[发明专利]一种青霉菌及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及磷和金属矿中磷及金属的微生物浸出，更具体涉及一种对不可溶性磷和金属矿具有分解作用的青霉菌(Penicillium)，同时还涉及该菌的制备方法，还涉及该菌的用途。该株青霉菌属真菌，能从不可溶性磷矿和金属矿如矾矿、镍、钴矿等中将磷和金属浸出，其起浸出作用的物质主要是葡萄糖酸等有机酸。将该菌株在含有磷矿粉或金属矿粉的较适合的浸矿培养基中培养，能将磷和金属从矿物中浸出到培养液中，因此该菌株可以用于磷菌肥的制备或结合工业上湿法冶金的常规技术用于微生物冶金。

背景技术

在漫长的地质年代中，微生物参与了地壳化学元素的循环。许多微生物可以通过多种途径对矿物作用，研究发现在硅岩上的蓝藻及真菌形成的菌苔可以破坏硅岩的晶体结构，重新形成镁橄榄石矿物(Geomicrobiol J，2001，18(1)：117-132)。自然界中的微生物可以破坏矿物晶体结构使其中的有价元素转化为溶液中的离子。利用微生物的这种特性，结合湿法冶金等相关工艺，形成了生物冶金技术。从文献记载来看，中国是世界上最早采用生物冶金技术的国家，早在公元前2世纪，就记载了用铁从硫酸铜溶液中置换铜的化学作用，堆浸在当时就是生产铜的普遍做法(MineSci Eng，1980，12(3)：121-189)。在欧洲，有记载的最早的生物冶金活动是1670年在西班牙的RioTinto矿，人们从矿坑水中回收细菌浸出的铜(Spain TransInstMin Metal，1943，52：35-71)。

当今世界发展的步伐日益加快，可谓日新月异，同时对各种矿产资源的需求也日益加大，磷矿和各种金属的高品位富矿面临着逐渐枯竭的局面。因此对从低品位矿石、复杂矿石、表外矿、尾矿以及工业废弃物中提取磷和金属越来越多地受到人们的关注和重视。传统的火法冶金及湿法冶金存在回收率低、过程复杂、高温高压过程需要消耗大量的能量、对环境污染严重、且无法处理很多的难处理、低品位、复杂矿床等不足之处。而生物浸磷和生物冶金技术特别适于贫矿、废矿、表外矿及难采、难选、难冶矿的堆浸和就地浸出，并具有过程简单、成本低、能耗低、对环境污染小等突出优点。利用该技术不仅可以简单、高效地从低品位矿石中提取磷和铜、金、铀、镍、钴等有价金属，还可以用于矿山复垦、废弃物中金属处理以及去除污水污泥的毒化(Geomicrobiol J，2004，21(3)：135-144)。

磷是重要的化工原料，也是农作物生长所必要的元素，工业用磷必须大量从磷矿中提取，用于生产磷肥、磷复肥及精细磷化工产品。由于其利用价值在农业、工业、医药等工业与民用领域备受重视，磷矿资源在全球范围内已逐步成为一种战略性资源。然而，磷矿资源作为一种不可再生资源，正在逐步走向枯竭。美国、印度和俄罗斯等国已经启动了应急研究工作，中国列入国家统计的磷矿石储量为168亿t。我国磷矿资源的特点是资源储量较大，分布集中；中低品位矿多，富矿少；胶磷矿多，采、选难度大；矿床类型以沉积磷块岩为主。目前我国磷矿的开采方式主要为地下开采和露天开采两大类：地下开采的采矿方法主要为空场法和崩落法；露天开采的选矿工艺主要是直接浮选工艺，近年来还相继开发了沉积磷块岩的焙烧消化、擦洗脱泥、反-正(正-反)浮选、重介质等选矿富集工艺，在这些技术中，直接浮选、反浮选、擦洗脱泥、重介质分选已成功地应用。但我国目前磷矿资源的开发利用存在明显不足，主要表现在：磷矿资源管理粗放，开采损失严重；开采技术落后，资源破坏和浪费严重；选矿技术虽有突破，但费用高，特别是我国磷矿的70％为中低品位的胶磷矿，矿物颗粒细，嵌布紧密，有害杂质较多，采用上述工艺选矿比较困难；对环境造成不可恢复的污染。随着磷矿开发强度的加大和开采过程中存在的突出问题，有限的不可再生的磷矿资源的使用寿命越来越短，加速了中国磷资源的衰竭速度，最大的隐患是威协着国家中、远期的粮食安全。因此研究一种可持续发展的、综合开发利用的选矿新工艺已经迫在眉睫。