嗜酸溶磷异养菌的分离筛选及其对中低品位磷矿的溶解过程强化研究

我国磷矿资源丰富，但其中大部分是中低品位磷矿，如果采用传统湿法或热法 加工工艺处理这部分磷矿，则无论在技术还是经济上都将面临严峻的挑战。近年来，生物浸矿技术的发展使得微生物在处理磷矿方面的研究越来越受到人们的重视，这为中低品位磷矿资源的开发利用提供了新的研究途径。前期研究结果表明，利用微生物溶解中低品位磷矿的研究思路是可行的，但也存在着较大的问题，即虽然具有溶磷作用的微生物种类繁多，但大多溶磷效果不佳，难以实现工业化应用。基于此，本项目将着重从两个方面展开研究，一是开展嗜酸溶磷异养菌的分离筛选工作，并通过各种育种手段，选育出中低品位磷矿高效专属嗜酸溶磷异养菌；二是通过开展溶磷体系多相界面作用以及多因素强关联研究，对嗜酸溶磷异养菌溶解中低品位磷矿的过程进行强化，为进一步走向工业化应用打下基础。通过本项目的研究，有望为解决我国丰富的中低品位磷矿资源利用难题提供理论依据和技术指导。

我国磷矿资源丰富，但富矿少，中低品位矿多。由于中低品位磷矿具有“贫、细、杂”等突出特点，致使传统的物理、化学选冶方法在技术、经济和环境方面都面临着严峻的挑战。近年来，解磷微生物研究的迅猛发展以及微生物冶金技术在处理复杂低品位硫化矿方面的成功应用使得通过微生物技术分解中低品位磷矿的研究越来越受到研究者的重视，并且取得了一些不错的进展。然而，目前的研究也存在着一些不足，即虽然具有溶磷作用的微生物种类繁多，但大多溶磷效果不佳，难以实现工业化应用。基于此，本项目着重从以下几个方面展开了研究：一，开展了不同生态环境如磷矿、农田土壤、湖泊污水中分离筛选溶磷曲霉菌的工作，研究了这些微生物对磷酸钙和中低品位磷矿的溶解过程及其对逆境的适应和抵抗作用，比较了不同曲霉菌对中低品位磷矿的溶解效率，并以1株来源于磷矿的溶磷黑曲霉Aspergillus niger WHAK1作为重点研究对象，研究了其对中低品位磷矿的溶解机理及其对小麦作物的促生作用；二，研究了农田土壤中溶磷酵母菌的分离筛选，选育出了4株具有较强溶磷作用的酵母菌，并研究了这4株溶磷酵母菌溶解中低品位磷矿的工艺条件及优化；三，从农田土壤中分离筛选出了15株具有较强溶磷作用的青霉菌，并重点以Penicillium oxalicum AP2为研究对象，研究了其对磷酸铝的溶解机理及工艺条件；四，比较了中温菌Acidithiobacillus caldus和适温菌Acidithiobacillus thiooxidans在硫磺粉存在条件下对中低品位磷矿的溶解作用及工艺条件，研究了嗜酸异养菌Acidiphilium cryptum对嗜酸自养菌Acidithiobacillus ferrooxidans氧化黄铁矿及溶解中低品位磷矿的促进作用及混合菌溶解中低品位磷矿的工艺参数优化；五，在对中低品位磷矿研究的基础上，本项目还开展了3株不同来源的溶磷黑曲霉对高磷铁矿中磷的脱除研究，并研究了这些溶磷黑曲霉脱除高磷铁矿中的磷的作用机理及温度、初始pH、粒度及矿浆浓度等的影响。本项目通过以上研究，分离筛选出了20余株具有较强溶磷作用的嗜酸异养菌，揭示了这些微生物溶解中低品位磷矿体系中的多相界面作用以及多因素强关联规律，为微生物溶解中低品位磷矿研究提供了一定的理论依据和技术指导，为其进一步走向工业化应用奠定了基础。