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    研究快報:膠質芽孢桿菌對電解錳渣中硅的生物浸出:硅酸鹽礦物結構的影響

    作者:馬夢雨 來源: 發布日期:2020-10-15 瀏覽量:

    近期,我校杜冬云教授團隊在《Chemosphere》(IF=5.778)發表了題為《Bioleaching of silicon in electrolytic manganese residue (EMR) by Paenibacillusmucilaginosus: Impact of silicate mineral structures》的最新研究成果。2019級碩士生呂瑩為該論文的第一作者,李佳老師為通訊作者。

    論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0045653520312364

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    電解錳渣(EMR)具有硅含量高的特點,是一種重要的硅源。如果EMR中的硅能夠利用合適的手段使其活化從而能夠被植物所吸收,不僅可以解決我國土地硅資源短缺的嚴重問題,同時可以實現含硅礦業固體廢物的資源化利用和減量化處理。生物浸出是一種很有潛力的從礦石中提取或活化元素的新方法,與傳統的物理和化學活化方法相比,具有簡單、低成本和環境友好的優點。雖然已有許多學者針對EMR的生物浸出進行了大量的研究,但特定的硅酸鹽礦物結構對硅的生物浸出影響機制并不完善。

    硅酸鹽細菌可以分解土壤中的長石、云母、高嶺石和其他硅酸鹽礦物,并將不溶性硅轉化為可溶性成分。因此,本研究中選擇了硅酸鹽細菌中的膠質芽孢桿菌用于處理含硅固體廢棄物。研究發現EMR中的硅主要由石英、絹云母、白云母、黑云母、橄欖石和薔薇輝石組成,且膠質芽孢桿菌對不同硅酸鹽礦物的風化分解作用有顯著差異。其中,層狀結構的絹云母、白云母和黑云母的硅浸出效果最為明顯,其次是島狀結構的薔薇輝石,而鏈狀結構的橄欖石和架狀結構的石英中硅的浸出難度較大。根據本研究的結果,如果確定了硅在固體礦物中存在的主要形態,可以粗略地判斷生物浸出技術在礦業廢棄物中硅的活化方面的適用性。

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    Fig. 1 Model of silicon-oxygen tetrahedrons in silicate minerals withdifferent crystal structures


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