[发明专利]一种负载浸矿微生物的包埋体、制备方法和培养方法

说明书

本发明属于微生物包埋体领域，具体涉及到一种负载浸矿微生物的包埋体、制备方法和培养方法，负载浸矿微生物的包埋体为中间填充浸矿微生物的核壳结构，核结构为营养丸，营养丸为含有营养液的包埋剂交联后形成的颗粒，所述营养液为不含能源物质的培养液；壳结构为交联剂附着在营养丸后形成的包被膜，包被膜为网状的膜结构；所述包被膜和营养丸之间为浸矿微生物。本发明解决了浸矿微生物在培养过程中营养物质的利用和能源物质消耗不匹配的难题，克服了生物浸出过程中浸矿微生物在浸出环境中的难适应、易中毒、多流失等问题，解决浸矿微生物的难保藏、难运输等问题，使浸矿微生物更加方便利用，浸出效率得以提高。

技术领域

本发明属于一种微生物包埋体领域，具体是涉及到一种负载浸矿微生物的包埋体、制备方法和培养方法。

背景技术

生物浸出是指利用浸矿微生物从矿物等含金属原材料中回收所需要的金属，是一种利用微生物的直接或间接作用在酸性环境下将重金属从矿物或复合基质中溶出的方法，因此也被称为生物浸矿。一般用于生物浸出过程的微生物属于细菌域或古生菌域，并满足两个基本条件：它们是嗜酸细菌并且是无机化能营养的。常用到的嗜酸浸矿微生物有嗜酸硫杆菌属(Acidithiobacillus spp.)、脂环酸杆菌属(Alicyclobacillus spp.)、酸微菌属(Acidimicrobium spp.)、硫化杆菌属(Sulfobacillus spp.)、酸菌属(Acidianus spp.)、铁原体属(Ferroplasma spp.)和钩端螺旋菌属(Leptospirillum spp.)等。

生物浸矿通常是将矿物堆积或囤积，并浇灌硫酸使其保持适合浸矿微生物生长的酸性条件。由于浸矿微生物为极端嗜酸微生物，其适宜的pH环境为1.5～2.0，而很多实际矿物浸出体系更为复杂，不仅pH值波动范围大，且含有高浓度的有毒金属离子，微生物在此类环境中很难生长，甚至会死亡；，并且浸矿微生物对能源物质与营养物质利用速率的不匹配性，不仅影响浸矿微生物的细胞活力，也会造成许多微生物因环境条件的不利而死亡。另一方面，在生物冶金工程中通常是在开放培养体系中培养此类微生物，当微生物生长到一定浓度后，自然环境中往往会出现大量捕食浸矿微生物的原生动物(例如眼虫)，一旦出现此类原生动物，培养体系将失衡，这大大降低了浸矿微生物的存活量和增殖速度，同时在培养过程中会形成黄钾铁矾等伴生产物造成微生物的吸附沉降和矿物表面特性改变，从而严重影响了微生物的生长和对矿物的浸出效率。

为了解决上述问题，常采用包埋的方式对微生物进行处理，目前常用的包埋微生物的方法为，将微生物菌液和包埋载体混合，然后将含有菌液的混合液滴加到交联剂中，交联硬化形成含有微生物的包埋结构。如中国专利申请号为CN201510465105.9的专利公开了一种复合微生物菌剂及其制备方法与应用，包括如下步骤，S1、将芽孢杆菌接种至培养基中好氧培养，得到菌液；S2、将所述菌液加至包埋载体中，得到含菌液的混合液，然后将所述含菌液的混合液逐滴滴入至交联剂中，进行交联硬化形成芽孢杆菌凝胶菌球；S3、将所述芽孢杆菌凝胶菌球进行好氧培养，得到复合微生物菌剂。该类包埋微生物虽然能够将微生物固定在包埋体中，但包埋体表层和内部的氧气供给存在明显的差异，包埋体内部存在缺/厌氧环境，会影响好氧微生物的生长。而对于铁氧化菌的包埋，一般会认为，若将其包埋于内部，不仅浸矿微生物难以获得充足的氧气和二氧化碳，而且当亚铁离子进入包埋体内部后在内部微生物作用下形成的铁钒，容易阻塞载体空隙，严重影响营养物质的释放和微生物的继续再生，无法对微生物进行持续培养。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种负载浸矿微生物的包埋体、制备方法和培养方法，克服了在生物浸出过程中浸矿微生物对浸出环境的难适应、易中毒、多流失等问题，解决浸矿微生物的难保藏、难运输等问题，使浸矿微生物更加方便利用，浸出效率得以提高。