專利名稱：一種快速篩選浮選難選赤鐵礦的微生物捕收劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種從土壤中篩選難選赤鐵礦的微生物捕收劑的方法一浮選法，這種方法結(jié)合細(xì)菌培養(yǎng)基可快速?gòu)蔫F礦采礦場(chǎng)土壤中眾多的微生物中篩選出一株適合浮選難選赤鐵礦的微生物捕收劑。
背景技術(shù)：
我國(guó)赤鐵礦石儲(chǔ)量豐富，但主要以品位低、嵌布粒度細(xì)和結(jié)合形態(tài)復(fù)雜的“難選礦”形式存在。這種“貧、細(xì)、雜”的特點(diǎn)，使得開采出來的赤鐵礦石絕大多數(shù)需要細(xì)磨到-200目80% 90%，個(gè)別地區(qū)礦石需細(xì)磨到-320目以上90%，其中的鐵礦物才能獲得單體解理而分選。目前，對(duì)如此細(xì)磨“難選礦”處理的最有效方法是浮選，但常規(guī)浮選的浮選效果很差，通過高分子絮凝或疏水絮凝增大礦物浮選粒徑是提高浮選效果的重要方法。赤鐵礦的高分子絮凝-浮選最成功的工業(yè)應(yīng)用當(dāng)屬美國(guó)Tilden選廠，該廠采用淀粉使微細(xì)粒赤鐵礦絮凝成大顆粒，再通過脫泥去除硅質(zhì)礦泥，陽離子捕收劑反浮選去除粗顆粒的硅質(zhì)脈石而獲得鐵精礦。但選擇性絮凝所具有的機(jī)械夾帶、對(duì)礦漿離子變化敏感、需極稀礦漿分選等弱點(diǎn)限制了它的實(shí)際應(yīng)用。疏水絮凝主要是通過加表面活性劑類物質(zhì)如捕收劑等，使目的組分先形成疏水絮團(tuán)再浮選回收。如用十二烷基胺醋酸鹽作為赤鐵礦的絮凝-捕收劑，可使微細(xì)粒赤鐵礦的回收率較常規(guī)浮選提高20 30%。疏水絮凝-浮選具有較高的選擇性，因而表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。但常規(guī)化學(xué)捕收劑對(duì)微細(xì)粒赤鐵礦的選擇性差、藥耗高、價(jià)格貴以及伴之而來的藥劑污染環(huán)境問題仍是極大弊端。因此，研究高效無污染或少污染的赤鐵礦捕收劑是解決我國(guó)貧赤鐵礦利用問題的迫切要求，而微生物捕收劑的研究和開發(fā)則很可能是解決上述難題的一個(gè)重要方向。自然界存在的許多微生物，其表面帶有不同程度的帶負(fù)電和潤(rùn)濕性，具有常規(guī)表面活性劑類捕收劑的類似性能，能與捕收劑一樣吸附在礦物表面，并以其本身性質(zhì)調(diào)整或改變礦物表面的電性和疏水性。表面疏水的微生物一旦吸附在微細(xì)粒礦物表面，不但可導(dǎo)致微細(xì)粒礦物表面的疏水化，還可使疏水的礦物顆?；ハ辔墒杷蹐F(tuán)。最早提出微生物捕收劑研究的是美國(guó)雷諾大學(xué)的Smith R W，最早得到研究的微生物捕收劑是草分枝桿菌(Mycobacterium phlei),這種微生物能使微細(xì)粒赤鐵礦顆粒形成疏水絮團(tuán)而浮選回收。隨著Smith R W文章的報(bào)道,各國(guó)研究人員也開始積極尋找各種性能類似于M. phle的微生物用于赤鐵礦及其他礦物的浮選。目前，已研究過的可用作赤鐵礦捕收劑的微生物還包括:Bacillus polymyxa、Paenibacillus polymyxa、Rhodococcus opacus、Bacillus subtilis。這些微生物與M. phle 一樣，同樣具有使微細(xì)粒赤鐵礦顆粒形成疏水絮團(tuán)-浮選的作用。目前，微生物捕收劑的應(yīng)用研究越來越多，但如何從環(huán)境中篩選針對(duì)某種礦物浮選的高效微生物捕收劑至今仍未見報(bào)道?？v觀現(xiàn)有微生物的篩選方法，無不例外均是依靠微生物本身的特性和生理功能，采用培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)或平板稀釋分離法。浮選赤鐵礦的微生物捕收劑的篩選也毫無疑問地必須以這些方法為基礎(chǔ)，再根據(jù)微生物是否具有捕收劑的特性來篩選。在浮選過程中，只要能吸附于赤鐵礦表面并引起赤鐵礦表面疏水性的微生物，都可以作為赤鐵礦的捕收劑使用，但只有那些吸附能力強(qiáng)、足以使赤鐵礦表面疏水并形成疏水絮團(tuán)、且無致病性的微生物才能作為微細(xì)粒赤鐵礦的高效捕收劑使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明先采用浮選法初篩快速淘汰土壤中不適合作為赤鐵礦捕收劑使用的微生物，再用浮選法復(fù)篩快速篩出對(duì)赤鐵礦具有較高回收率且不致病性的高效赤鐵礦微生物捕收劑，且這種微生物對(duì)赤鐵礦的浮選為疏水絮團(tuán)-浮選。本發(fā)明利用細(xì)菌培養(yǎng)基與浮選法結(jié)合，在用細(xì)菌培養(yǎng)基淘汰土壤中非細(xì)菌微生物后，直接采用浮選法初篩快速淘汰土壤中不適合作為赤鐵礦捕收劑使用的細(xì)菌微生物。對(duì)浮選初篩獲得的細(xì)菌微生物再采用細(xì)菌培養(yǎng)基放大培養(yǎng)、平板分離獲得單菌體微生物。最后采用浮選法復(fù)篩以快速篩出I株對(duì)赤鐵礦具有較高回收率且不致病性的高效赤鐵礦微生物捕收劑，且這種微生物對(duì)赤鐵礦的浮選為疏水絮團(tuán)-浮選，用量為常規(guī)化學(xué)捕收劑用量的1/3。該微生物捕收劑的篩選步驟、條件為首先采用細(xì)菌培養(yǎng)基對(duì)取回的土壤試樣進(jìn)行細(xì)菌選擇培養(yǎng)。稱取經(jīng)除雜的土壤試樣10g，加入盛有90ml無菌水的三角瓶中，置于30°C、200r/min的搖床中振蕩20min，靜置，獲得上清液。按5%的接種量將上清液接種于細(xì)菌液體培養(yǎng)基中，搖床培養(yǎng)24h，再按同樣方法轉(zhuǎn)接兩次，離心、洗滌獲得土壤混雜細(xì)菌。在甘油管中保存土壤混雜細(xì)菌，剩下的菌液置于4°C冰箱中備用。土壤混雜細(xì)菌通過浮選初篩淘汰對(duì)赤鐵礦沒有吸附作用或有吸附作用但不足以引起赤鐵礦表面疏水性的細(xì)菌，再利用細(xì)菌培養(yǎng)基進(jìn)行細(xì)菌液體培養(yǎng)、平板培養(yǎng)，獲得單菌體。最后再對(duì)每一單菌體進(jìn)行浮選復(fù)篩，獲得一株對(duì)赤鐵礦浮選具有較高回收率的微生物捕收劑。采用16SrDNA全序列分類鑒定、SEM、紅外光譜、Zeta電位、接觸角測(cè)定等方法對(duì)確定的這株微生物捕收劑進(jìn)行全面分析，獲得這株微生物與浮選有關(guān)的基礎(chǔ)資料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
在利用細(xì)菌培養(yǎng)基篩選的基礎(chǔ)上，采用浮選法快速篩選對(duì)難選赤鐵礦浮選具有類似化學(xué)捕收劑作用的微生物捕收劑，且這種微生物捕收劑用量為化學(xué)捕收劑用量1/3，對(duì)赤鐵礦顆粒具有吸附絮凝-浮選的作用，因此特別適合作為微細(xì)粒赤鐵礦的捕收劑使用。利用本發(fā)明的浮選法篩選微生物捕收劑，只需經(jīng)過浮選初篩就可淘汰大量土壤中不適合作為赤鐵礦捕收劑使用的微生物，再經(jīng)過浮選復(fù)篩即可獲得一株對(duì)赤鐵礦浮選回收率高又不致病的微生物。


附圖I為從鐵礦采場(chǎng)土壤中快速篩選浮選難選赤鐵礦微生物捕收劑的過程。
具體實(shí)施例方式為更好地描述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明浮選法篩選微生物捕收劑作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例I
浮選初篩通過細(xì)菌培養(yǎng)基選擇性篩選獲得的土壤混雜細(xì)菌中，適合作為赤鐵礦捕收
4劑使用的微生物在浮選過程中與赤鐵礦一起進(jìn)入上浮產(chǎn)品，浮選槽中的微生物則為淘汰的微生物。所用土壤取自河北司家營(yíng)鐵礦采礦場(chǎng)附近，為對(duì)角線法采集的距離地面5 15cm處的土壤。浮選試驗(yàn)在25 mL小型浮選槽中進(jìn)行，采用一段浮選流程。人工刮泡，浮選用水為蒸餾水，充氣量為2600 r/min。稱取2g含鐵68. 11%的純赤鐵礦，加入具有去離子水的浮選槽中攪拌2min，用IM HCl或IM NaOH調(diào)漿至設(shè)定pH值，再加入微生物攪拌lOmin，刮泡5min。經(jīng)浮選初篩，淘汰了不適合作為赤鐵礦捕收劑使用的微生物，大大減少了浮選復(fù)篩的微生物種類。浮選復(fù)篩浮選初篩獲得的微生物在經(jīng)過細(xì)菌培養(yǎng)基放大培養(yǎng)，平板分離獲得多種單菌株，但單菌株中哪種最適合作為赤鐵礦的浮選捕收劑使用，再采用浮選赤鐵礦的方法進(jìn)行復(fù)篩。通過浮選復(fù)篩，以回收率最大、且無致病性的那株微生物作為浮選赤鐵礦的捕收劑使用，并鑒定與浮選有關(guān)的性能以解釋浮選機(jī)理。浮選試驗(yàn)在25 mL小型浮選槽中進(jìn)行，采用一段浮選流程。人工刮泡，浮選用水為蒸餾水，充氣量為2600 r/min。稱取2g含鐵68. 11%的純赤鐵礦，加入具有去離子水的浮選槽中攪拌2min，用IM HCl或IM NaOH調(diào)漿至設(shè)定pH值，再加入微生物單菌體攪拌lOmin，刮泡5min。對(duì)回收率較大的微生物進(jìn)行16SrDNA全序列分類鑒定確定微生物的歸屬，并堅(jiān)定這株微生物與浮選有關(guān)的性能。
權(quán)利要求
1.一種快速篩選浮選難選赤鐵礦的微生物捕收劑的方法，其特征在于先采用浮選法初篩快速淘汰土壤中不適合作為赤鐵礦捕收劑使用的微生物，再用浮選法復(fù)篩快速篩出對(duì)赤鐵礦具有較高回收率且不致病性的高效赤鐵礦微生物捕收劑，且這種微生物對(duì)赤鐵礦的浮選為疏水絮團(tuán)-浮選。
全文摘要
本發(fā)明采用細(xì)菌培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)獲得的眾多微生物，先采用浮選法初篩快速淘汰土壤中不適合作為赤鐵礦捕收劑使用的微生物，獲得有可能作為赤鐵礦捕收劑使用的少數(shù)微生物品種。仍采用細(xì)菌培養(yǎng)基對(duì)浮選初篩獲得微生物進(jìn)行放大培養(yǎng)、平板分離，獲得單菌株，再用浮選法復(fù)篩快速篩出一株對(duì)赤鐵礦具有較高回收率且不致病的高效赤鐵礦微生物捕收劑，且這種微生物對(duì)赤鐵礦的浮選在用量低于傳統(tǒng)赤鐵礦捕收劑1/3的情況下對(duì)赤鐵礦具有疏水絮團(tuán)-浮選作用。利用本發(fā)明的浮選法篩選的微生物捕收劑，只需經(jīng)過浮選初篩就可淘汰大量土壤中不適合作為赤鐵礦捕收劑使用的微生物，再經(jīng)過浮選復(fù)篩即可獲得一株對(duì)赤鐵礦浮選回收率高又不致病的微生物。
文檔編號(hào)C12N1/20GK102911904SQ20121043197
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月1日
發(fā)明者楊慧芬, 李甜, 羅輝, 常艷紅, 王傳龍, 唐瓊瑤 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)