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邵寨矿区解磷细菌的分离及其对煤矸石中有效磷和有效硅的增溶
1
作者
刘丹
申文盛
+4 位作者
付德亮
郑罡
DAMIR Nussipov
KUANYSH Tastambek
刘向荣
《煤炭学报》
北大核心
2025年第6期3183-3194,共12页
针对煤炭开采洗选过程中产生的固体废弃物煤矸石,提出了一种基于微生物技术的资源化利用新途径。选取甘肃邵寨矿区煤矸石作为研究对象,首先从煤矸石中筛选出一株具有高效解磷能力的细菌,经鉴定为贝莱斯孢杆菌(简称为XK2细菌),再利用XK2...
针对煤炭开采洗选过程中产生的固体废弃物煤矸石,提出了一种基于微生物技术的资源化利用新途径。选取甘肃邵寨矿区煤矸石作为研究对象,首先从煤矸石中筛选出一株具有高效解磷能力的细菌,经鉴定为贝莱斯孢杆菌(简称为XK2细菌),再利用XK2细菌处理煤矸石,探讨了煤矸石中有效磷和有效硅的增溶效果。通过单因素实验和正交实验探究了培养基pH、菌液接种量、煤矸石粒径、XK2细菌对煤矸石处理时间等因素对XK2细菌增溶煤矸石中有效磷和有效硅的影响,确定了XK2细菌增溶煤矸石中有效磷的最佳条件:pH为8,菌液接种量为10.0mL/50mL培养基,煤矸石粒径0.25~0.50mm,处理时间4d。在此条件下,煤矸石中有效磷质量分数达到343.56mg/kg,是原煤矸石的41.49倍。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和高效液相色谱(HPLC)对XK2细菌处理后的固液相产物进行分析,FTIR分析显示经XK2细菌处理后的煤矸石中Si—O—Si(473 cm^(-1))、Si—O—Al(537 cm^(-1))、Al—OH(908 cm^(-1))和Si—O(1030cm^(-1))吸收峰减弱,表明难溶性硅铝酸盐被分解;XRD分析显示经XK2细菌处理后煤矸石中含磷矿物三斜磷钙石(CaHPO_(4))及含硅矿物白云母(KAl_(2)(AlSi_(3)O_(10))(OH)_(2))的衍射峰减弱,表明XK2细菌通过溶解上述矿物以促进煤矸石中有效磷、硅元素增溶;此外,HPLC分析显示XK2菌株通过分泌丙酸、琥珀酸等有机酸破坏煤矸石中的硅铝酸盐结构,促进磷元素和硅元素的增溶。
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关键词
煤矸石
有效磷
有效硅
贝莱斯芽孢杆菌
增溶机理
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职称材料
题名
邵寨矿区解磷细菌的分离及其对煤矸石中有效磷和有效硅的增溶
1
作者
刘丹
申文盛
付德亮
郑罡
DAMIR Nussipov
KUANYSH Tastambek
刘向荣
机构
西安科技
大学
化学与化工
学院
陕西省煤田地质集团有限公司自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室
阿尔法拉比哈萨克国立大学生物与生物工程学院
出处
《煤炭学报》
北大核心
2025年第6期3183-3194,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目(U1903133)
陕西省国际合作重点资助项目(2023-GHZD-16)
陕西省重点研发计划资助项目(2024SF-YBXM-622)。
文摘
针对煤炭开采洗选过程中产生的固体废弃物煤矸石,提出了一种基于微生物技术的资源化利用新途径。选取甘肃邵寨矿区煤矸石作为研究对象,首先从煤矸石中筛选出一株具有高效解磷能力的细菌,经鉴定为贝莱斯孢杆菌(简称为XK2细菌),再利用XK2细菌处理煤矸石,探讨了煤矸石中有效磷和有效硅的增溶效果。通过单因素实验和正交实验探究了培养基pH、菌液接种量、煤矸石粒径、XK2细菌对煤矸石处理时间等因素对XK2细菌增溶煤矸石中有效磷和有效硅的影响,确定了XK2细菌增溶煤矸石中有效磷的最佳条件:pH为8,菌液接种量为10.0mL/50mL培养基,煤矸石粒径0.25~0.50mm,处理时间4d。在此条件下,煤矸石中有效磷质量分数达到343.56mg/kg,是原煤矸石的41.49倍。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和高效液相色谱(HPLC)对XK2细菌处理后的固液相产物进行分析,FTIR分析显示经XK2细菌处理后的煤矸石中Si—O—Si(473 cm^(-1))、Si—O—Al(537 cm^(-1))、Al—OH(908 cm^(-1))和Si—O(1030cm^(-1))吸收峰减弱,表明难溶性硅铝酸盐被分解;XRD分析显示经XK2细菌处理后煤矸石中含磷矿物三斜磷钙石(CaHPO_(4))及含硅矿物白云母(KAl_(2)(AlSi_(3)O_(10))(OH)_(2))的衍射峰减弱,表明XK2细菌通过溶解上述矿物以促进煤矸石中有效磷、硅元素增溶;此外,HPLC分析显示XK2菌株通过分泌丙酸、琥珀酸等有机酸破坏煤矸石中的硅铝酸盐结构,促进磷元素和硅元素的增溶。
关键词
煤矸石
有效磷
有效硅
贝莱斯芽孢杆菌
增溶机理
Keywords
coal gangue
available phosphorus
available silicon
Bacillus velezensis
solubilization mechanism
分类号
TQ530 [化学工程—煤化学工程]
X171 [环境科学与工程—环境科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
邵寨矿区解磷细菌的分离及其对煤矸石中有效磷和有效硅的增溶
刘丹
申文盛
付德亮
郑罡
DAMIR Nussipov
KUANYSH Tastambek
刘向荣
《煤炭学报》
北大核心
2025
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