專利名稱：一種高砷氧化菌的選育與分離方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種從環(huán)境樣品中選育和分離具有強抗砷性能，可高效氧化含砷硫化礦特別是砷黃鐵礦的浸礦菌的方法。
背景技術：
世界上約2/3我國約1/3的金礦資源屬于含砷金礦。含砷金礦為難處理金礦，金通常被包裹于含砷硫化礦中，如不進行預處理金的回收率很低。目前國內外普遍采用的含砷金礦預處理技術是預氧化法，主要包括氧化焙燒法、加壓氧化法、化學氧化法和細菌氧化法等(鄭存江.含砷難浸金礦的研究及應用[J].陜西地質.2003，21 (I) :88-97;李俊萌.難處理金礦石預處理方法研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J].稀有金屬，2003，27 (4) =478-481 ;陳聰，姚香.難處理金礦石預處理方法簡述[J].黃金科學技術，2004，12 (4) :27-30;王力軍，劉春謙.難處理金礦石預處理技術綜述[J].黃金.2000,21(1) :38-45)，其中細菌預氧化法對環(huán)境無污染、流程簡單、投資少、成本低，是最有發(fā)展前景的預處理方法(伍贈玲.高砷微細浸染型難處理金礦細菌預氧化-氰化提金試驗研究[J].礦冶工程，2010，30 (I)54-56,61.;王康林，汪模輝，蔣金龍.難處理金礦石的細菌氧化預處理研究現(xiàn)狀[J].黃金科學技術，2001,9 (I) :19-24.)。含砷難處理金礦的主要載金礦物是砷黃鐵礦(毒砂)，其中的三價砷有很強的生物毒性，因此，用于此類金礦預氧化的細菌必須具備較強的砷抗性和較高的毒砂氧化能力，細菌的砷抗性和對毒砂的氧化能力決定了含砷難處理金礦的預氧化效果，并在很大程度上決定了金的回收率以及提金成本的高低。目前獲取抗砷菌的主要途徑有運用分子遺傳工程技術對現(xiàn)有浸礦菌進行改造(趙清，劉相梅，詹楊，林建群，顏望明.一株高效抗砷喜溫硫桿菌工程菌的構建.微生物學報，2005，45 (5) :675-679.),以及從環(huán)境樣品中篩選(趙興青，李成祥，王汝成，陸現(xiàn)彩，陸建軍，胡歡.安徽銅陵尾礦堆中三價砷抗性菌株的分離、鑒定及16S rDNA分析.巖石礦物學雜志，2009，28 (6) :513-519.)等。分子遺傳工程菌的抗砷性狀較難穩(wěn)定，離實際應用還有很長距離，現(xiàn)階段真正具有實用價值的抗砷菌基本上都是從環(huán)境樣品中篩選的菌株。目前從環(huán)境樣品中篩選抗砷菌通常采用含砷培養(yǎng)基富集-加砷瓊脂平板純化的方法(蔣友芬甘子明許晏鄭樹濤劉濤余亮.新疆奎屯地區(qū)高砷環(huán)境中抗砷菌的初步篩選.中國現(xiàn)代醫(yī)藥雜志，2009，11 (6) :21-23.;陳雙喜，邵宗澤.西南印度洋中脊深海沉積物抗砷菌的富集分離與多樣性分析.微生物學報，2008，48(10) :1351-1355.)。這種篩選方法使用加入一定量合成砷化物和速效能源或有機碳源的人工培養(yǎng)基進行富集，由于所加砷化物和能源物質與天然毒砂性質差別較大，使得富集和分離的抗砷菌往往不具備氧化毒砂的潛力或氧化潛力很弱，而真正的毒砂氧化菌往往被淘汰。因此，開發(fā)新的抗砷菌選育方法，有效突破現(xiàn)有技術瓶頸，對于獲取高效抗砷浸礦菌至關重要，而高效抗砷浸礦菌的獲得將對我國含砷難處理金礦的利用產(chǎn)生十分積極的作用。

發(fā)明內容
技術問題
本發(fā)明針對上述問題提供了一種從環(huán)境樣品中選育高效抗砷浸礦菌的新方法，運用該方法選育出了可抗含砷量19. 2%的強抗砷菌，該菌用于預氧化主要載金礦物為毒砂的金精礦，脫砷率達到93. 02%，失重率達到51. 24%，從而使金的浸出率達到95. 78%。本發(fā)明為抗砷浸礦菌的選育提供了一條新的途徑，將對我國含砷難處理金礦的高效利用產(chǎn)生重要的推動作用。技術方案實現(xiàn)本發(fā)明的技術方案是采集高砷金礦長年尾礦區(qū)的尾礦樣和高砷金精礦庫房排水溝泥樣，將樣品等量混合，加入2倍體積的稀硫酸水溶液(pH2. O)，緩慢攪拌混溶，制成懸濁液。
取一只已滅菌的250mL三角瓶，加入150mL培養(yǎng)基1，按5%的接種量接入上述樣品懸濁液，用稀硫酸調PH至2. 0，在30°C下震蕩培養(yǎng)，定期檢測培養(yǎng)液的Fe2+，當Fe2+氧化率達到95%以上時，按配方比例重新向培養(yǎng)液中加入FeSO4 · 7H20，并用滅菌水補足培養(yǎng)液至原體積(150mL)，繼續(xù)震蕩培養(yǎng)10d，此為第一代富集物。將第一代富集物按2%的接種量，轉接到150mL培養(yǎng)基2中，在相同條件下震蕩培養(yǎng)，定期檢測菌密度，待菌密度到達拐點時終止培養(yǎng)，此為第二代富集物。取第二代富集物，按10%的接種量轉接到相同體積的培養(yǎng)基3中，在相同條件下連續(xù)震蕩培養(yǎng)，定期檢測菌密度，直到菌密度達峰值時停止培養(yǎng)，此為第三代富集物。吸取第三代富集物，按2%的接種量轉接到同樣體積的培養(yǎng)基4中，在相同條件下繼續(xù)培養(yǎng)，檢測菌密度到達最高點時停止培養(yǎng)，最后得到第四代富集物。將第四代富集物按10_8、10_9、10_1(1稀釋度，分別接入培養(yǎng)基4中，在30°C下進行震蕩稀釋分離，采用直接計數(shù)法測定活細胞數(shù)，當活菌數(shù)達IX IOVmL時，停止培養(yǎng)，選擇稀釋倍數(shù)最高的培養(yǎng)物作為稀釋物I ;如此再反復稀釋分離三次，最后得到稀釋物4即高砷氧化菌的純菌株。有益效果用本發(fā)明選育分離的高砷氧化菌對含砷量達19. 2%，主要載金礦物為砷黃鐵礦的金精礦進行預氧化，結果表明，脫砷率達到93. 02%，失重率達到51. 24%，金浸出率達到95. 78%，金浸出率是未經(jīng)細菌預氧化的金精礦的5倍。該高砷氧化菌對我國含砷難處理金礦資源的高效利用具有重要意義。


圖用本發(fā)明選育和分離的高砷氧化菌
具體實施例方式采集高砷金礦長年尾礦區(qū)的尾礦樣和高砷金精礦庫房排水溝泥樣，將樣品等量混合，加入2倍體積的稀硫酸水溶液(pH2. O)，緩慢攪拌混溶，制成懸濁液。取一只已滅菌的250mL三角瓶，加入150mL培養(yǎng)基1，按5%的接種量接入上述樣品懸濁液，用稀硫酸調PH至2. 0，在30°C下震蕩培養(yǎng)，定期檢測培養(yǎng)液的Fe2+，當Fe2+氧化率達到95%以上時，按配方比例重新向培養(yǎng)液中加入FeSO4 · 7H20，并用滅菌水補足培養(yǎng)液至原體積(150mL)，繼續(xù)震蕩培養(yǎng)10天，此為第一代富集物。
將第一代富集物按2%的接種量，轉接到150mL培養(yǎng)基2中，在相同條件下震蕩培養(yǎng)，定期檢測菌密度，待菌密度到達拐點時終止培養(yǎng)，此為第二代富集物。取第二代富集物，按10%的接種量轉接到相同體積的培養(yǎng)基3中，在相同條件下連續(xù)震蕩培養(yǎng)，定期檢測菌密度，直到菌密度達峰值時停止培養(yǎng)，此為第三代富集物。吸取第三代富集物，按2%的接種量轉接到同樣體積的培養(yǎng)基4中，在相同條件下繼續(xù)培養(yǎng)，檢測菌密度到達最高點時停止培養(yǎng)，最后得到第四代富集物。將第四代富集物按10_8、10_9、10_1(1稀釋度，分別接入培養(yǎng)基4中，在30°C下進行震蕩稀釋分離，采用直接計數(shù)法測定活細胞數(shù)，當活菌數(shù)達IXlOVml時，停止培養(yǎng)，選擇稀釋倍數(shù)最高的培養(yǎng)物作為稀釋物I ;如此再反復稀釋分離三次，最后得到稀釋物4即高砷氧化菌的純菌株。該菌株經(jīng)鑒定，為嗜酸氧化亞鐵硫桿菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)(見圖)。用本發(fā)明選育和分離的高砷氧化菌對含砷量19. 2%的金精礦進行的預氧化試驗表明，在30°C下,當接種量20% (v/v),礦衆(zhòng)濃度10% (w/v)時,經(jīng)過10天,氧化洛與原礦相比，含砷量降低了 93. 02%，重量下降了 51. 24%，試驗結果見表I。氧化洛提金試驗表明，當氧化渣濃度25% (w/v)，初始氰化鈉濃度為0. 15% (w/v), pH = 9. 5 10時，20°C下經(jīng)過48小時，氧化洛中95. 78%的金被浸出，氧化洛金的浸出率是未經(jīng)細菌預氧化的金精礦的5倍，試驗結果見表2。原礦和氧化洛中金、砷和其它金屬元素的含量均采用原子吸收光譜法測定。培養(yǎng)基I (NH4) 2S043. Og/L, MgSO4 7H20 0. 5g/L, KH2PO4O. 5g/L, Ca (NO3) 20. Olg/L,FeSO4 7H20 5g/L，高砷金精礦(As 19. 2% ) 10g/L。培養(yǎng)基2 (NH4) 2S041. 5g/L，MgSO4 7H20 0. 25g/L，K2SO4L Og/L, 0. 5g (NH4) 2HP04g/L，聞神金精礦(As 19. 2 % ) 20g/Lo培養(yǎng)基3 (NH4) 2S041. Og/L, MgSO4 7H20 0. 2g/L，K2S042. Og/L, I. Og (NH4) 2HP04g/L，高砷金精礦(As19. 2% )40g/L。培養(yǎng)基4 (NH4) 2S041. 0g/0L，MgSO4 7H20 0. 2g/L，K2S044. Og/L, 2. Og (NH4) 2HP04g/L，聞神金精礦(As 19. 2% ) 100g/Lo表I細菌氧化前后金精礦主要元素含量比較)
權利要求
1.一種高砷氧化菌的選育與分離方法，其特征在于將高砷環(huán)境樣品制成懸濁液，依次接入培養(yǎng)基1、2、3和4，在30°C下進行連續(xù)四代富集培養(yǎng)，取第四代富集物在相同溫度下稀釋分離，獲得高砷氧化菌的純菌株。
2.根據(jù)權利要求I所述的富集培養(yǎng)方法，其特征在于培養(yǎng)基 I : (NH4)2S043. Og/L, MgSO4 · 7H20 O. 5g/L, KH2PO4O. 5g/L, Ca(NO3)2O. Olg/L,FeSO4 · 7H20 5g/L，高砷金精礦(As 19. 2% ) lOg/L ；培養(yǎng)基 2 (NH4)2SO4L 5g/L，MgSO4 · 7H20 0. 25g/L，K2SO4L 0g/L，0. 5g (NH4) 2HP04g/L，高砷金精礦(As 19. 2% ) 20g/L ；培養(yǎng)基 3 (NH4)2SO4L Og/L, MgSO4 · 7H20 0. 2g/L，K2S042. Og/L, I. Og (NH4) 2HP04g/L,高砷金精礦(As 19. 2% )40g/L ；培養(yǎng)基 4 (NH4) 2S041. Og/L, MgSO4 · 7H20 0. 2g/L，K2S044. Og/L, 2. Og (NH4) 2HP04g/L，高砷金精礦(As 19. 2% ) 100g/Lo
3.根據(jù)權利要求I所述的稀釋分離方法，其特征在于稀釋分離所用培養(yǎng)基為培養(yǎng)基4。
4.根據(jù)權利要求I所述的高砷氧化菌，其特征在于該菌株屬于嗜酸氧化亞鐵硫桿菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)。
5.根據(jù)權利要求I和4所述的高砷氧化菌菌株，其特征在于該菌可高效氧化含砷硫化礦，特別是砷黃鐵礦，能有效脫除高砷金精礦中的砷，大大提高金的浸出率。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從環(huán)境樣品中選育和分離具有強抗砷性能，可高效氧化含砷硫化礦特別是砷黃鐵礦的浸礦菌的方法。將樣品制成懸濁液，接入培養(yǎng)基1，在30℃下震蕩培養(yǎng)，獲得第一代富集物，然后依次接入培養(yǎng)基2、3和4，在相同條件下連續(xù)培養(yǎng)三代，最后得到第四代富集物。取第四代富集物，在相同溫度下進行連續(xù)四次稀釋分離，最后得到稀釋物4，即純化的高砷氧化菌菌株。用該菌株對含砷量19.2％的金精礦進行預氧化，可使氧化渣的含砷量降低93.02％，重量下降51.24％；提金試驗表明，氧化渣金的浸出率達到95.78％，是未經(jīng)細菌預氧化的金精礦的5倍。
文檔編號C22B3/18GK102618472SQ201210097898
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月6日 優(yōu)先權日2012年4月6日
發(fā)明者丁建南, 于一尊, 張國華, 張志紅, 王東升, 田曉娟, 計少石, 黃江麗, 黃黃 申請人:江西省科學院生物資源研究所