中温菌混合浸出黄铜矿过程中群落结构变化及矿物表面硫形态转化的研究的开题报告.pdfVIP

中温菌混合浸出黄铜矿过程中群落结构变化及矿物

表面硫形态转化的研究的开题报告

一、研究背景和意义

传统的黄铜矿浸出工艺常常使用化学方法，如氧化、酸浸等，但随

之而来的高能耗、环境污染、低回收率等问题已经引起了广泛关注。中

温菌浸出黄铜矿是一种新型的、低能耗、环境友好的技术，已经得到了

越来越多的研究和应用。中温菌能够利用矿物表面的硫化物进行还原反

应，将铜等金属离子转化为可溶性状态，进而被菌体吸附。因此，研究

中温菌混合浸出黄铜矿过程中群落结构变化和硫形态转化对于探究矿物

表面化学反应机理、优化浸出工艺，提高回收率具有重要意义。

二、研究目标和内容

本研究旨在采用分子生态学和X射线光电子能谱技术，研究中温菌

混合浸出黄铜矿过程中菌群结构变化及矿物表面硫形态的转化，具体研

究内容包括：

1.采取不同浸出试验条件下菌群DNA提取与PCR扩增。

2.对提取到的细菌DNA进行测序分析，利用多样性分析和网络分析

等手段研究菌群结构变化规律及其与浸出工艺的相关性。

3.利用X射线光电子能谱分析矿物表面硫形态转化规律，探究中温

菌浸出过程中硫的协同作用、还原机理和离子迁移转化机制。

三、研究方法

本研究采用分子生态学技术和X射线光电子能谱技术，并结合多样

性分析、网络分析、物相分析等手段进行研究。

1.分子生态学技术：

（1）菌群DNA提取与PCR扩增

将采集到的中温菌群从浸出系统中分离，进行菌群DNA提取、PCR

扩增。采用V4区16SrRNA基因引物进行PCR扩增，构建菌群DNA文

库，最终通过IlluminaMiSeq高通量测序平台进行测序。

（2）多样性分析和网络分析

对从测序数据中提取到的菌群分类单元（OTU）进行多样性分析和

网络分析，探究中温菌群的群落结构变化规律。

2.X射线光电子能谱技术：

对中温浸出黄铜矿过程中的样品进行X射线光电子能谱（XPS）测试，

分析矿物表面硫的形态、还原程度和电化学性质等，探究中温菌混合浸

出过程中的离子转移、还原机理和硫的协同作用等。

四、研究预期成果

本研究将通过分子生态学和X射线光电子能谱技术的研究手段，深

入探究中温菌混合浸出黄铜矿过程中的群落结构变化和硫形态转化规律，

预期取得以下成果：

1.揭示中温菌混合浸出黄铜矿过程中中温菌群落结构变化规律，探

究其与工艺条件的相关性。

2.研究矿物表面硫的形态转化规律，揭示中温菌浸出过程中硫的协

同作用、还原机理和离子迁移转化机制。

3.提出优化中温菌浸出黄铜矿工艺的建议，为实现高效低污染黄铜

矿浸出提供理论依据和技术支持。