[01532817]基于微生物基因功能与群落结构分析的硫化矿生物浸出法

中国有色金属矿产资源多为低品位复杂难处理矿，采用的传统工艺，资源利用率低，污染严重。生物冶金具有流程短、成本低、环境友好等优势，特别适合处理低品位、复杂、难处理的矿产资源，是矿产资源高效利用的新技术。但由于缺少优良菌种、缺乏微生物定量分析方法，以及难以对工艺参数和微生物种群优化调控，导致硫化矿生物浸出速度慢、浸出率低。该项技术在世界上首次获得的生物冶金标准菌和全部相关基因序列信息基础上，发明了嗜酸氧化亚铁硫杆菌和活性的基因芯片检测方法，制定了国家标准，实现了筛选高效浸矿菌株由表现型向基因型的根本性转变，使高效菌种筛选时间从一年或几个月缩短为3-6天；发明了在基因水平分析浸矿微生物种群多样性的分子生物学方法，拓展了多种细菌培养技术，建立了适于中国矿产资源特点的生物冶金微生物资源库；发明了浸矿微生物保藏方法和保护剂，解决了浸矿菌种不易保藏的难题；发明了浸矿微生物群落基因组芯片和功能基因芯片，实现了浸矿微生物种群的定量分析，探明了不同浸矿体系微生物群落结构与功能，确定了不同浸矿条件下的优势微生物种群，明确了影响浸矿微生物群落结构与演替规律的主要因素，解决了生物冶金工程条件、物理化学因素调控和微生物群落结构与功能分析相结合的难题，实现了生物冶金从宏观到微观、从理论到实践的跨越，使原生硫化铜矿浸出率从28%提高到75%，浸出时间从一年缩短到55天。该项成果申请发明专利19项(授权8项)，制订国家标准1项。相关发明技术已在江西、云南、广东三个矿山实际应用，近三年直接经济效益4.4亿元，并辐射到新疆、甘肃、湖北、福建等地8个矿山；可经济有效地利用贫矿、表外矿、尾矿，极大地提高了中国矿产资源的保障程度。该发明的推广应用，大幅度减少了电、煤、油等消耗和废气、废水排放，显著改善生态环境，已引起全球矿业界的关注。