微生物在矿物浮选中的应用及作用机理研究进展_毛宇宇.pdf

收稿日期2020-02-28 基金项目国家自然科学基金项目 （编号51804020） ， 中央高校基本科研业务费专项基金项目 （编号 20ZYJS015） 。 作者简介毛宇宇 （1995） ， 男， 硕士研究生。通讯作者窦培谦 （1981） ， 男， 讲师， 博士。 微生物在矿物浮选中的应用及作用机理研究进展 毛宇宇 1 窦培谦 2 张瑞洋 1 张学进 1 王清萍 31 （1. 北京科技大学土木与资源工程学院， 北京 100083； 2. 中国劳动关系学院安全工程学院， 北京 100048； 3. 招金矿业股份有限公司， 山东 招远 265400） 摘要生物浮选是利用微生物及其代谢产物， 选择性调控矿物表面物理化学性质， 使有用矿物与脉石矿物 浮选分离的一种选矿方法。从浮选微生物的种类、 微生物与矿物相互作用的机理以及微生物在有色金属、 铁矿和 煤炭浮选中的应用等方面总结了近年来微生物在浮选中应用方面的研究工作， 重点从微生物与矿物的吸附、 矿物 表面化学反应和微生物细胞表面化学等方面来阐述微生物对改变矿物表面性质的影响机制。指出所报道的生物 浮选多是根据经验发展起来的， 或侧重于特定的生物方面， 或侧重于浮选指标。尽管在润湿性、 动电位、 红外光谱、 基于DLVO理论的计算等一些矿物表面性质表征上已有一定的积累， 但关于生物、 浮选药剂及矿物三者之间交互 作用的理解仍然是不清楚的。针对微生物和矿石种类的多样性， 基于知识的设计、 调控微生物-矿物界面行为来解 决浮选过程中的问题， 或将是未来的努力方向。 关键词生物浮选微生物吸附相互作用 中图分类号TD925.5文献标志码A文章编号1001-1250 （2020） -05-171-07 DOI10.19614/ki.jsks.202005025 Application of Microorganisms to Control Flotation Behavior of Minerals and Its Mechanisms A Review Mao Yuyu1Dou Peiqian2Zhang Ruiyang1Zhang Xuejin1Wang Qingping32 （1. School of Civil and Resource Engineering， University of Science and Technology Beijing， Beijing 100083， China； 2. Department of Safety Engineering， China University of Labor Relations， Beijing 100048， China； 3. Zhaojin Mining Industry Co.， Ltd.， Zhaoyuan 265400， China） AbstractBioflotation，as a to separate useful minerals from gangue minerals，uses microorganisms and their metabolites to selectively regulate the physical and chemical properties of mineral surfaces． Application of microorganisms to control flotation behavior research works both at home and abroad in recent years are reviewed on the aspects of the types of microorganisms relevant for flotation，the interaction mechanism between microorganism and minerals． The application of mi- croorganism in flotations of nonferrous metal ore，iron ore and also the removal of sulfur from coal，especially，the mecha- nism of surface property control of minerals is discussed from the microorganism-minerals adsorption，chemical reactions on minerals surface and surface chemistry on microbial cell． It was pointed out that most of the published reports are based on experience，either focusing on specific biological aspects or focusing on flotation indicators． Although some accumulation has been made in the characterization of mineral surface properties，such as wettability，kinetic potential，infrared spectroscopy and calculation based on DLVO theory，the understanding of the interaction between biology，flotation agents and minerals is still unclear． In view of the diversity of microorganism and ore species，it will be the direction of future efforts to design and regulate the microbe-mineral interface behavior based on knowledge to solve the given problems in the flotation process． KeywordsBioflotation， Microorganisms， Adsorption， Interaction 生物浮选是通过微生物及其代谢产物的吸附、 氧化还原作用， 改变矿物表面的物理化学性质， 使有 用矿物与脉石矿物达到浮选分离的一种选矿方法。 与传统浮选相比， 生物浮选具有以下突出优势 ①微 生物种类多， 繁殖快， 来源广泛； ②无二次污染， 避免 因化学药剂残留 （即捕收剂、 起泡剂、 抑制剂等） 对环 总第 527 期 2020 年第 5 期 金属矿山 METAL MINE Series No． 527 May 2020 矿物工程 171 ChaoXing 金属矿山 境造成污染； ③工艺较灵活， 对矿物的特异性使得该 方法可以适应给矿品位的波动， 不会对浮选指标产 生不利影响 ［1］。 微生物可以调控矿物表面性质， 这是由微生物 与矿物相互作用结果所致， 主要受微生物/矿物表面 性质， 如原子/电子结构、 荷电、 酸碱性和润湿性等方 面的影响 ［2］。同时， 微生物还通过能量传递、 电子迁 移和矿物转化对浮选体系多相复杂界面行为产生影 响。此外， 微生物产生的一些代谢产物， 如多肽、 蛋 白质和多糖， 也可以与矿物表面作用， 实现对矿物表 面改性。 许多微生物诸如多粘类芽孢杆菌、 草分枝杆菌、 混浊红球菌、 氧化亚铁硫杆菌、 氧化硫硫杆菌、 黑曲 霉、 酵母菌等可替代传统化学药剂， 在不同矿石浮选 体系中应用。值得注意的是， 已有研究或侧重于生 物方面， 或侧重于工程方面， 但面对种类繁多的微生 物和矿物， 没有形成完善的科学体系。本文拟通过 对国内外微生物调控浮选行为的应用和机理方面进 行总结和分析， 以期为不同种类矿石浮选过程中微 生物种类的筛选提供一些借鉴， 同时也为矿产资源 的绿色开发提供一些新的思路。 1浮选所用的微生物种类 自然界中的一些微生物可与矿物发生特异性或 非特异性吸附， 以其自身性质或代谢活动， 改变矿物 表面疏水性， 其性能与表面活性剂类选矿试剂类似。 在矿物浮选领域， 从结构简单的细菌、 放线菌， 到结构 复杂的单细胞微生物、 真菌等多种微生物均有报道。 表1总结了近年来一些典型微生物在矿物浮选 中的应用情况。从表1可以看出， 这些微生物种类是 多种多样的， 有革兰氏阴性菌， 亦有革兰氏阳性菌。 有研究还指出， 自养型微生物生成胞外聚合物含量 很低， 而异养型微生物则恰恰相反。 化能自养型嗜酸硫杆菌属 （Acidithiobacillus） 主 要包括氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxi- dans） 和氧化硫硫杆菌 （Thiobacillus thiooxidans） ， 是生 物浸出典型菌种， 在生物浮选中也常被优先考虑。 最早的应用是作为黄铁矿的抑制剂， 以替代传统氰 化物， 来脱除煤炭中的硫。随后被应用于黄铜矿、 方 铅矿和闪锌矿等硫化矿物浮选抑制剂的研究。 芽孢杆菌属是异养型细菌， 包括多粘类芽孢杆 菌 （Bacillus polymyxa） 、 枯草芽孢杆菌 （Bacillus subtil- is） 、 环状芽孢杆菌 （Bacillus circulans） 、 胶质芽孢杆菌 （Bacillus mucilaginosus） 等革兰氏阳性菌， 多用于铝 土矿、 软锰矿中脱硅的研究。近年来发现也可以用 于抑制磷灰石、 白云石和赤铁矿， 捕收石英、 高岭石 和闪锌矿。 草分枝杆菌 （Mycobacteria phlei） 属于放线菌纲， 表面通常荷负电， 具有很强的疏水性， 能附着在带相 反电荷或带较少负电荷的矿物表面， 是最早被应用 于浮选领域的菌种之一。与之表面性质相似的是混 浊红球菌 （Rhodococcus opacus） ， 已被证实可以用来浮 选赤铁矿、 方解石、 菱镁矿和磷灰石。 单细胞微生物酵母菌， 细胞内富含蛋白质、 多 糖、 核酸和类脂物质等成分， 具有类似浮选药剂特 性。据报道， 溶解相中多糖成分可作为赤铁矿的抑 制剂， 用于抑铁浮硅； 细胞中类脂物质， 可以用于浮 选萤石、 磷灰石和钨矿， 用量相当的条件下， 其捕收 性和选择性均高于常规浮选药剂 ［22］。 2微生物与矿物相互作用机理 微生物可以通过能量、 电荷或物质在矿物-微生 2020年第5期总第527期 172 ChaoXing 毛宇宇等 微生物在矿物浮选中的应用及作用机理研究进展 物界面传递， 对矿物表面性质产生影响。概括来讲， 微生物与矿物相互作用， 主要有以下3种机制 微生 物粘附在矿物表面； 微生物催化矿物发生氧化还原 反应； 微生物细胞表面化学响应。 2. 1微生物与矿物的吸附 吸附是微生物与矿物发生作用的必要步骤， 直 接导致矿物表面性质的改变。一些研究表明， 静电 引力和疏水作用力， 在吸附过程扮演着重要角色。 另外， 也有一些研究认为， 微生物可通过范德华力和 氢键作用等多种途径与矿物表面发生吸附 ［23］。 Patra等 ［6］利用多粘类芽孢杆菌选择性分离黄铁 矿和方铅矿， 发现在所有pH范围内， 细菌在黄铁矿 表面的吸附量均高于方铅矿， 并推测吸附主要通过 静电引力发生。类似的， Natarajan等 ［7］研究了多粘芽 孢杆菌对不同种类氧化矿物表面性质的影响， 结果 表明， 细菌可显著改变石英、 高岭石、 刚玉和赤铁矿 等矿物的表面荷电情况 （图1） ， 提高石英、 高岭石表 面的等电点， 但对刚玉和赤铁矿的作用则恰恰相反。 有文献对这几种氧化矿物表面细菌的附着能力 进行了排序， 由强到弱的顺序为 高岭石＞刚玉≥赤铁 矿＞石英 ［24］， 但这与矿物等电点的改变规律并不一 致。因此可以认为， 多粘芽孢杆菌在氧化矿物表面 的吸附并不是由单一静电引力作用， 还可能受其他 物理化学作用的影响。 杨慧芬等 ［13］研究表明， 寡养单胞菌可以捕收赤 铁矿， 这一过程主要受疏水作用、 静电引力和化学键 合作用的影响。其一， 菌体表面含有的CH2和 CH3使细胞表面疏水， 在赤铁矿表面的吸附， 增加了 矿物表面的疏水性； 其二， 菌体具有较大电负性， 在 中性偏酸性pH范围内， 使矿物颗粒形成疏水絮团， 提高赤铁矿颗粒的可浮性； 此外， FT-IR检测结果显 示， 还存在磷酸基与矿物表面的化学键合作用。 不同种类微生物对不同种类矿物表面改性效果 差异显著， 化学键合作用差异是主要原因之一， 这一 过程受细胞功能基团的影响， 特别是与细胞壁有关 的脂质和蛋白基团。如草分枝杆菌荷负电， 这是由 于细胞壁的脂肪酸组成诱导了细胞在煤和黄铁矿表 面的吸附； 混浊红球菌表面OH、 NH 和CH3基 团可与方解石表面发生化学键合作用 ［17］。 研究表明， 细胞壁中蛋白质或代谢产生的蛋白 质可选择性地吸附在石英和高岭石上， 从而增加石 英和高岭石表面疏水性， 而多糖化合物则可诱导赤 铁矿、 刚玉和方解石亲水 ［25］。图2为芽孢杆菌代谢产 物蛋白质和多糖在不同矿物表面的吸附结果 ［26］。 还有研究指出， 应用 DLVO 理论可以评价不同 pH下范德华力、 静电引力、 疏水作用力3种界面作用 对微生物吸附在矿物表面的贡献 ［27］。在石英和赤铁 矿混合体系中， 多粘芽孢杆菌可以选择性地吸附在 赤铁矿表面， 利用扩展的DLVO理论计算得到的粘附 自由能变化与吸附试验数据吻合较好 ［28］。需要说明 的是， 与自由生活的浮游细胞相比， 附着细菌的生物 学变化可能会影响粘附的先决条件， 以至于现有的 物理化学模型几乎不可能预测粘附过程， 特别是活 体细胞间的结合过程。 此外， 在浮选过程中， 微生物浓度、 作用时间， 以 及微生物在矿物表面覆盖度等因素都将影响矿物表 面性质。通常来讲， 许多微生物只有在高浓度时 （109 个/mL） ， 才能达到抑制硫化物矿物浮选的效果， 这一 点从表1中可以得到很好的验证。相比于自养微生 物， 异养微生物细胞更易于覆盖在矿物表面， 覆盖率 更高， 这可能是更多种类的异养微生物被用于生物 浮选的一个原因。 2. 2矿物表面化学反应 除吸附作用外， 微生物还可直接/间接催化矿物 表面的氧化/还原过程。以闪锌矿、 方铅矿、 黄铜矿等 众多酸溶性金属硫化物为例， 酸性硫杆菌属可以选 择性地附着在这类矿物表面， 以获得生长所需的能 量； 在此过程中， 金属硫化矿物在酸性溶液中以多硫 化物途径溶解， 生成了多种硫产物， MS→S 2 - 2 →S 2 - n → S0， 导致矿物表面覆盖疏水性的硫层 ［29］。这种硫层在 2020年第5期 173 ChaoXing 常温常压下是非常稳定的， 但硫氧化细菌的存在可 以催化其转化为可溶性化合物， 如反应 （1） ， 使矿物 表面由疏水转变为亲水， 进而达到调控浮选行为的 目的。 2S03O22H2O→2SO 2 - 4 4H.（1） 在微生物的胁迫下， 矿物的溶解同样可以影响 矿物可浮性。如多粘芽孢杆菌不仅可以促进方解 石、 赤铁矿等矿物的溶解， 细胞表面还可以负载溶出 的金属离子， 这是因为细胞表面富含的胞外聚合物 可与矿物表面金属离子发生螯合作用 ［17］。 硅酸盐细菌 （Silicate bacteria） 利用其生长代谢产 生的有机酸类物质， 将长石、 云母、 磷灰石等矿物中 难溶性钾和磷溶解出来， 进而改变矿物表面的可浮 性。Zheng等 ［8］利用硅酸盐细菌预处理菱镁矿， 然后 反浮选脱硅， 显著降低了精矿中SiO2含量； Zeta电位 检测表明， 细菌预处理使菱镁矿表面具有亲水性， SEM-EDX证实了菱镁矿表面附着有硅酸盐细菌分 泌的多糖。 此外， 微生物与矿物表面能量/物质交换过程中 易于形成生物膜， 生物膜的形成有助于细菌在逆境 条件下的生存， 也会影响矿物表面性质。然而， 微生 物细胞与矿物的相互作用结果， 是否足以引起浮选 所需的表面化学变化， 还需要具体问题具体分析。 2. 3微生物细胞表面化学 由于生物浮选体系中微生物具有生命活性， 所 以在矿物界面行为调控过程， 微生物的生化特性同 样值得关注。这一过程包括菌体对细胞外矿物的感 应、 识别和反应的特殊机制， 电荷转移的分子特异性 途径， 以及调控这些过程的表面化学因素。 微生物细胞表面化学也是影响其与矿物基质粘 附的重要因素。微生物细胞表面通常由聚合物、 多 肽、 蛋白质和微酸等物质组成， 这些特定的基团在细 胞表面的排列， 决定着细胞表面的电性和疏水性 ［30］。 细菌可以大致分为2大类， 即革兰氏阳性菌和革兰氏 阴性菌， 细胞壁的结构和组分见图3 ［2］。可以看出， 革 兰氏阳性菌的细胞壁很厚， 主要由肽聚糖 （占40～ 90） 和包括磷壁酸的酸性多糖构成。与之相反， 革 兰氏阴性菌细胞壁中肽聚糖含量低， 而脂类含量高； 由脂蛋白和脂多糖组成的外磷脂膜， 包裹着一层薄 薄的肽聚糖层。 微生物生长环境也影响着微生物细胞表面性质 和代谢产物特性。Namita等 ［26］研究发现， 以石英为 基质培养所得的芽孢杆菌， 细胞干重的35可转化 为有机物， 但以方解石、 赤铁矿、 刚玉为基质时， 仅 5～10可转化为有机物， 且前者较后者表现出更强 的疏水性。Sarvamangala等还考察了不同矿物基质 下枯草杆菌分泌细胞外蛋白质情况， 并与仅在培养 基中生长时进行对比， 结果如图4所示 ［24］。图4结果 表明， 石英基质下细菌细胞壁表面蛋白含量最高， 而 赤铁矿的存在减少了细菌代谢过程蛋白质的分泌； 与蛋白质不同， 石英的存在并没有促进多糖的分泌。 可见， 通过驯化培养可以加强细菌对矿物的表面改 性。 还有研究指出， 微生物可以通过分子介导、 胞外 多糖、 胞外聚合物的产生与矿物表面形成牢固的结 合。如希瓦氏菌 （Shewanellaoneidensis） 作为异化金属 还原菌， 可以将细胞质内电子传递给金属矿物 （氧化 铁、 氧化锰） ， 进行异化呼吸， 因为其细胞外色素MtrC 和OmcA蛋白有亲和作用， 这就增加了其在目标矿物 表面的附着率 ［31］。然而， 也有学者认为微生物的生 命活动与其调控矿物浮选行为无关， 如王军等 ［32］指 出氧化亚铁硫杆菌抑制硫化矿浮选时， 细菌的代谢 金属矿山2020年第5期总第527期 174 ChaoXing 活性对抑制作用几乎没有影响。 3微生物在浮选领域中的应用 3. 1有色金属矿的生物浮选 在微生物调控浮选体系中， Santhiya等 ［33］发现， 碱性条件下， 无捕收剂和调整剂存在时， 氧化硫硫杆 菌可实现对方铅矿和闪锌矿的浮选分离； 同时发现 在闪锌矿存在体系中， 氧化硫硫杆菌可以选择性地 吸附在方铅矿表面， 吸附规律符合朗格缪尔吸附模 型， 这一过程与溶液 pH 无关。Vasanthakumar 等指 出， 枯草芽孢杆菌经矿物驯化后， 细胞蛋白质谱发生 了变化， 驯化细胞热解后增强了闪锌矿的选择性回 收效果 ［9］。 微生物作为抑制剂方面， Hosseini等 ［3］认为氧化 亚铁硫杆菌对不同种类硫化矿物的附着力存在较大 差异， 当细菌浓度在 （0.5～3.5） 107个/mL范围时， 可 选择性地附着在黄铁矿上， 而对黄铜矿几乎没有吸 附， 在此条件下可以用来抑制黄铁矿。值得注意的 是， 王军等 ［32］指出， 当氧化亚铁硫杆菌浓度高于1 109个/mL时， 预处理2 min， 即可对黄铜矿有强烈抑制 作用， 当氧化亚铁硫杆菌浓度高于21010个/mL时， 才对黄铁矿具有抑制作用， 黄铁矿浮选回收率由90 下降至18， 其抑制作用是由于细菌吸附， 而非细菌 的氧化作用。此外， 还有研究指出， 硫酸盐还原菌还 可用作铜钼浮选分离的抑制剂， 这是因为该菌种产 出的硫化氢、 硫氢化物可以阻碍黄药在黄铜矿表面 的吸附， 但对辉钼矿影响不大。 微生物也可作为金属氧化矿的硫化剂， 曹俊雅 等 ［12］公开了一种利用硫酸盐还原菌硫化氧化铜矿的 方法， 在细菌浓度107～109个/mL时， 氧化铜矿中铜的 浮选回收率达70。利用微生物代替传统硫化钠和 还原性硫化物， 可以有效避免因硫化物导致选矿废 水难净化的现象， 也是一项经济、 环保的思路。 3. 2铁矿石的生物浮选 铁矿石的浮选是黑色金属矿选矿的一个重要课 题。利用微生物抑制赤铁矿、 反浮选硅酸盐矿物的 方法， 具有选择性高、 无药剂污染的突出优点， 对解 决微细粒赤铁矿浮选过程中因无选择性絮团导致铁 精矿中杂质含量偏高的问题具有明显优势。 Sarvamangala等 ［24］对比了枯草芽孢杆菌与石英、 方解石、 刚玉和赤铁矿等矿物作用前后浮选效果， 如 图5所示。结果表明， 无捕收剂体系中， 几种氧化矿 物的浮选回收率均很低； 添加捕收剂体系中， 4种氧 化矿物的浮选回收率均达到95以上； 捕收剂存在 条件下， 石英与细菌作用后， 浮选回收率高达91.5， 与添加捕收剂无菌时指标相近， 但赤铁矿回收率下 降至4.8。这说明， 利用枯草芽孢杆菌替代常规抑 制剂， 可以达到抑制赤铁矿的效果。Natarajan等 ［7］采 用多粘芽孢杆菌对赤铁矿-石英混合矿进行浮选分 离， 得到了与之相一致的结果。值得注意的是， 虽然 芽孢杆菌属微生物对赤铁矿的抑制作用已得到证 明， 但由于生物浮选过程的不确定因素很多， 特别是 同一菌种不同来源、 不同生长环境的微生物的生化 特性差异性较大， 准确的浮选效果仍需由浮选试验 来验证。 Misra等 ［15］认为草分枝杆菌作为赤铁矿浮选捕收 剂具有很好的应用前景。赤铁矿的浮选回收率取决 于溶液pH值和细菌浓度。赤铁矿最高回收率的临 界pH值在3左右， 恰好与细菌的零电点相符， 这说明 赤铁矿浮选回收率与矿物表面细菌粘附有很好的相 关性。同时， 还指出用扩展的DLVO理论计算矿物与 细菌相互作用的势能， 可以用来表征细菌对赤铁矿 的粘附作用。 代淑娟等 ［21］对废啤酒酵母进行简单水洗预处 理， 以溶解相为抑制剂进行抑铁浮硅的试验。研究 发现， 碱性条件下， 在赤铁矿与石英共存体系中， 当 废啤酒酵母溶解相用量为1 200 g/t， 赤铁矿可以被完 全抑制。FT-IR分析结果显示， 啤酒酵母溶解相的主 要成分为多糖， 主要含有OH、 NH2、 OP、 CO等 基团， 这些极性基团既能通过氢键作用与水分子结 合， 又能在电负性强的赤铁矿表面吸附， 从而使赤铁 矿变得亲水而受到抑制。 3. 3煤炭中硫的生物脱除 应用浮选法脱除煤炭中的硫， 具有脱除效率高、 可同时去除灰分的突出优点而备受关注。然而， 黄 铁矿在煤炭中多数呈细粒级嵌布， 浮选分离过程中 煤和黄铁矿易互相夹杂。为增加煤和黄铁矿可浮性 差异， 研究者开始尝试使用微生物预处理方法， 对黄 铁矿进行表面改性， 这类研究主要集中在硫杆菌属、 硫化叶菌属、 大肠杆菌属和假单胞菌属。 有学者采用氧化亚铁硫杆菌作为黄铁矿的抑制 2020年第5期毛宇宇等 微生物在矿物浮选中的应用及作用机理研究进展 175 ChaoXing 剂， 用浮选法从煤炭中脱除硫， 这是因为氧化亚铁硫 杆菌对黄铁矿的吸附具有选择性， 可以识别矿石中 的还原性离子并通过不同于物理/化学作用的吸附覆 盖在黄铁矿上， 使矿物变得亲水 ［34］。目前， 工业上黄 铁矿的抑制多采用氰化物， 上述研究可为开发非氰 抑制剂提供一种借鉴。 张明旭等 ［19］对比了氧化亚铁硫杆菌、 球红假单 胞菌 （Rhodopseudomonas spheroides） 、 大肠杆菌 （Esche- richia coli） 3种菌种对皖南高硫煤中黄铁矿的脱除效 果。结果表明， 大肠杆菌对黄铁矿几乎没有抑制作 用， 其他2种菌株只有在细菌浓度高于4108个/mL、 调浆时间大于10 min条件下才能发挥出抑制作用。 吕跃东等 ［35］还指出， 采用微生物替代浮选药剂， 其用量仅为传统浮选药剂的2左右， 可以大大降低 经济成本。这说明生物浮选法在煤炭脱硫技术中还 具有明显的经济优势。 4结语 可用于浮选过程的微生物种类是多种多样的， 从结构简单的嗜酸硫杆菌、 硅酸盐细菌、 硫酸盐还原 菌以及一些诸如草分枝杆菌的放线菌， 到结构复杂 的真菌均有报道。同时， 在微生物与矿物相互作用 机理的理解上， 也有了一定的积累， 概括来讲， 主要 有3方面 ①微生物通过静电引力、 疏水作用力、 范德 华力、 氢键作用和化学键合作用吸附在矿物表面， 直 接改变了矿物的表面性质； ②微生物还可直接或间 接催化矿物表面发生氧化或还原反应， 从而导致矿 物表面物质发生改变； ③微生物细胞表面性质和代 谢活动对矿物表面性质产生影响。微生物作为矿物 表面的改性剂， 在有色金属矿浮选、 铁矿石浮选、 煤 炭脱硫等领域展示了美好的应用前景。 然而， 目前的研究都处在实验室阶段， 生物浮选 的工业化应用鲜有报道， 仍存在着诸多问题 ①生物 浮选尚存在微生物用量大、 作用时间长的问题， 需开 发大规模培养、 可存储、 循环利用工程菌种的相关技 术； ②生物浮选体系涉及生物-矿物-溶液等多相复 杂界面行为， 目前已有研究多集中在矿物润湿性、 动 电位、 红外光谱等宏观现象的非原位表征上， 但考虑 到微生物具有生命特征， 在细胞与矿物相互作用动 态变化过程的原位表征上则研究较少； ③由于微生 物种类和矿石类型的多样性和复杂性， 所报道的生 物浮选多是根据经验发展起来的， 或侧重于生物方 面， 或侧重于矿石方面， 没有形成完善的科学体系。 因此， 基于科学知识的浮选行为的生物调控， 或许是 未来应该努力的方向。 参 考 文 献 Dwyer R， Bruckard W J， Rea S， et al． Bioflotation and biofloccula- tion review microorganisms relevant for mineral beneficiation［J］ ． Mineral Processing and Extractive Metallurgy，2012，121 （2） 65- 71． Rao K H，Vilinska A，Chernyshova I V． Minerals bioprocessing R D needs in 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