不同能源適應的Acidithiobacillus ferrooxidans與黃銅礦和黃鐵礦的相互作用.pdf

1、本文研究了FeSO4·7H2O、硫、黃銅礦或黃鐵礦適應的Acidithiobacillus ferrooxidans分別與黃銅礦及黃鐵礦之間的相互作用。通過接觸角、Zeta電位、傅立葉紅外光譜和酸堿滴定實驗來分析細菌及礦物的表面性質，使用熱力學方法和extended-DLVO理論來計算和預測細菌EPS缺損前后與礦物之間的相互作用能，借助原子力顯微鏡(AFM)測量細菌EPS缺損前后與礦物之間的相互作用力，監測2小時內細菌在礦物表面的吸附行

2、為，并通過假一級和假二級動力學模型模擬細菌在礦物表面的吸附情況。對比細菌與礦物之間相互作用的差異來揭示細菌在礦物表面吸附的本質，探討extended-DLVO理論預測細菌在礦物表面的吸附情況與AFM測得的吸附力以及吸附實驗和模擬獲得的細菌吸附行為之間的關系，細菌的表面性質與其吸附力之間的關系，進一步完善細菌-礦物相互作用的機制，為后續生物浸出創造更加有利的條件。
　　不同能源適應的細菌EPS缺損前后以及礦物的表面性質分析可知，在無

3、鐵9K培養基中，黃鐵礦的負Zeta電位低于黃銅礦的負電位;黃銅礦的接觸角大于黃鐵礦的接觸角。不同能源適應的細菌的電位是正值;接觸角有差異;表面基團無差異，而EPS的量有所不同;影響NaCl溶液緩沖性質的程度不同。EPS缺損的細菌表面性質發生變化。結果表明細菌的表面性質受EPS的影響，而EPS性質受細菌適應的底物影響。
　　Extend-DLVO理論預測結果表明，細菌與黃銅礦之間的總勢能的主要貢獻來自于范德華相互作用勢能(GLW)，

4、細菌與黃鐵礦之間的總勢能的主要貢獻來自于靜電相互作用勢能(GEL)和范德華相互作用勢能(GLW)。EPS缺損后的細菌仍可以吸附到黃銅礦表面，但是相比較未處理的細菌會更難一些。EPS缺損后的細菌需要跨越能嶂才能吸附到黃鐵礦表面。根據extend-DLVO理論預測細菌吸附到黃銅礦表面比吸附到黃鐵礦表面要容易。
　　對比細菌分別與黃銅礦和黃鐵礦之間的力-距離曲線，細菌與黃鐵礦之間的吸附力更大一些，且不同能源適應的細菌與同一種礦物之間的吸

5、附力也存在差異，這表明細菌表面性質和礦物的類型共同決定著細菌與礦物之間的相互作用力。對比不同能源適應的細菌與同種礦物之間的力-距離曲線，礦物適應的細菌與礦物之間的吸附力最大，其次是硫適應的細菌，最小的是FeSO4·7H2O適應的細菌。結合接觸角和Zeta電位實驗，我們可以推出在細菌吸附到黃銅礦表面的過程中，疏水力起主導作用，而在細菌吸附到黃鐵礦表面的過程中，靜電力起主導作用。EPS缺損的細菌與礦物之間的吸附力變小，這是由于EPS缺損的細

6、菌的表面電荷、接觸角和胞外聚合物的變化引起的。
　　吸附實驗表明細菌吸附到黃鐵礦表面的數量大于其吸附到黃銅礦表面的數量。對同一種礦物來說，礦物適應的細菌吸附到礦物表面的數量最大，其次是硫適應的細菌，FeSO4·7H2O適應的細菌的吸附量最小。EPS缺損的細菌比未處理的細菌的吸附量更小。使用假一級動力學模型和假二級動力學模型模擬了細菌在礦物表面的吸附情況，無論從吸附速率還是吸附能力方面，礦物適應的細菌都是最大的，其次是硫適應的細菌，