建立浸矿微生物16S rDNA文库,筛选DNA文库中的rDNA克隆,测定16S rDNA序列并对其进行生物信息学分析,构建金属硫化矿浸出专属性微生物的系统发育树;用荧光原位杂交、斑点杂交和DGGE分子指纹等分子生物学技术进行浸矿体系微生物种群动态和在溶液和矿物表面分布情况研究,确定主要的浸矿微生物;通过建立主要浸矿细菌的分子遗传标志并进行浸出试验研究,以筛选出带有遗传标志的优良野生浸矿菌株;采用细菌修饰粉末微电极,运用动电位极化曲线、塔费而曲线、电位阶越法等电化学方法研究主要浸矿微生物在金属硫化矿表面的吸附机制,从而揭示硫化矿浸出过程细菌的作用机理。金属硫化矿生物浸出体系存在丰富的生物多样性,浸出体系中微生态的变化可能会导致金属硫化矿生物解离机制的改变。因而开展浸矿微生物多样性及其界面作用的研究,对于阐明细菌浸出硫化矿机理具有重要的意义。
采用RFLP技术对微生物多样性进行了研究,构建了浸矿微生物的16S rRNA数据库,对8个矿山硫化矿酸性矿水样品进行细菌群落结构分析,共发现39种浸矿细菌和多种古细菌;建立了一种新的简单的分离L.ferriphilum菌的方法,成功分离了多株L.ferriphilum和3株Acidiphilium sp.菌。采用ERIC-PCR技术研究发现在不同能源培养后浸矿微生物群落发生了比较大的变化,同时结合矿物元素分析结果显示培养中使用的硫化矿组成越相似,培养后得到的微生物群落结构也越相似。采用DGGE技术及荧光原位杂交等技术研究了细菌浸出黄铁矿、闪锌矿以及黄铜矿过程中的浸矿微生物群落演替规律,揭示了硫化矿细菌浸出过程微生物多样性的动态信息,获得浸出过程反应的特征,并发现浸矿细菌At.f菌在多种矿物浸出过程后期发挥了更为重要的作用。这些结果为把握硫化矿细菌浸出反应的性质,寻求加速硫化矿氧化溶解的强化措施等均具有重要意义。本课题的研究对进一步阐明细菌浸出金属硫化矿作用机制,揭示其反应规律具有重要意义,并实际工业生产设计提供理论上的指导。