难溶性磷酸盐的生物浸出方法技术

一种难溶性磷酸盐的生物浸出方法，是将难溶磷酸盐原料粉碎过2mm筛，然后将芽孢杆菌通过溶磷圈和液体摇瓶培养基进行定性和定量测定，筛选出具有溶磷能力强的高效菌株；再在100ml营养肉汤培养基接入2‑8ml筛选的高效菌株，在25‑35℃、100‑150r/min的条件下培养3‑5d作为菌种；在清水中加入10％蔗糖作为营养源，再加入1‑7％的难溶磷酸盐原料，接入培养的菌种2‑8％，在25‑35℃、120‑160r/min培养7‑10d，分离固体残渣和培养液，直至培养液中水溶性磷含量≥100mg/L即可。本发明专利技术选用的菌种具有高效的溶磷功能，磷浸出率高，且可增加土壤有益微生物含量，提高植物对磷的利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于利用微生物处理矿产资源
，尤其涉及一种将磷矿石中磷转化成可溶磷的生物浸出方法。
技术介绍
磷是重要的化工原料，也是农作物生长的必要元素，工业用磷必须大量从磷矿中提取，虽然我国的磷矿资源比较丰富，已探明的资源储量132.4亿t，但平均品位只有16.95％(以P2O5计)，而目前工业上制取磷酸要求磷矿石含P2O5≥28％。所以如何充分利用低品位磷矿资源，已成为一项具有可持续发展战略意义的任务。随着生物技术的迅猛发展，在湿法生物冶金工业中，采用细菌浸出低品位金属硫化矿物得到了广泛应用。关于微生物浸磷矿已有很多文章报道,就浸磷微生物来说，可分为化能自养和异养菌两种类型，异养型如根瘤菌、假单胞菌等,可以利用葡萄糖等有机物生长，产生有机酸分解磷矿，Ghosh和Banik报道用黑曲霉浸出磷酸盐岩，在最佳条件下可以达到45％-50％的浸出率。自养型细菌则不需要外加有机碳源，它们可以利用空气中的CO2作为生长所需的碳源，所以在目前的生物浸矿领域大量采用，这其中尤其以嗜酸氧化亚铁硫杆菌(简称At.f菌)和嗜酸氧化硫硫杆菌(简称At.t菌)最为常见。然而，上述方法具有下列缺陷:(1)浸出周期长达一月甚至数月,成本高，接种量普遍在10％至20％，需要额外加入磷化合物作为培养基，矿石粒度细，矿浆浓度很低，资源利用率低；(2)异养菌代谢所产生的有机酸酸性不强，分解磷矿速度缓慢，而且需要添加有机营养物质作为生长所需的碳源，工业应用受限；(3)一些解磷能力强的真菌存在原料生产成本高，菌株容易失活的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种成本低、有效磷浸出率高的难溶性磷酸盐生物浸出方法。本专利技术提供的一种难溶性磷酸盐的生物浸出方法，包括下述步骤：难溶磷酸盐原料粉碎过2mm筛备用；菌株筛选：将芽孢杆菌菌株通过溶磷圈培养基和液体摇瓶培养基进行定性和定量测定，筛选出具有溶磷能力强的高效菌株；菌种培养：在100ml营养肉汤培养基中接入2-8ml筛选出的高效菌株，在25-35℃、100-150r/min的条件下培养3-5d作为菌种；水溶性磷浸出：在清水中加入10％蔗糖作为营养源，再加入1-7％的难溶磷酸盐原料，接入培养的菌种2-8％，在25-35℃、120-160r/min培养7-10d，然后分离固体残渣和培养液，直至分离出的培养液中水溶性磷含量≥100mg/L即可。优选地，所述芽孢杆菌菌株为硅酸盐细菌、磷细菌中的至少一种。优选地，所述溶磷圈培养基包括下述重量份的原料：葡萄糖5-15g，硫酸铵0.2-1g，氯化钾0.2-0.5g，难溶性磷酸盐5-15g，琼脂16-18g，溶磷圈培养温度为30-37℃，时间为5-8天。优选地，所述液体摇瓶培养基包括下述重量份的原料：葡萄糖5-15g，硫酸铵0.2-1g，难溶性磷酸盐25-35g/L，摇瓶培养温度为25-35℃，时间为5-8天。优选地，所述水溶性磷浸出步骤中，固体残渣可重复浸出利用，直至连续两次浸出液中水溶性磷含量相差低于10％为止。本专利技术相对于现有技术具有下述技术效果：1、本专利技术选用的菌种不仅具有高效的溶磷功能，可提高磷矿石的磷转化率，使中低品位磷矿中的有益元素得到有效利用，同时还可盘活土壤，减少竞争病原微生物的位点和营养物质降低植物病害发生，增加了土壤有益微生物含量，可提高植物对磷元素的利用率。2、本专利技术步骤中，菌种培养液和浸矿培养液都不需要用酸调节pH，浸出液pH与土壤pH相近，可直接可用，且浸出过程使在低温环境下进行，有效保证了菌株的成活率。3、本专利技术采用的难溶性磷原料可重复利用，可节约原料，提高资源的利用率。4、本专利技术成本远低于现有技术浸出方法，如2％的接种量，远远低于现有的10％～20％的量，降低了大量昂贵药剂配置培养液的成本，且该浸矿体系中不用额外加入磷化合物，另外，较大的颗粒度(2mm)，有利于磨样成本的降低。5、本专利技术采用较高的矿浆浓度提高了处理效率，不排放任何的废液、废渣和有毒有害气体，从而实现清洁生产，有利于环境保护。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供的难溶性磷酸盐的生物浸出方法，包括下述步骤：S1难溶磷酸盐原料粉碎过2mm筛备用，难溶磷酸盐原料包括各种含磷矿物和土壤，其总磷含量约15-25％；S2菌株筛选：将芽孢杆菌菌株通过溶磷圈和液体摇瓶培养基进行定性和定量测定，筛选出具有溶磷能力强的高效菌株；本步骤S2中，所述芽孢杆菌菌株为硅酸盐细菌、磷细菌中的至少一种。所选用的菌种中，硅酸盐细菌由于其生长代谢产生的有机酸类物质，能够将土壤中含钾的长石、云母、磷灰石、磷矿粉等矿物的难溶性钾及磷溶解出来为作物和菌体本身利用，同时，细菌可在土壤中繁殖，改善植物的营养条件，抑制其它病原菌的生长，这些都对作物生长、产量提高及品质改善有良好作用，所述硅酸盐细菌可选用胶冻样芽孢杆菌和土壤芽孢杆菌，优选胶冻样芽孢杆菌，其可产生有机酸、荚膜多糖等代谢产物，破坏硅铝酸盐的晶格结构、难溶性磷化合物等，分解释放出可溶的磷钾元素及钙、硫、镁、铁、锌、钼、锰等中微量元素，施用于土壤后可增进土壤肥力，为作物提供可吸收利用的营养元素，同时可促进作物营养吸收和生长代谢，诱导作物增强抗性，增强抗寒、抗旱、抗病和抗逆能力，改善产品品质。而且还可在作物根部形成有益菌群，有效抑制土壤有害和致病微生物的繁殖，从而减少部分农药的使用，减轻农药污染。磷细菌是溶解磷酸化合物能力较强的细菌，同时还可使土壤中不能被植物利用的磷化物转变成可被利用的可溶性磷化物，可选用巨大芽孢杆菌或无色杆菌、假单胞菌等，优选巨大芽孢杆菌，其能够将磷酸盐原料中固化的磷转化成植物吸收利用的磷，施用于土壤后还可有效提高土壤中磷的吸收率，改善土壤微生态环境，减轻病害，降低农药残留。可以理解地，上述菌种可用同菌属具有相同功能的菌株替代。本步骤S2中，溶磷圈培养基按下述重量份配置：葡萄糖5-15g，硫酸铵0.2-1g，氯化钾0.2-0.5g，难溶性磷酸盐5-15g，琼脂16-18g，水1L。溶磷圈培养温度为30-37℃，时间为5-8天。液体摇瓶培养基按下述重量份配置：葡萄糖5-15g，硫酸铵0.2-1g，难溶性磷酸盐25-35g/L，水1L。摇瓶培养温度为25-35℃，时间为5-8天。上述原料中，琼脂为常用的细菌培养基基体；葡萄糖在生物学领域具有重要地位，是活细胞的能量来源和新陈代谢中间产物，即生物的主要供能物质，一般用作生物培养基，同时也是金属的还原剂。所述硫酸铵具有优良的物理性质和化学稳定性，可采用离子交换形式把矿土中的稀土元素交换出来，同时硫酸铵也是很好的生物性肥料，在土壤中的反应呈酸性，适用于一般土壤和作物，能使枝叶生长旺盛，提高果实品质和产量，增强作物对灾害的抵抗能力，还可以中和土壤酸性，补充钙素和增强土壤的缓冲能力。氯化钾是常用的电解质平衡调节剂，是制造钾盐的基本原料，施用于农田时，能平衡土壤水分。本步骤以琼脂、葡萄糖为培养基基体，佐以硫酸铵或/和氯化钾，可在代谢过程中与磷酸盐中的磷、钾元素及钙、镁、铁等离子交换而使上述有益元素释放出来。S3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种难溶性磷酸盐的生物浸出方法，其特征在于，包括下述步骤：难溶磷酸盐原料粉碎过2mm筛备用；菌株筛选：将芽孢杆菌菌株通过溶磷圈培养基和液体摇瓶培养基进行定性和定量测定，筛选出具有溶磷能力强的高效菌株；菌种培养：在100ml营养肉汤培养基中接入2‑8ml筛选出的高效菌株，在25‑35℃、100‑150r/min的条件下培养3‑5d作为菌种；水溶性磷浸出：在清水中加入10％蔗糖作为营养源，再加入1‑7％的难溶磷酸盐原料，接入培养的菌种2‑8％，在25‑35℃、120‑160r/min培养7‑10d，然后分离固体残渣和培养液，直至分离出的培养液中水溶性磷含量≥100mg/L即可。

【技术特征摘要】
1.一种难溶性磷酸盐的生物浸出方法，其特征在于，包括下述步骤：难溶磷酸盐原料粉碎过2mm筛备用；菌株筛选：将芽孢杆菌菌株通过溶磷圈培养基和液体摇瓶培养基进行定性和定量测定，筛选出具有溶磷能力强的高效菌株；菌种培养：在100ml营养肉汤培养基中接入2-8ml筛选出的高效菌株，在25-35℃、100-150r/min的条件下培养3-5d作为菌种；水溶性磷浸出：在清水中加入10％蔗糖作为营养源，再加入1-7％的难溶磷酸盐原料，接入培养的菌种2-8％，在25-35℃、120-160r/min培养7-10d，然后分离固体残渣和培养液，直至分离出的培养液中水溶性磷含量≥100mg/L即可。2.如权利要求1所述的难溶性磷酸盐的生物浸出方法，其特征在于，所述芽孢杆菌菌株为硅酸盐细菌、磷细菌中的至少一种。3.如权利要求1所述的难溶性磷酸盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄春艳，穆光远，韦春近，杜怡然，
申请(专利权)人：深圳市芭田生态工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44