鄂西高磷鲕状赤铁矿是湖北省重要的铁矿资源，具有广阔的开发应用前景。我国高磷铁矿石成分复杂，磷矿嵌布粒度细，常与其他矿物共生、胶结或包裹。寻求有效的脱磷方法，利用高磷铁矿石资源，对我国钢铁工业的发展至关重要。
生物浸出技术因其反应温和、能耗低、工艺简单、环境友好而在矿物工程中得到广泛应用。何良驹等在。f菌对高磷铁矿石进行脱磷，取得了良好的效果。由于各种浸出菌在矿物浸出中的作用不同，使用混合菌可以起到互补作用，因此利用混合菌的协同作用浸出矿物是可行的。其中，At.f菌被认为是酸性环境中的优势菌，而At。测试细菌可以在元素硫和一些硫化合物上生长。在一定条件下，At的混合效应。测试细菌和At。f菌可以增强浸出效果。研究了不同条件下两种细菌对高磷赤铁矿脱磷的协同作用。首先确定了两种细菌的最佳接种比例，然后逐步探讨了矿浆初始pH值和矿浆浓度对细菌除磷效果的影响。
一、试验材料和方法
(1)测试材料
1.紧张。氧化亚铁硫杆菌和嗜酸硫杆菌采自广西某温泉。
2.矿石样本。试验中使用的含磷铁矿石采自鄂西某铁矿。矿石中的主要矿物有赤铁矿、褐铁矿、胶磷矿、应时、绿泥石、伊利石、高岭石、方解石和白云石等。矿石中全铁含量为43.50%，磷含量为0.85%，矿石破碎后粒度为-74μ m，占100%。
3.培养基。9K培养基，斯塔基培养基，9K无磷培养基，斯塔基无磷培养基。
(2)浸出试验方法
At.f菌在9K培养基中培养，At.t菌在Starkey培养基中培养至对数生长期(菌浓度为108个/mL)，然后接种到锥形瓶中进行浸矿试验。
在250 mL锥形瓶中加入90mL一定体积比的9K无磷和Starkey无磷混合培养基，然后接种10mL At。同体积比的f菌和At.t菌，加入一定量的矿粉，用稀硫酸溶液调节矿浆初始pH值，在摇床中30℃、140 r/min摇匀。
(3)分析方法
每天测定浸出液的pH值，定期从锥形瓶中取一定体积的上清液，测定细菌浓度(血细胞计数平板法)和磷浓度(过硫酸钾消解-钼锑分光光度法)。用等体积的液体培养基补充流失的浸出液，用称重法用蒸馏水补充蒸发的水。根据试验前后溶液中磷含量的变化，计算出铁矿石中磷的去除率。
二。结果和讨论
(一)接种量对浸出率的影响。
At。测试细菌和At。f菌液按一定体积比混合，然后将10mL混合菌液放入90mL按相同比例混合的Starkey和9K混合培养基中，加入矿粉进行微生物浸出试验。浆料浓度为2%，At.t与At.f的比容比为1∶0，4∶1，2∶1，1∶1，1∶2，1。
1.纸浆pH值的变化
混合浸出矿浆pH值随时间的变化如图1所示。
图1不同比例混合菌浆pH值随时间的变化
■-1∶0;▲-4∶1;●-2∶1
□-1∶1;△-1∶2;◇-1∶4;○-0∶1
从图1可以看出，浸出前3天各种矿浆的pH值都有一定程度的升高，这是因为矿石中的碱性物质消耗了酸。之后，随着混合菌适应矿浆环境并迅速进入对数生长期，产酸能力逐渐增强，矿浆pH值呈下降趋势，15d左右达到1.6 ~ 1.8的稳定水平。其中，纯At.t菌浸矿时pH值下降缓慢，第10天pH值仍为2.53，明显高于其他样品，说明At.t菌单独产酸量低于纯At.f菌和At.t、At混合菌。f . 24天后，各种pH值均可达到较低值(低于1.8)。
2.脱磷率
浸提后每隔3天取样，用分光光度法测定上清液中总磷的含量。脱磷率随时间的变化如图2所示。
图2不同比例混合菌的除磷率随时间的变化
■-1∶0;▲-4∶1;●-2∶1 □-1∶1;△-1∶2;◇-1∶4;○-0∶1
从图2可以看出，在初始阶段，由于细菌生长消耗了原培养基中的磷，溶液中的磷含量下降，除磷率呈负值；第15天以后，细菌的除磷率开始迅速上升，尤其是混合菌。通过对其除磷率的分析可以看出，混合菌表现出较强的除磷能力，At.t菌和At.f菌以2∶1的比例混合时除磷效果最好，与上述混合菌浸出矿浆pH变化规律一致。
(2)初始矿浆pH值对脱磷率的影响
在At.t菌和At.f菌混合比为2∶1的条件下，探讨了初始pH值对细菌除磷的影响。
1.纸浆初始pH值的变化
当矿浆初始pH值分别为1.5、2.0、2.5、3.0和4.0时，混合菌浸出过程中矿浆pH值随时间的变化如图3所示。
图3不同初始pH值下纸浆pH值随时间的变化
■-1.5;▲-2.0;●-2.5;□-3.0;△-3.5;○-4.0
从图3可以看出，在生长初期，由于环境pH值的不同，细菌的适应性和代谢产酸能力存在一定的差异，矿浆pH值变化较大，第3天所有矿浆pH值均可达到2.0左右。其中pH为1.5时先升后降，pH为2.0时下降，其他样品均呈下降趋势。这可能是因为在初始pH较高的条件下，混合菌需要产酸来创造有利于自身生长的低pH环境。
然后细菌生长代谢加快，细菌浓度不断升高，产生的酸性物质增多，导致矿浆pH值逐渐降低，6天后pH值仍保持在1.6 ~ 1.8的范围内。
2.脱磷率
不同初始ph值下混合菌对矿石脱磷率随时间的变化见图4。
图4不同初始pH值下除磷速率随时间的变化
■-1.5;▲-2.0;●-2.5;□-3.0;△-3.5;○-4.0
从图4可以看出，不同的初始pH值对细菌的除磷有很大的影响。在较低的初始pH值(pH < 3)下，细菌表现出显著的除磷能力。这可能主要是因为在低pH值下，除了细菌对矿物的除磷作用外，还有一定的酸浸作用的影响，可以增强矿石中不溶性磷的溶解，从而导致最终除磷率的提高。但在初始pH值较高的条件下，细菌的除磷能力较弱。
(3)矿浆浓度对脱磷率的影响
通过以上两组实验可以得出，当At.t菌和At.f菌以2∶1的比例混合时，在较低的pH值下可以明显提高除磷效果，但当pH值过低(pH < 2)时，矿石中的铁元素大量流失，显然不利于工业应用。但pH = 2.0对溶解平衡影响不大，所以初始pH调整为2.0。在此条件下，探讨了1%、2%、3%、5%、7%和10%不同矿浆浓度对细菌除磷的影响。
1.纸浆pH值的变化
不同矿浆浓度下混合菌浸矿过程中矿浆pH值随时间的变化如图5所示。
从图5可以看出，在浸出前期，矿浆的pH值有所上升，这可能是因为矿浆的缓冲性随着浓度的增加而增加。第3天后，pH值开始波动下降，不同浓度的pH值差异开始出现。浸出浓度越高，pH值越高。造成这种现象的可能原因有两个:一是矿浆浓度高时，其缓冲性强，使得矿浆的pH值难以降低；二是细菌不能适应高浓度矿浆环境，生长缓慢，产酸能力不足。总的来说，可以认为高矿浆浓度不利于除磷。
图5不同纸浆浓度下pH值随时间的变化
■-1%;▲-2%;●-3%;口-5%；△-7%;○-10%
2.脱磷率
不同矿浆浓度下混合菌对矿石的除磷率随时间的变化见图6。
图6不同矿浆浓度下脱磷率随时间的变化
■-1%;▲-2%;●-3%;口-5%；△-7%;○-10%
从图6可以看出，在低矿浆浓度条件下，细菌具有明显的除磷能力。随着矿浆浓度的增加，除磷率明显下降，但当矿浆浓度增加时，细菌表现出明显的不相容性。而且在能源物质缺乏的情况下，细菌无法产酸浸出磷矿，而需要消耗液相中的磷，导致脱磷率为负值。
三。结论
(1)与单一菌相比，混合菌能显著提高除磷率，最佳混合比例(At.t菌与At.f菌)为2∶1。
(2)初始pH不是细菌浸出过程中pH值变化的主要影响因素，但当pH > 3时，细菌除磷效果减弱。
(3)在低矿浆浓度条件下，细菌具有很强的除磷作用，当矿浆浓度超过5%时，细菌除磷作用受到抑制。
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