浮选难选赤铁矿的微生物捕收剂应用基础研究

针对我国储量巨大的赤铁矿资源"贫、细、杂"的难选特点，筛选1～2种具有天然较高电性和疏水性的微生物，并紧紧围绕微生物表面性能调控以及微生物与矿物表面作用前后矿表性能变化规律等目前缺乏系统研究的关键科学问题开展研究，以揭示不同调控方法和条件对微生物生长规律的影响，以及微生物的组成、结构与微生物表面电性、疏水性的关系。通过对赤铁矿及石英、磷灰石、高岭土单矿物的吸附、疏水絮团-沉降、单矿物浮选试验以及人工混合矿的浮选试验研究，揭示微生物在矿表吸附前后矿表的微观结构变化规律，微生物在矿表的吸附基团特性、吸附量和吸附率变化规律以及微生物吸附对矿表电性和疏水性的影响规律、不同矿物的疏水絮团结构及沉降规律、不同矿物的可浮性、选择性作用差异，以及微生物捕收剂与化学调整剂、起泡剂的协同作用机理等，最终形成浮选难选赤铁矿的微生物捕收剂应用基础理论体系，为难选赤铁矿的微生物疏水絮团-浮选提供科学依据与技术支撑。

我国赤铁矿石主要以“贫、细、杂”难选矿的形式存在，目前最有效的利用方法是浮选，而疏水絮凝-浮选具有较高的选择性，因而表现出良好的应用前景。但常规化学捕收剂对微细粒赤铁矿的选择性差、药耗高、价格贵以及伴之而来的药剂污染环境问题仍是极大弊端。因此，研究高效无污染或少污染的赤铁矿捕收剂是解决我国贫赤铁矿利用问题的迫切要求，而微生物捕收剂的研究和开发则很可能是解决上述难题的一个重要方向。.关于浮选难选赤铁矿的微生物捕收剂，世界各国研究人员至今至少已开发了6种，其共同特点是微生物表面具有较高的负电性和疏水性。但对微生物捕收剂表面性能调控及其与矿物作用前后性能变化特征等关键科学问题目前缺乏系统研究，对如何快速从环境中筛选针对性的微生物捕收剂则仍属空白。本课题将紧紧围绕上述问题，开展相关研究。.首先从微生物学资料筛选了一株红城红球菌，对红城红球菌及其与赤铁矿、石英、高岭土、磷灰石作用前后的表面电性、疏水性变化以及相互作用机理进行了系统研究。以这株细菌为捕收剂进行单矿物浮选、人工混合矿分离等试验。结果表明，红城红球菌对赤铁矿明显比对石英、高岭土、磷灰石具有更高的选择性作用。红城红球菌的吸附，不但可降低四种矿物表面的电位，且能使赤铁矿颗粒形成疏水絮团，石英、高岭土、磷灰石则主要仍以分散颗粒存在。红城红球菌表面含有羟基（-OH）、亚甲基（-CH2）、氨基（-NH2）、甲基（-CH3）、醚基（C-O-C）和羧基（-COOH）。红城红球菌经赤铁矿调控，表面性能不变，对赤铁矿的选择性作用明显加强。第一次证明，红城红球菌对赤铁矿具有絮凝-浮选双重作用，可作为微细粒赤铁矿的捕收剂使用。.采用细菌培养基、浮选联合方法从铁矿采场筛选了一株浮选难选赤铁矿的微生物捕收剂——寡氧单胞属菌株，弥足了至今未见针对性筛选方法报导的不足。仅经过两次浮选即筛选得到了1株对赤铁矿具有较高回收率的微生物，并通过16SrDNA全序列分类鉴定为寡氧单胞属菌株。在此基础上，采用电镜、显微镜、红外光谱、Zeta电位、接触角等测定方法对这株微生物形貌、细胞壁组成、Zeta电位、疏水性及其与赤铁矿作用前后赤铁矿Zeta电位、疏水性、存在状态、表面基团变化等进行了系统分析，揭示了寡氧单胞属菌株与赤铁矿的作用特征与机理。寡氧单胞属菌株表面含有的磷酸基团与赤铁矿发生作用，表面含有的非极性基团CH2、CH3造成赤铁矿表面的疏水性。