專利名稱：：采用黃鐵礦(FeS₂)作為能源共同培養(yǎng)微生物的組合體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及采用黃鐵礦(FeS2)作為能源共同培養(yǎng)微生物的組合體的方法。本發(fā)明特別涉及黃鐵礦作為能源在分離的Acidithiobacillusferrooxidans和Acdithiobacillusthiooxidans型微生物(分別稱為WenelenDSM16786和LicanantayDSM17318)的組合體的共同培養(yǎng)中的用途。
背景技術(shù)：
：培養(yǎng)微生物時(shí)，人們常常使用人造的或特意配制的培養(yǎng)基，它們往往基于高純度的有機(jī)和/或無(wú)機(jī)化學(xué)品。其目的通常是將與微生物的需要有關(guān)的變量控制到最大值，以及避免所有潛在的污染源和微生物生長(zhǎng)抑制作用。例如，At.ferrooxidnas和At.thiooxidans的實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的生長(zhǎng)已經(jīng)描述于Silverman,M.P.＆LundgrenD.G.1959."studiesonthechemoautotrophicironbacteriumferrobacillusferroooxidansI.AnImprovedMediumandaHarvestingProcedureforSecuringHighCellYilds".JournalofBacteriology.77:642-647,和Cook,T.M.1964."GrowthofThiobacillusthiooxidansinshakenculture".JournalofBacteriology.88:620-623.已經(jīng)證明，以前的方法非產(chǎn)適合于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模、甚至有時(shí)中試規(guī)模的微生物培養(yǎng)，然而由于經(jīng)濟(jì)上的原因，這種方法就不實(shí)用了，特別是當(dāng)應(yīng)對(duì)大規(guī)模生物量生產(chǎn)的時(shí)候。對(duì)這個(gè)問(wèn)題的一般解決方案是采用工業(yè)級(jí)的試劑，采用它降低了培養(yǎng)基的成本，但是增加了潛在的污染源，而且添加了可能抑制微生物生長(zhǎng)的雜質(zhì)。因此，為了在工業(yè)條件下培養(yǎng)微生物，已經(jīng)描述了基于技術(shù)級(jí)的硫酸銨和磷酸鉀的配方(Hackl等，美國(guó)專利號(hào)US5,089,412)。類似地，在智利專利申請(qǐng)CL2731-2004和CL2101-2005中分別使用被稱為改進(jìn)的9K(3.0g/L的(肌)肌、0.5g/L的K2HP04、0.5g/L的MgS04.7H20、0.1g/L的KC1和0.1g/L的Ca(N03)2、30g/L的FeS04'7H20)和9KS(3.0g/L的(NH4)2S04、0.5g/L的L跳、0.5g/L的MgS04.7H20、0.1g/L的KCl、0.1g/L的Ca(N03)2、1%的元素石克或者另一種還原石克化合物)的培養(yǎng)基。人們已經(jīng)知道這樣一個(gè)事實(shí)，即，在例如上文提到的那些培養(yǎng)基中培養(yǎng)微生物時(shí)，最終生物量濃度受到用作能源的基質(zhì)的濃度的限制，還受到所述基質(zhì)和微生物生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的基質(zhì)代謝產(chǎn)物這兩者所施加的生長(zhǎng)抑制作用的限制LaCombe,J.,Lueking,D.1990."GrouthandmaintenanceofTheiobacillusferrooxidanscells".AppliedandstructuredmodelforthiobaillusferrooxidansgroethonferrousIron".BiotenchnologyandBioengineering.53.310-319。另一方面，獲得的微生物的類型取決于使用的能源的類型Fe2+化合物形式的鐵(對(duì)于鐵氧化微生物)，以及硫化合物—呈氧化態(tài)-2、0和+4—(對(duì)于硫氧化微生物)。上述情況構(gòu)成了混合的生物量生產(chǎn)過(guò)程(鐵和硫氧化)的設(shè)計(jì)中的限制因素，因?yàn)椴煌木忠蟛煌纳a(chǎn)條件例如不同的基質(zhì)和pH。因此，在需要培養(yǎng)兩種或兩種以上微生物菌種的情況下，采用同一種培養(yǎng)基或者甚至在一起培養(yǎng)這些微生物是有吸引力的構(gòu)思。這樣，方法步驟的數(shù)目減少了，操作的復(fù)雜性簡(jiǎn)化了，而且在一些情況下，有可能收益于代表基礎(chǔ)化學(xué)的特點(diǎn)。在如下研究中，在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模上顯示了微生物(例如At.ferrooxidans)在作為能源的黃鐵礦上的生長(zhǎng)，獲得了大約10tothe8thpower個(gè)細(xì)胞/毫升的孩t生物濃度Chong，N.,Karamanev，D.G.，Margaritas,A.2002."Effectofparticle-particleshearingonthebioleachingofsulfideminerals"BiotechnologyandBioenginerring.80:349-357。Schippers，A.，Jozsa，P.G.，Sand,W.1996."Sulfurchemistryinbacterialleachingofpyrite".AppliedandEnvironemntalMicrobiology.62:3424-3431，提出了在黃鐵礦降解(degradataion)循環(huán)期間硫代硫酸根(S2032_)的形成。該化合物可以經(jīng)歷一系列的非生物反應(yīng)，或被硫氧化細(xì)菌用作能源，這提供了提出在黃鐵礦上共同培養(yǎng)鐵氧化和硫氧化微生物的原因。例如，在如下研究中提出了在黃鐵礦上混合培養(yǎng)鐵氧化和硫氧化孩克生物Bacelar-Nicolau，P.&Jonson，B.1999."Leachingofpyritebyacidophilicheterotrophiciron-oxidizingbacteriainpureandmixedcultures:.AppliedandenvirenmatalMicrobiology.65:585-590。從化學(xué)角度看，對(duì)于分解要萍皮Acidithiobacillusferrooxidans型微生物用作能源的黃鐵礦，這些微生物的活性用下式表示<formula>seeoriginaldocumentpage7</formula><formula>seeoriginaldocumentpage7</formula><formula>seeoriginaldocumentpage7</formula>(i)如反應(yīng)(i)中觀察到的那樣，產(chǎn)物之一是硫代硫酸鹽，它涉及中間氧化態(tài)的硫，而且它可以按照如下反應(yīng)用作Acidithiobacillusthiooxidans型微生物的能源<formula>seeoriginaldocumentpage7</formula>(ii)最后，關(guān)于黃鐵礦或含有它的物質(zhì)的用途，現(xiàn)有的研究提出了不同的方法，例如，在專利WO0136693、WO0071763和WO2004027100中提出了它作為硫酸來(lái)源的用途。在文獻(xiàn)W00136693中，將黃鐵礦與其中沒(méi)有添加硫酸的浸濾系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)；在文獻(xiàn)W00071763中，將其與酸的替代(當(dāng)?shù)V石顯示出對(duì)它的高需求時(shí))聯(lián)系起來(lái)；而在文獻(xiàn)W02004027100中，用它代替一部分所需的酸。在其它文獻(xiàn)例如專利US6，110，253和申請(qǐng)US2005103162中,黃鐵礦被用作升高幵石堆(heap)溫度的機(jī)制，因?yàn)楫?dāng)它被生物氧化時(shí)，它產(chǎn)生熱量，根據(jù)這些內(nèi)容，這使它可能與嗜熱微生物一起實(shí)施生物浸濾。據(jù)我們所知，仍然沒(méi)有能使可用于生物浸濾的微生物的大規(guī)模生產(chǎn)可行的更低費(fèi)用的培養(yǎng)基；而且我們也不知道其中黃鐵礦被實(shí)際地用作混合生物量的生長(zhǎng)用能源的過(guò)程。
發(fā)明內(nèi)容為了更好地理解所述那些過(guò)程，如下表述應(yīng)理解為a)ATCC:"AmericanTypeCultureCollection"，美國(guó)典型微生物培養(yǎng)物保藏中心b)槽中的礦石生物浸濾在帶有假底層的槽內(nèi)進(jìn)行的一個(gè)過(guò)程，礦石裝在槽內(nèi)并用浸濾液淹沒(méi)，在嗜酸微生物的存在下使所述浸濾液循環(huán)通過(guò)礦石顆粒，并且提取溶解在酸溶液中的銅。c)堆積場(chǎng)中的礦石生物浸濾在"礦廠運(yùn)行時(shí)，，或采用預(yù)破碎收集從露天了開(kāi)采操作提取的、在邊際品位以下的礦石被貯存在具有適合于控制溶液滲入的凹槽中或者貯存在已經(jīng)預(yù)先安裝了防水遮蓋物的表面上。在嗜酸微生物的存在下，用浸濾液灌注表面，并且從底部提取溶解在酸溶液中的銅。d)礦石堆中的生物浸濾在該過(guò)程中，已經(jīng)被碾碎至特定分級(jí)的礦石被收集在輕微斜坡上的防水表面上。在嗜酸微生物的存在下用浸濾液灌注所述表面，并且從底部提取溶解在酸溶液中的銅。e)"原位"(現(xiàn)場(chǎng))礦石生物浸濾直接地浸濾其中礦石呈天然狀態(tài)或由于前面的采礦操作而被破碎的礦床，在嗜酸微生物的存在下，用浸濾液灌注表面，并且從底部提取溶解在酸溶液中的銅。f)在釜或攪拌的容器中的礦石生物浸濾該生物浸濾過(guò)程發(fā)生在機(jī)械攪拌的反應(yīng)器中，其中在嗜酸微生物的存在下，細(xì)分的礦石與浸濾液混合，形成固體含量至多20%的礦漿，提取溶解在酸溶液中的銅。g)尾礦壩生物浸濾起源于浮選過(guò)程并且含有少量存在于礦石中的金屬的尾礦被收集在壩中，然后從壩提取礦石，在嗜酸微生物的存在下，用于在幵石堆內(nèi)或通過(guò)攪拌進(jìn)行浸濾，并且提取溶解在酸溶液中的銅。h)生物量在特定面積或體積內(nèi)產(chǎn)生的活生物體的質(zhì)量。i)DSM"DeutscheSammlungvonMikroorganismenundZellkulturenGmbH"德國(guó)典型微生物培養(yǎng)物保藏中心。j)接種物純的或混合的細(xì)菌培養(yǎng)物，在生物浸濾過(guò)程中它將充當(dāng)活性生物物質(zhì)。k)鈍化由于硫和聚硫?qū)釉诘V石表面的堆積而造成的礦石浸濾速率的降低。l)PLS:在生物浸濾過(guò)程中產(chǎn)生的水溶液，它含有從礦石中浸出的金屬離子。該溶液構(gòu)成溶劑提取工廠進(jìn)料。m)萃余液由于溶劑提取過(guò)程而貧銅的水溶液。n)混合的能源允許鐵和硫氧化微生物同時(shí)生長(zhǎng)的基質(zhì)。o)混合的生物量能夠氧化被還原的鐵和硫化合物的微生物的質(zhì)量。為了實(shí)現(xiàn)能用于疏化物金屬礦石生物浸濾的分離的微生物的大規(guī)模生產(chǎn)，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一種基于生物反應(yīng)器的使用的方法，通過(guò)采用混合的能源，用這種方法可能降低為生長(zhǎng)這些微生物而使用的培養(yǎng)基的費(fèi)用。這種方法在于，使用含黃鐵礦的物質(zhì)代替一部分標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基，作為一起生長(zhǎng)的兩種不同類型的樣t生物(即，Jc2'^7力/o6ac27/^和Jc/d/M/06a/7iASf力/0o了/f/a/7s)的》、昆合肯巨源。這種方法還提供了關(guān)于微生物的量、它們對(duì)固相的適應(yīng)性的優(yōu)點(diǎn)，還提供了與銅回收和獲得+3氧化態(tài)的鐵有關(guān)的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明，采用用黃鐵礦改進(jìn)的培養(yǎng)基，一起培養(yǎng)型微生物連同其它微生物，所述黃4失礦利用了可用作能源的物質(zhì)的存在和形成分別是鐵(氧化態(tài)+2)和疏(氧化態(tài)+2),而且提供了關(guān)于微生物培養(yǎng)方法的一系列優(yōu)點(diǎn)?？紤]到一部分常規(guī)培養(yǎng)基已經(jīng)被低成本的物質(zhì)所替代，該培養(yǎng)物顯然比采用常規(guī)培養(yǎng)基的培養(yǎng)物費(fèi)用低。此外，通過(guò)同時(shí)培養(yǎng)兩種微生物，所以與房產(chǎn)、反應(yīng)器、控制系統(tǒng)等有關(guān)的費(fèi)用也得以降低，如果沒(méi)有本發(fā)明這些費(fèi)用就不得不加倍。另外，采用黃鐵礦的共同培養(yǎng)法使人們可以獲得比分別培養(yǎng)同樣的微生物時(shí)通常可以獲得的濃度更高的微生物。這具有經(jīng)濟(jì)上的重要性，這是可以通過(guò)如下優(yōu)點(diǎn)得以評(píng)價(jià)的事實(shí)當(dāng)設(shè)計(jì)新設(shè)備時(shí)為實(shí)現(xiàn)特定的目標(biāo)濃度所需的裝置的減少，或者在目前操作的設(shè)備中更高的生產(chǎn)能力。基于下文實(shí)施例中進(jìn)行的研究可以確認(rèn)，微生物組合體(它包括與礦石中天然的微生物混合的分離微生物)在用含黃鐵礦的物質(zhì)改進(jìn)的培養(yǎng)基中正常地生長(zhǎng)。這與現(xiàn)有技術(shù)相比的進(jìn)步，因?yàn)樗ㄟ^(guò)降低培養(yǎng)基費(fèi)用而降低了培養(yǎng)費(fèi)用。另一方面，才艮據(jù)前文討論的反應(yīng)，必將實(shí)現(xiàn)Jc/cf27力/o6ac//7^t力/oo了/ffs/^菌種的更高濃度，或同等地，Jc7d/^7/o6ac/77i/s"/00AT/cTa/3S菌種的更高相對(duì)生長(zhǎng)。這可能是也可能不是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，要取決于關(guān)于其中使用產(chǎn)生的生物量的后繼過(guò)程的考慮因素。然而，如果需要或必要，可以通過(guò)摻入硫酸亞鐵(FeS04，7H20)形式的Fe"來(lái)平衡微生物生長(zhǎng)。如已經(jīng)指出的那樣，在實(shí)踐中，本發(fā)明是通過(guò)用含有黃鐵礦的物質(zhì)代替一部分標(biāo)準(zhǔn)微生物培養(yǎng)基得到證實(shí)的。被替代的培養(yǎng)基比例是這樣的，它對(duì)應(yīng)于鐵和硫物質(zhì)，而且它可能在廣泛的回旋余地內(nèi)被替代，例如，在根據(jù)本發(fā)明改進(jìn)的培養(yǎng)基中，可以使用l至"g/L的黃鐵礦(基于100%基準(zhǔn))。另一方面，而且由于含有黃鐵礦的物質(zhì)大部分是固體，所以微生物實(shí)現(xiàn)了對(duì)固相硫氧化的適應(yīng)。這種適應(yīng)性是有用的，而且也代表了技術(shù)上的進(jìn)步，理由是，當(dāng)微生物適應(yīng)了固相時(shí)，它們將迅速地移居在位于其中使用它們的研石堆、堆積場(chǎng)、尾礦壩或其它"原位"(現(xiàn)場(chǎng))操作中的物質(zhì)上，縮短與它們的浸濾有關(guān)的時(shí)間。最后，而且根據(jù)前文所述的反應(yīng)，產(chǎn)生了培養(yǎng)基中+3氧化態(tài)的鐵的富集。正如技術(shù)上已知的那樣，F(xiàn)e"的存在有利于次生礦的浸濾，因此這也代表了相對(duì)于其它方法的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)如下的操作步驟和條件定義了本發(fā)明的采用(FeS2)作為能源共同培養(yǎng)Jc/^^A/f^ac/ZyzAJ^A/ooj^Va/7S和Jc/d27力/o6ac77/ws尸errod/da/^型微生物的組合體的方法a)通過(guò)用黃鐵礦替代一部分培養(yǎng)基而制備用于尸erroox/cTa/2s型微生物的培養(yǎng)基；b)將該培養(yǎng)基的pH值調(diào)節(jié)在1.5至2.5的范圍內(nèi)；c)在有或沒(méi)有其它微生物的情況下用Jc/t/27力/Mad7/iAyf力2'0012'^3/2s型和Jc227力2'o6ac27/ws尸erroc/^s/2S型分離的微生物的混合物接種所述培養(yǎng)基；d)在25。C到35'C的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)溫度；e)使含O.20%至0.8t)o/。C02的富含C02的空氣流通過(guò)。在步驟a)中，被替代的那部分培養(yǎng)基是相應(yīng)于還原的鐵和硫化合物的那部分，例如石克酸亞鐵和元素硫。在本發(fā)明的方法中，含有黃鐵礦的培養(yǎng)基中黃鐵礦的量相當(dāng)于1至20克/升。被培養(yǎng)的所述AcidithiobacillusthiooxidansandAcidithiobacillusferrooxidans型孩i生物是分離的孩史生物，而且優(yōu)選的Acidithiobacillusthiooxidans型微生物是Licanantay羅17318而優(yōu)選的Acidithiobacillusferrooxidans型微生物是WenelenDSM16786。微生物接種物體積與培養(yǎng)基體積之比在從1:20到1:5的范圍內(nèi)。圖1:該圖顯示，根據(jù)實(shí)施例1中的描述，含有硫酸亞鐵和黃鐵礦精礦(I)的不同混合物的培養(yǎng)基上微生物組合體的生長(zhǎng)曲線。圖2:該圖顯示，在如實(shí)施例2中所述通過(guò)摻入黃鐵礦精礦(II)而改進(jìn)的培養(yǎng)基中微生物組合體的間歇方式生長(zhǎng)曲線。圖3:該圖顯示，在生物量增殖生物反應(yīng)器中尸erroo;r/^^WenelenDSM16786(黑條)和"M/oouVa/^LicanantayDSM17318(白條)的含量，所述生物反應(yīng)器按連續(xù)方式操作，釆用如實(shí)施例3中所述通過(guò)摻入黃鐵礦精礦(III)而改進(jìn)的培養(yǎng)基。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1為了確定WenelenDSM16786和LicanantayDSM17318微生物組合體的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)和生物量性能，采用通過(guò)摻入黃鐵礦精礦(I)而改進(jìn)的培養(yǎng)基，使用下述方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案為了實(shí)現(xiàn)所述目的，進(jìn)行了振蕩器-燒瓶型生長(zhǎng)測(cè)定。在100ml燒瓶中補(bǔ)充有如下兩種能源的混合物的25ml培養(yǎng)基中進(jìn)行菌抹混合物的生長(zhǎng)黃鐵礦精礦(I)(其特征如表l中所述)和硫酸亞鐵(FeS04)。所用的能源混合物如表2中詳述。培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)物組成如下0.99g(NH4)2S04/L、0.128gNaH2P04.H20/L、0.0525gKH2P04/L、0.lgMgS047H20/L、0.021gCaCl2/L。將培養(yǎng)基pH調(diào)節(jié)到1.8。每一個(gè)燒瓶中WenelenDSM16786和Lica羅tay腹17318菌林的濃度為2.5x107個(gè)細(xì)胞/毫升。在200rpm下操作的軌道式振蕩器中、在30X:下進(jìn)行燒瓶培養(yǎng)。借助顯微鏡計(jì)數(shù)法在Petroff-Hausser室中、以6天的間隔進(jìn)行燒瓶中生物量濃度的定期跟蹤。表l:黃鐵礦精礦(I)的礦物學(xué)組成<table><row><column>礦物</column><column>%重量</column><column>%Vol.</column><column>%S</column><column>%Cu</column><column>%Fe</column><column>%As</column><column>%Mo</column><column>%Zn</column><column>%Pb</column></row><row><column>黃銅礦</column><column>11.24</column><column>10.98</column><column>3.93</column><column>3.888</column><column>3.42</column><column></column><column></column><column></column><column></column></row><row><column>輝銅礦</column><column>10.41</column><column>7.50</column><column>2.09</column><column>8.315</column><column></column><column></column><column></column><column></column><column></column></row><row><column>銅藍(lán)</column><column>5.57</column><column>4.97</column><column>1.87</column><column>3.705</column><column></column><column></column><column></column><column></column><column></column></row><row><column>斑銅礦</column><column>7.74</column><column>6.23</column><column>1.98</column><column>4.902</column><column>0,86</column><column></column><column></column><column></column><column></column></row><row><column>CuG砷銅礦</column><column>0.17</column><column>0.15</column><column>0.04</column><column>0.088</column><column></column><column>0.034</column><column></column><column></column><column></column></row><row><column>硫砷銅礦</column><column>4.30</column><column>4.01</column><column>1.40</column><column>2.075</column><column></column><column>0.816</column><column></column><column></column><column></column></row><row><column>黃鐵礦</column><column>32.09</column><column>26.35</column><column>17.13</column><column></column><column>14,95</column><column></column><column></column><column></column><column></column></row><row><column>輝鉬礦</column><column>2.34</column><column>2.04</column><column>0.94</column><column></column><column></column><column></column><column>1.40</column><column></column><column></column></row><row><column>方鉛礦</column><column>0,13</column><column>0.52</column><column>0.02</column><column></column><column></column><column></column><column></column><column></column><column>0.11</column></row><row><column>閃鋅礦</column><column>4,13</column><column>4.23</column><column>1.36</column><column></column><column></column><column></column><column></column><column>2.77</column><column></column></row><row><column>赤鐵礦</column><column>0.09</column><column>0.07</column><column></column><column></column><column>0.07</column><column></column><column></column><column></column><column></column></row><row><column>褐鐵礦</column><column>0.27</column><column>0.30</column><column></column><column></column><column>0.17</column><column></column><column></column><column></column><column></column></row><row><column>金紅石</column><column>0.15</column><column>0,15</column><column></column><column></column><column></column><column></column><column></column><column></column><column></column></row><row><column>脈石</column><column>21.38</column><column>32.50</column><column></column><column></column><column></column><column></column><column></column><column></column><column></column></row><row><column>總計(jì)</column><column>100.00</column><column>100.00</column><column>30.77</column><column>22.972</column><column>19.47</column><column>0.850</column><column>1.40</column><column>2.77</column><column>0.11</column></row><table>表2:實(shí)施例1的生長(zhǎng)測(cè)定中使用的能源混合物<table><row><column>燒瓶</column><column>FeS04.7H20[g/L]</column><column>黃鐵礦精礦(I)黃鐵礦[g/L〗</column></row><row><column>1</column><column>7.5</column><column>0</column></row><row><column>2</column><column>15.0</column><column>0</column></row><row><column>3</column><column>7.5</column><column>1</column></row><row><column>4</column><column>7.5</column><column>2</column></row><row><column>5</column><column>7.5</column><column>5</column></row><row><column>6</column><column>7.5</column><column>10</column></row><table>結(jié)果如圖1中能觀察到的那樣，添加2和5g/l的濃度水平的黃鐵礦精礦(I)能夠增加在初始硫酸亞鐵濃度為7.5g/l的培養(yǎng)基中獲得的自由生物量繁殖速率和最終的生物量。添加10g/L精礦(I)只能提供最終在生物量，可能由于自由生物量繁殖的延遲，可能由于細(xì)胞在固體表面上的吸附。在7.5g/1疏酸亞鐵+精礦(I)5g/1混合物的情況下，在6天內(nèi)獲得的自由生物量比采用不含精礦(I)而含有1.5g/1濃度的硫酸亞鐵的培養(yǎng)基更多。換句話說(shuō)，清楚地證明了，可以用黃鐵礦精礦(I)代替培養(yǎng)基的一部分硫酸亞鐵。實(shí)施例2為了確定WenelenDSM16786和LicanantayDSM17318微生物組合體的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)和生物量性能，釆用通過(guò)摻入黃鐵礦精礦(II)而改進(jìn)的培養(yǎng)基，使用下述方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案細(xì)菌生長(zhǎng)發(fā)生在6m3反應(yīng)器中。通過(guò)在由下列物質(zhì)組成的營(yíng)養(yǎng)液中懸浮特征如表3所示的黃鐵礦精礦(II)(在1.25%礦漿濃度下)而制備用于微生物繁殖的培養(yǎng)基75gFeS04/L、0.99g(NH4)2S04/L、0.128gNaH2P04H20/L、0.0525gKH2P04/L、0.lgMgS04.7H20/L、0.021gCaCl2/L。將培養(yǎng)基的pH調(diào)節(jié)到1.8。表3:黃鐵礦精礦(II)的礦物學(xué)組成<table>complextableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>為了開(kāi)始培養(yǎng)，將5，400L的培養(yǎng)基與帶有WenelenDSM16786和LicanantayDSM17318孩￡生物的600L細(xì)菌接種物混合。為了使;微生物能在反應(yīng)器中生長(zhǎng)，該反應(yīng)器提供富含0.5%C02的空氣。將反應(yīng)器的溫度控制在30C。通過(guò)添加H2S04來(lái)控制反應(yīng)器中的pH。按間歇方式操作反應(yīng)器15天。在反應(yīng)器操作過(guò)程中，采用Petroff-Hausser室、通過(guò)顯孩￡鏡計(jì)數(shù)法來(lái)監(jiān)測(cè)」微生物生長(zhǎng)。結(jié)果如圖2中所觀察到的那樣，在用黃鐵礦精礦改進(jìn)的培養(yǎng)基中微生物的濃度迅速升高，在6天內(nèi)達(dá)到最高微生物濃度1.7xl()9個(gè)細(xì)胞/毫升?；谥笖?shù)生長(zhǎng)期間獲得的數(shù)據(jù)，可以確定0.069h—i的比生長(zhǎng)速率。實(shí)施例3為了證明可以采用通過(guò)摻入黃鐵礦精礦(III)而改進(jìn)的培養(yǎng)基能按連續(xù)方式有效地使WenelenDSM16786和LicanantayDSM17318微生物組合體增殖，釆用如下方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。方案細(xì)菌生長(zhǎng)發(fā)生在501113反應(yīng)器中。通過(guò)在由下列物質(zhì)組成的營(yíng)養(yǎng)液中懸浮黃鐵礦精礦(III)(在0.125%礦漿濃度下)而制備用于微生物繁殖的培養(yǎng)基8gFeS04/L、0.99g(NH4)2S04/L、0.128gNaH2P04.H20/L、0.0525gKH2P04/L、0.lgMgSO,.7H20/L、0.021gCaCl2/L。將培養(yǎng)基的pH調(diào)節(jié)到1.8。為了開(kāi)始培養(yǎng)，將441113的培養(yǎng)基與帶有WenelenDSM16786和LicanantayDSM17318」微生物的6013鈿菌接種物混合。為了使微生物能在反應(yīng)器中生長(zhǎng)，給反應(yīng)器提供富含0.5%C02的空氣。將反應(yīng)器中的溫度控制在30X:。通過(guò)添加1^04來(lái)控制反應(yīng)器中的pH。在反應(yīng)器操作過(guò)程中，采用Petroff-Hausser室、通過(guò)顯微鏡計(jì)數(shù)法來(lái)監(jiān)測(cè)微生物生長(zhǎng)。使用定量PCR(qPCR)技術(shù)進(jìn)行反應(yīng)器中存在的微生物的鑒定。按照間歇方式操作反應(yīng)器7天，其后通過(guò)以360L/h的速率提供所示組成的培養(yǎng)基而開(kāi)始連續(xù)操作反應(yīng)器。在反應(yīng)器的連續(xù)操作階段期間，為了用qPCR法鑒定而進(jìn)行取樣。結(jié)果如圖3所示，采用通過(guò)摻入黃鐵礦精礦而改進(jìn)的培養(yǎng)基的生物反應(yīng)器的連續(xù)操作，有效地使^.尸e/rooi/cTa/s和JLM/ooA^/a/LS微生物菌種得以增殖。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為了評(píng)價(jià)通過(guò)摻入黃鐵礦精礦而導(dǎo)致的培養(yǎng)基費(fèi)用降低，設(shè)想一個(gè)2，000噸的幵石堆，采用480L/h的流速進(jìn)行灌注，釆用1.3xl(^個(gè)細(xì)胞/毫升的濃度進(jìn)行連續(xù)接種。所述條件決定了，需要在360L/h下、以1.3xl()8個(gè)細(xì)胞/毫升的濃度生產(chǎn)微生物培養(yǎng)物。如果考慮每噸濃度為8g/1的硫酸亞鐵價(jià)值為US$350,那么用黃鐵礦精礦(I)完全替代該試劑就會(huì)每年節(jié)省8，830美元。典型的銅開(kāi)采操作涉及每年浸濾兩百萬(wàn)噸以上的礦石(例如，在智利的CerroColorado操作)，因此，與使用黃鐵礦代替硫酸亞鐵和單獨(dú)疏源相關(guān)的費(fèi)用節(jié)省達(dá)每年八百萬(wàn)美元以上。權(quán)利要求1.共同培養(yǎng)Acidithiobacillusthiooxidans和Acidithiobacillusferrooxidans型微生物的組合體的方法，該方法的特征在于，它包含如下步驟a)通過(guò)用黃鐵礦替代一部分培養(yǎng)基而制備用于Acidithiobacillusthiooxidans型和Acidithiobacillusferrooxidans型微生物的培養(yǎng)基；b)將該培養(yǎng)基的pH值調(diào)節(jié)到1.5至2.5；c)用在有或沒(méi)有其它微生物的情況下培養(yǎng)的Acidithiobacillusthiooxidans型和Acidithiobacillusferrooxidans型微生物的混合物接種所述培養(yǎng)基；d)將溫度調(diào)節(jié)到在25℃和35℃之間的水平；e)用含0.20％至0.80％CO2的富含CO2的空氣流充氣。2.權(quán)利要求l的方法，其特征在于，被替代的那部分培養(yǎng)基是這樣的物質(zhì)，它相應(yīng)于還原的4失和石克化合物，例如石克酸亞4失和元素石克。3.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，含有黃鐵礦的培養(yǎng)基中黃鐵礦的量相當(dāng)于1至20克/升。4.權(quán)利要求l的方法，其特征在于，培養(yǎng)的f力2'oo;r/t/ai^和Jcj^"力/(6ac/7/i/5"/"errooi/c^/2s型樣4:生物是分離的微生物。5.權(quán)利要求4的方法，其特征在于，所述Jc/cT"A/o6ac/7/MM/oo;r/tfa/^型孩i:生物是LicanantayDSM17318，而所述^"V"力/幽c/7/i^/err證/d,型微生物是WenelenDSM16786。6.權(quán)利要求l的方法，其特征在于，培養(yǎng)pH是1.8。7.權(quán)利要求l的方法，其特征在于，培養(yǎng)溫度被控制在30匸。8.權(quán)利要求l的方法，其特征在于，空氣富含O.5%C02。9.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，微生物接種物與培養(yǎng)基體積之比為為l:20至1:5。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了采用黃鐵礦(FeS₂)作為能源共同培養(yǎng)微生物的組合體的方法。本發(fā)明特別公開(kāi)了黃鐵礦作為能源在Acidithiobacillusferrooxidans和Acidithiobacillusthiooxidans型的分離的微生物(分別稱為WenelenDSM16786和LicanantayDSM17318)的組合體的共同培養(yǎng)中的用途。文檔編號(hào)C12N1/20GK101173239SQ20071016749公開(kāi)日2008年5月7日申請(qǐng)日期2007年10月29日優(yōu)先權(quán)日2006年10月27日發(fā)明者C·P·A·莫拉萊斯,I·L·M·帕迪利亞,O·R·巴迪利亞申請(qǐng)人:拜奧希格馬公司