现状 |
1.3.1 生物浸出的历史 |
1.3.2 生物浸出微生物的研究现状 |
1.3.3 生物浸出应用的研究进展及现状 |
1.3.4 生物浸出机理的研究进展及现状 |
1.4 金属尾矿生物浸出的研究现状 |
1.5 盐水浸出和浸出液金属回收的研究现状 |
1.6 课题研究目标及主要研究内容 |
1.6.1 课题来源 |
1.6.2 研究目标 |
1.6.3 本论文的主要研究内容 |
1.6.4 研究路线 |
第二章 浸矿微生物生长特性及其生长动力学的研究 |
2.1 试验材料与仪器 |
2.2 试验方案 |
2.3 试验方法 |
2.3.1 分析方法 |
2.3.2 生长动力学模型 |
2.4 结果与讨论 |
2.4.1 不同初始pH对氧化亚铁硫杆菌生长活性的影响 |
2.4.2 Cu~(2+)浓度对氧化亚铁硫杆菌生长活性的影响 |
2.4.3 Zn~(2+)浓度对氧化亚铁硫杆菌生长活性的影响 |
2.5 本章小结 |
第三章 铅锌硫化尾矿生物浸出的研究 |
3.1 试验材料与仪器 |
3.1.1 尾矿样品 |
3.1.2 试验仪器与药品 |
3.2 试验方案 |
3.3 试验方法 |
3.3.1 分析方法 |
3.3.2 生物浸出动力学模型 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 生物浸出过程中pH的变化 |
3.4.2 生物浸出过程中重金属浸出率的变化 |
3.4.3 生物浸出的放大试验 |
3.5 本章小结 |
第四章 生物浸出过程中金属及矿物形态变化的研究 |
4.1 试验材料与仪器 |
4.1.1 尾矿样品 |
4.1.2 试验仪器与药品 |
4.2 试验方案 |
4.3 试验方法 |
4.3.1 重金属形态分析 |
4.3.2 分析方法 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 生物浸出过程中金属形态变化 |
4.4.2 生物浸出过程中尾矿矿物物相结构变化 |
4.4.3 生物浸出过程中尾矿表面形态变化 |
4.5 本章小结 |
第五章 尾矿矿物表面微生物的吸附情况及其EPS分层组分的研究 |
5.1 试验材料与仪器 |
5.1.1 尾矿样品 |
5.1.2 试验仪器及药品 |
5.2 试验方案 |
5.3 试验方法 |
5.3.1 尾矿表面浸矿微生物吸附量测定步骤 |
5.3.2 浸矿微生物EPS的提取方法 |
5.3.3 分析方法 |
5.4 结果与讨论 |
5.4.1 细菌量、蛋白质和多糖的标准曲线 |
5.4.2 尾矿表面细菌的吸附情况 |
5.4.3 浸矿微生物分层组成EPS的研究 |
5.5 本章小结 |
第六章 盐水浸出尾矿渣中铅及浸出液金属去除回收的研究 |
6.1 试验材料与仪器 |
6.1.1 试验样品 |
6.1.2 试验仪器与药品 |
6.2 试验方案 |
6.3 试验方法 |
6.4 结果与讨论 |
6.4.1 盐水浸出生物浸出尾矿渣中Pb的试验研究 |
6.4.2 生物浸出液重金属去除和回收试验研究 |
6.4.3 盐水浸出液Pb回收试验研究 |
6.4.4 盐水浸出联合沉淀制备硫化铅精矿的试验研究 |
6.4.5 尾矿的浸出毒性试验分析 |
6.5 本章小结 |
结论与展望 |
1.全文的主要结论 |
2.全文主要的创新点 |
3.研究展望 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
致谢 |
(8)黄铁矿与辉铜矿、铜蓝选择性生物浸出机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 文献综述 |
1.1 硫化矿生物冶金概述与进展 |
1.1.1概述 |
1.1.2 浸矿微生物 |
1.1.3 微生物与硫化矿作用机理 |
1.1.4 硫化矿生物浸出技术工业应用 |
1.2 硫化矿溶解机理 |
1.2.1 黄铁矿的氧化机理 |
1.2.2 铜蓝和辉铜矿的氧化机理 |
1.2.3 硫化矿溶解动力学 |
1.2.4 硫化矿溶解电化学 |
1.2.5 选择性生物浸出科学问题 |
1.3 论文研究的意义及主要内容 |
1.3.1 论文研究的意义 |
1.3.2 论文研究的主要内容 |
1.3.3 论文的课题来源 |
2 实验材料与研究方法 |
2.1 实验材料及方法 |
2.1.1 实验样品来源 |
2.1.2 纯矿物制备 |
2.1.3 菌种及培养基 |
2.2 实验设备及药剂 |
2.2.1 实验设备 |
2.2.2 实验药剂 |
2.3 研究方法 |
2.3.1 摇瓶实验 |
2.3.2 搅拌浸出实验 |
2.3.3 微生物群落分析 |
2.3.4 检测方法 |
3 黄铁矿、辉铜矿和铜蓝晶体结构特性及溶解差异性研究 |
3.1 工艺矿物学研究 |
3.1.1 黄铁矿矿物组成 |
3.1.2 辉铜矿矿物组成 |
3.1.3 铜蓝矿物组成 |
3.2 矿物组成及表面性质 |
3.2.1 X射线衍射分析 |
3.2.2 XPS表面分析 |
3.3 晶体电子结构及性质 |
3.3.1 计算方法及模型 |
3.3.2 晶体结构和半导体性质 |
3.3.3 能带和电子结构 |
3.3.4 Mulliken布居分析 |
3.3.5 前线轨道分析 |
3.3.6 费米能级 |
3.4 溶解差异性半导体理论解释 |
3.4.1 辉铜矿和铜蓝溶解过程半导体理论解释 |
3.4.2 黄铁矿溶解过程半导体理论解释 |
3.5 本章小结 |
4 黄铁矿、辉铜矿和铜蓝溶解动力学研究 |
4.1 湿法浸出过程控制动力学方程 |
4.1.1 化学反应控制方程 |
4.1.2 外扩散控制方程 |
4.1.3 内扩散控制方程 |
4.1.4 活化能计算 |
4.1.5 动力学模型 |
4.2 黄铁矿溶解动力学 |
4.2.1 温度对浸出过程的影响 |
4.2.2 Fe~(3+)浓度对浸出过程的影响 |
4.2.3 pH值对浸出过程的影响 |
4.2.4 细菌接种浓度对浸出过程的影响 |
4.2.5 半经验动力学模型 |
4.3 辉铜矿溶解动力学 |
4.3.1 温度对浸出过程的影响 |
4.3.2 Fe~(3+)浓度对浸出过程的影响 |
4.3.3 pH值对浸出过程的影响 |
4.3.4 细菌接种浓度对浸出过程的影响 |
4.3.5 半经验动力学模型 |
4.4 铜蓝溶解动力学 |
4.4.1 温度对浸出过程的影响 |
4.4.2 Fe~(3+)浓度对浸出过程的影响 |
4.4.3 pH值对浸出过程的影响 |
4.4.4 细菌接种浓度对浸出过程的影响 |
4.4.5 半经验动力学模型 |
4.5 本章小结 |
5 原电池效应对选择性浸出的影响 |
5.1 原电池效应对辉铜矿浸出的影响 |
5.1.1 黄铁矿对辉铜矿硫酸浸出过程的影响 |
5.1.2 细菌对混合矿浸出过程的影响 |
5.1.3 原电池效应下铁离子浓度变化 |
5.2 原电池效应对铜蓝浸出的影响 |
5.2.1 黄铁矿对铜蓝硫酸浸出过程的影响 |
5.2.2 细菌对混合矿浸出过程的影响 |
5.2.3 原电池效应下铁离子浓度变化 |
5.3 浸出前后表面性质变化分析 |
5.3.1 黄铁矿表面性质变化 |
5.3.2 辉铜矿表面性质变化 |
5.3.3 铜蓝表面性质变化 |
5.4 原电池效应促进选择性浸出原理 |
5.5 本章小结 |
6 氧化还原电位对选择性浸出的影响 |
6.1 控电位方法 |
6.2 纯矿物控电位浸出 |
6.2.1 电位对浸出过程的影响 |
6.2.2 不同电位下溶解动力学 |
6.3 紫金山铜矿石选择性浸出研究 |
6.3.1 矿石样品分析 |
6.3.2 pH值和电位对铜、铁浸出率的影响 |
6.3.3 温度和电位对铜、铁浸出率的影响 |
6.4 本章小结 |
7 选择性浸出过程中微生物群落结构的变化规律 |
7.1 不同硫化矿物对群落结构变化的影响 |
7.1.1 稀释曲线 |
7.1.2 微生物多样性 |
7.1.3 微生物种群结构变化 |
7.2 氧化还原电位对群落结构变化的影响 |
7.2.1 微生物多样性 |
7.2.2 微生物种群结构变化 |
7.3 讨论 |
7.4 本章小结 |
8 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 创新点 |
8.3 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的学术成果 |
致谢 |
作者简介 |
(9)嗜酸铁/硫氧化菌在生物浸铀过程中的协同作用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 微生物法浸铀的重要意义 |
1.2 生物冶金中的浸矿微生物 |
1.3 微生物浸矿的概念及其浸出机理 |
1.4 硫化矿物的生物浸出及其所涉及的反应界面过程 |
1.5 荧光原位杂交技术 |
1.6 At.f和At.t的协同作用研究进展 |
1.7 本论文研究的主要内容、目的和意义 |
1.7.1 实验内容 |
1.7.2 实验目的 |
1.7.3 实验意义 |
第二章 嗜酸氧化亚铁硫杆菌及嗜酸氧化硫硫杆菌的富集分离、纯化鉴定及适应性驯化 |
2.1 引言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 材料 |
2.2.2 材料 |
2.2.3 分析方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 细菌富集结果 |
2.3.2 分离纯化结果 |
2.3.3 生长特性 |
2.3.4 鉴定 |
2.3.5 两种浸矿菌的驯化结果 |
2.4 本章小结 |
第三章 嗜酸氧化亚铁硫杆菌与嗜酸氧化硫硫杆菌协同作用对碳硅泥岩型铀矿石浸出的影响 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 材料 |
3.2.2 方法 |
3.2.3 分析方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 矿石成分检测结果 |
3.3.2 细菌为变量组合浸出实验结果 |
3.3.3 两种细菌不同组成比例混合浸出实验结果 |
3.3.4 At.f和At.t的生长情况与铀浸出的关系研究 |
3.4 本章小结 |
第四章 F4-Af和F14-2At对721堆浸结垢矿石的处理 |
4.1 引言 |
4.2 材料和方法 |
4.2.1 材料 |
4.2.2 方法 |
4.2.3 化学分析方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 矿石化学分析结果 |
4.3.2 板结矿石微生物处理结果 |
4.4 本章小结 |
第五章 结论 |
致谢 |
参考文献 |
(10)黄铁矿还原浸出氧化锰矿物资源的应用基础研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 锰矿资源概况及矿石特性 |
2.1.1 氧化锰矿资源现状及矿石性质 |
2.1.2 氧化锰矿资源利用的可能性与必要性 |
2.2 氧化锰矿焙烧提取锰元素技术 |
2.2.1 煤还原焙烧浸出法 |
2.2.2 硫酸化焙烧浸出法 |
2.2.3 两矿焙烧浸出法 |
2.2.4 生物质还原焙烧浸出法 |
2.2.5 流态化还原焙烧浸出法 |
2.2.6 其他焙烧提取锰元素的技术方法 |
2.3 氧化锰矿湿法提取锰元素的技术 |
2.3.1 以硫化矿为还原剂湿法浸出锰元素的技术 |
2.3.2 二氧化硫还原湿法浸出锰元素的技术 |
2.3.3 生物质及碳水化合物还原浸出锰元素的技术 |
2.3.4 硫酸亚铁及铁单质还原浸出锰元素的技术 |
2.3.5 其他湿法浸出锰元素的技术 |
2.4 微生物浸出提取锰元素的技术 |
2.5 黄铁矿还原浸出氧化锰矿物研究存在问题 |
3 研究内容和试验方法 |
3.1 研究目标及技术路线 |
3.1.1 研究目标 |
3.1.2 技术路线 |
3.2 研究内容 |
3.2.1 化学浸出试验 |
3.2.2 微生物浸出试验 |
3.2.3 机理分析与研究 |
3.3 研究用矿样、药剂与仪器设备 |
3.3.1 矿样制备 |
3.3.2 试验仪器设备 |
3.3.3 试验药剂 |
4 氧化锰矿矿物分析 |
4.1 矿石化学多元素分析 |
4.2 矿石中锰的物相分析 |
4.3 矿石粒度分析 |
4.4 矿石的矿物成分及其主要特征 |
4.4.1 锰尾矿的成分及特征 |
4.4.2 中低品位氧化锰矿的成分及特征 |
4.4.3 大洋锰结核成分及特征 |
4.5 小结 |
5 黄铁矿还原浸出氧化锰矿的化学浸出过程研究 |
5.1 黄铁矿还原浸出氧化锰矿的化学浸出工艺过程研究 |
5.1.1 矿浆浓度对化学浸出工艺过程的影响 |
5.1.2 搅拌速率对化学浸出工艺过程的影响 |
5.1.3 温度对化学浸出工艺过程的影响 |
5.1.4 反应时间对化学浸出工艺过程的影响 |
5.2 黄铁矿还原浸出氧化锰矿物化学反应理论分析 |
5.2.1 黄铁矿还原浸出氧化锰矿物化学反应热力学分析 |
5.2.2 黄铁矿还原浸出氧化锰矿物化学反应电化学分析 |
5.2.3 黄铁矿还原浸出氧化锰矿物化学反应动力学分析 |
5.3 黄铁矿还原浸出氧化锰矿物化学反应特性及过程分析 |
5.3.1 浸出过程中铁离子与Mn浸出率的关系 |
5.3.2 浸出过程中矿浆氧化还原电位变化及对过程的影响 |
5.3.3 浸出过程中矿渣X射线衍射分析 |
5.3.4 MnO_2和FeS_2的浸出反应过程分析 |
5.4 黄铁矿还原浸出氧化锰矿物化学过程中H~+与Fe3+的作用 |
5.4.1 H~+对MnO_2-FeS_2-H_2SO_4反应过程的影响 |
5.4.2 Fe~(3+)对MnO_2-FeS_2-H_2SO_4反应过程的影响 |
5.4.3 Fe~(3+)催化MnO_2-FeS_2-H_2SO_4反应过程电化学研究 |
5.4.4 Fe~(3+)催化MnO_2-FeS_2-H_2SO_4反应浸出Mn~(2+)过程动力学分析 |
5.5 小结 |
6 氧化锰矿微生物浸出研究 |
6.1 氧化锰矿物化学浸出渣的微生物浸出工艺过程研究 |
6.1.1 矿浆浓度对氧化锰矿物微生物浸出影响 |
6.1.2 pH对氧化锰矿物微生物浸出影响 |
6.1.3 温度对氧化锰矿物微生物浸出影响 |
6.1.4 接菌量对氧化锰矿物微生物浸出影响 |
6.2 氧化锰矿物微生物浸出反应机理分析 |
6.2.1 微生物浸出的直接和间接作用 |
6.2.2 微生物浸出氧化锰矿的电化学 |
6.2.3 微生物浸出中于矿物界面的物质传递 |
6.3 氧化锰矿物微生物浸出反应过程中细菌与Fe~(3+)的催化 |
6.3.1 嗜酸氧化亚铁硫杆菌对浸出过程的催化 |
6.3.2 浸出反应过程中Fe~(3+)催化 |
6.3.3 嗜酸氧化亚铁硫杆菌与Fe~(3+)的联合催化 |
6.3.4 细菌与Fe~(3+)催化的理论分析 |
6.3.5 细菌浸出氧化锰矿过程的反应模型 |
6.4 嗜酸氧化亚铁硫杆菌浸出黄铁矿过程研究 |
6.4.1 嗜酸氧化亚铁硫杆菌直接浸出过程研究 |
6.4.2 嗜酸氧化亚铁硫杆菌间接浸出过程研究 |
6.4.3 浸出过程中黄铁矿表面成分变化及反应过程分析 |
6.4.4 Fe~(3+)与嗜酸氧化亚铁硫杆菌联合浸出黄铁矿过程分析 |
6.5 小结 |
7 嗜酸氧化亚铁硫杆菌的生长特性研究及微生物浸出过程 |
7.1 嗜酸氧化亚铁硫杆菌生长特性及代谢特征 |
7.2 嗜酸氧化亚铁硫杆菌对Mn~(2+)耐受能力的研究 |
7.2.1 不同Mn~(2+)浓度下嗜酸氧化亚铁硫杆菌生长过程中代谢变化 |
7.2.2 不同Mn~(2+)浓度下溶液氧化还原电位的变化情况 |
7.2.3 不同Mn~(2+)浓度对溶液pH的影响 |
7.2.4 嗜酸氧化亚铁硫杆菌生长动力学参数的计算 |
7.3 陶粒载体培养对嗜酸氧化亚铁硫杆菌活性的影响 |
7.3.1 不同陶粒用量下嗜酸氧化亚铁硫杆菌生长过程中代谢变化 |
7.3.2 不同粒度陶粒对嗜酸氧化亚铁硫杆菌生长过程中代谢变化 |
7.3.3 陶粒对嗜酸氧化亚铁硫杆菌生长过程中氧化还原电位影响 |
7.3.4 陶粒对嗜酸氧化亚铁硫杆菌生长过程中pH影响 |
7.4 利用黄铁矿培养嗜酸氧化亚铁硫杆菌过程研究 |
7.4.1 黄铁矿用量对培养嗜酸氧化亚铁硫杆菌生长的影响 |
7.4.2 接菌浓度对培养嗜酸氧化亚铁硫杆菌生长的影响 |
7.4.3 pH对培养嗜酸氧化亚铁硫杆菌生长过程的影响 |
7.4.4 黄铁矿培养嗜酸氧化亚铁硫杆菌生长过程中的利用率分析 |
7.5 陶粒载体培养与黄铁矿培养在微生物浸出氧化锰矿中应用 |
7.6 黄铁矿还原浸出氧化锰矿工艺及参数 |
7.7 小结 |
8 结论 |
8.1 主要结论 |
8.2 创新性工作 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
四、在硫化矿物浸出过程中氧化铁硫杆菌的生长和固着(论文参考文献)
- [1]嗜酸铁氧化/还原菌生物浸出法利用低品位辉铜矿[D]. 洪娴静. 江南大学, 2021(01)
- [2]金属离子胁迫对电子废弃物生物浸出过程的影响机制研究[D]. 吴炜进. 华东理工大学, 2020(08)
- [3]高硫煤废弃矿井微生物群落演替规律及铁硫代谢基因的功能预测[D]. 陈迪. 中国矿业大学, 2020(03)
- [4]废液晶显示器中铟的浸出与资源化理论技术及有价值材料回收工艺研究[D]. 崔佳莹. 华南理工大学, 2020
- [5]能源物质对氧化亚铁硫杆菌浸出含钒页岩的工艺影响研究[D]. 何惊涛. 武汉科技大学, 2020(01)
- [6]微生物对低品位含钒石煤的浸出及机理研究[D]. 王鑫. 北京科技大学, 2017(07)
- [7]铅锌硫化尾矿中金属的生物浸出行为及浸出机理的研究[D]. 叶茂友. 广东工业大学, 2017(01)
- [8]黄铁矿与辉铜矿、铜蓝选择性生物浸出机理研究[D]. 武彪. 北京有色金属研究总院, 2017(01)
- [9]嗜酸铁/硫氧化菌在生物浸铀过程中的协同作用研究[D]. 余志波. 东华理工大学, 2016(11)
- [10]黄铁矿还原浸出氧化锰矿物资源的应用基础研究[D]. 张旭. 北京科技大学, 2016(04)