专利名称：用于浸出含有金属硫化物矿成分的矿石或精矿的菌株及其浸出方法
技术领域：
本发明涉及分离的无机化能营养菌株，属于嗜酸氧化亚铁硫杆菌种(Acidithiobacillus ferrooxidans)，命名为”Wenelen”，并以分类保藏号DSM16786保藏于Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und ZellkulturenGmbH-DSMZ，所述细菌用于浸出含有金属硫化物矿成分的矿石或精矿的用途，和基于所述细菌或含有所述细菌的混合物的所述用途的浸出方法。当与已知菌株比较时，该Wenelen DSM 16786菌株具有增强的氧化活性，尤其涉及黄铜矿。由于以上特征，该菌株表现出用于生物采矿应用的很大价值，并在测序后不久可用于数据综合方法(annotation processes)。
背景技术：
目前，世界上超过90％的可开采的铜是通过加工硫化铜矿石得以制备。在存在于矿石的硫化铜之中，黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿(chalcosite)、靛铜矿、砷黝铜矿和硫砷铜矿，黄铜矿是相对最丰富的矿种，因此属于经济上最受关注的矿种。
现在，加工硫化铜矿石是建立于基于与矿石碾碎、碾磨、浮选，随后精矿熔化转换和金属电解精炼相关的物理和化学加工的技术之上。在常规生产中，超过80％的铜遵循所描述的路线-所谓的常规路线-进行加工而得以生产，其限于高品位和中品位矿，并取决于矿物矿石和矿加工厂的特有特征。鉴于该事实，由于缺少用于开采它们的有效技术，当使用常规技术时，具有相对低品位矿的大量的和有价值的矿源是经济含量不足的，并保持未勘探的。
另一方面，以易溶于酸的铜的氧化形式存在的矿石，可利用酸浸加工法，随后溶剂提取加工法和金属电解冶金法(其构成用于获得铜的湿法冶金路线)得以加工。当与常规技术比较时，该路线由于其较低的生产费用和投资费用以及由于其较低的环境影响而非常有吸引力的。然而，该技术的应用限于氧化矿石或限于金属作为次生硫化物(secondary sulfides)如辉铜矿或靛铜矿而存在的硫化铜混合矿石的情况，该金属当存在微生物触媒的强氧化剂时是酸溶性的(Uhrie，JL，Wilton，LE，Rood，EA，Parker，DB，Griffin，JB和Lamana，JR，2003，“The metallurgical development of the Morenci MFL Project”，Copper 2003 Int Conference Proceedings，Santiago，Chile，Vol.VI，29-39)。
至于低品位矿，唯一有效的技术是在矸石堆或矿石废石堆以堆浸法加工，其中金属以酸溶性物质(氧化物)或当存在细菌时是可溶的物质而存在(矿物具有次生硫化物，例如辉铜矿和靛铜矿)，这样的矿是非常稀少的。鉴于该原因，为持续扩展采矿业必需有技术突破，允许对具有高含量初生硫化物的矿石进行经济生产，如黄铜矿，该矿石现在对于传统技术而言是不可开发的。
已经证实了可氧化铁和硫磺的细菌的存在有利于硫化物矿的浸出或溶解(参见，例如，Rawlings DE的最近综述“Biomineralization ofmetal-containing ores and concentrates”，TRENDS in Biotechnology，Vol.21No.1，p38-42，2003)。在这些矿石的开采中，利用25-45℃范围内的嗜温性微生物以工业规模进行矸石堆或废石堆堆浸，在270天作业后可获得85％的令人满意的回收和提取率-用于浸出如靛铜矿(CuS)和辉铜矿(Cu2S)的次生硫化物。在该温度范围内，目前最普遍描述的细菌属于酸硫杆状菌属(Acidithiobacillus)和钩端螺菌属(Leptospirillum)，其中最常见菌种是嗜酸氧化亚铁硫杆菌(A.ferrooxidans)、嗜酸硫氧化硫杆菌(A.thiooxidans)和铁氧化钩端螺菌(L.ferrooxidans)(Espejo，RT和Romero，J.，1997，“Bacterial community incopper sulfide ores inoculated and leached with solutions from acommercial-scales copper leaching plant”，Applied & EnvironmentalMicrobiology，Vol.63，4，183-187)。
然而，至于黄铜矿(CuFeS2)，已知的微生物表现出很低的浸出速率，因此从黄铜矿回收的铜组分被认为在工业劳动中是无价值的。在一些其他原因中，可能的解释是覆盖黄铜矿表面的膜的形成，能阻止铜溶解过程(Tshilombo和Dixon DG，“Mechanism and kinetics of chalcopyrite passivation duringbacterial leaching”.Proceedings of Copper 2003，5th internationalconference Vol.VI book 1，p99-116)。
75-80℃范围内的高温可用于避免钝化过程，并获得使加工具有经济意义的回收物(Rawlings DE，“Heavy metal mining using microbes”.Annu RevMicrobiol.；5665-91，2002)。例如，如美国专利6,110,253和US 20030167879中公开的，Codelco和BHP-Billiton在智利的Chuquicamata使用的BioCOPTM加工法，利用了在搅拌池中极度嗜热微生物(古细菌)。浸出池中达到的条件，对于利用在大桶、矸石堆、废石堆、尾矿坝和原地浸出作业中进行矿石加工的浓度浸出，是商业上不可行的。
在工业规模的黄铜矿矿石浸出中，已经发现一些微生物例如，已经描述了属于钩端螺菌属和硫化杆菌属的微生物用途(Okibe N，Gericke M，HallbergKB，Johnson DB.，“Enumeration and characterization of acidophilicmicroorganisms isolated from a pilot plant stirred-tank bioleachingoperation.”Appl Environ Microbiol，2003，69(4)1936-43)，然而在它们的分离、生长和储存中发现的困难，使得它们的用途变得复杂。在生物浸出法中其他相关微生物是酸硫杆状菌属，其通过介于60-70％范围之间的种间基因组同源性和低到20-30％的种内基因组同源性而呈现巨大的多样性。专利EP0004431公开了用于黄铜矿浸出的氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)(现在命名为嗜酸氧化亚铁硫杆菌，Acidithiobacillus ferrooxidans)和能在pH 1.0作用但需要强制通风(forced aeration)的菌株的用途。该菌种的其他实例是保藏于美国典型培养物保藏中心的菌株，ATCC 19，859、ATCC 33，020(Sugio T等。“Existence of a hydrogen sulfideferric ion oxidoreductase iniron-oxidizing bacteria.”Appl.Environ.Microbiol.58431-433，1992)、ATCC 23，270(Abdel-Fattah等。“Numerical modeling of ferrous-ionoxidation rate in Acidithiobacillus ferrooxidans ATCC 23270optimization of culture conditions through statistically designedexperiments”Acta Microbiol Pol.2002；51(3)225-35)等等。然而，它们中没有一个显示对于铜回收百分率或其回收速率的令人满意的活性。
发明描述为了更好地理解文中描述的方法，应用下列定义a)在大桶中进例的生物浸出在具有活动底层的储液池(大桶)进行的加工，其中矿石带电荷并充满了可在矿物颗粒中循环的浸提液，在存在嗜酸微生物的情形下，经溶解的铜被提取进入酸液中。
b)在搅拌池或反应池中的生物浸出在将精细分开的矿石与浸提液混合的机械搅拌池中进行生物浸出加工，从而形成含有固体含量达到20％的矿浆，在存在嗜酸微生物的情形下，经溶解的铜被提取进入酸液中。
c)矸石堆中矿石的生物浸出该方法中，将碾碎至粒度测定法可确定的矿石，堆积在具有小斜坡的不透水面，并在存在嗜酸微生物的情形下将浸提液喷淋在表面，经溶解的铜被提取进入底部的酸液中。
d)废石堆中矿石的生物浸出取自于露天矿的低于切碎级别的矿石是堆集的“原矿”，或在粗碎后，在具有可控制溶液的浸润的适宜特性的或在表面预先用不透水覆盖物进行处理的地裂或地缝，并在存在嗜酸微生物的情形下将浸提液唢淋在表面，经溶解的铜被提取进入底部的酸液中。
e)尾矿坝的生物浸出将通过浮选法获得的底层堆积于坝中，其在矿石中存在较少量金属，其被取得用于堆浸法或搅拌池中的浸出，在存在嗜酸微生物情形下，经溶解的铜被提取进入底部的酸液中。
f)原地矿生物浸出天然或在预先采矿作业中破碎的矿物矿石，就地在表面喷淋浸提液直接进行浸出，在存在嗜酸微生物的情形下，经溶解的铜被提取进入底部的酸液中。
g)培菌液在生物浸提法中，纯种或混合细菌培养物作为活性生物材料。
h)ATCC美国典型微生物保藏中心。
i)DSMZDeutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkul turen GmbH，德国典型微生物保藏中心。
j)PCR允许扩增或“铐贝”DNA片段的聚合酶链式反应。
为了提高从获自采矿方法的样品中的铜提取，发展了对铜提取呈现高度特异活性的微生物菌株的分离策略。用改良的9K培养基(3.0g/L(NH4)2SO4，0.5g/LK2HPO4，0.5g/L MgSO4·7H2O，0.1g/L KCl，0.1g/L Ca(NO3)2，30g/L FeSO4·7H2O)在搅拌瓶中富集样品，并转入补充了铁盐或硫的固体或液体培养基，在30℃或45℃生长一周后，以获得对一种底物或另一种底物表征氧化特性的微生物。
获得一些混合培养物，它们用于铁氧化和溶解铜的释放的特异活性通过原子吸收光谱法(AAS)得以测量。具有最高活性的混合物选自以前的培养物，并进行分离纯种菌株。对各个分离的菌株进行分析，发现当与其他分离的菌株和来自采集物的细菌进行比较时，菌株Wenelen DSM 16786表现出对黄铜矿的最高铜回收。
命名为Wenelen DSM 16786的菌株是严格嗜酸的(pH＜4.0)、需氧的、嗜温的(26-35℃)以及杆菌形态学为革兰氏阴性菌，大小介于0.2和0.4μm之间，在用作为唯一能源的亚铁离子、硫元素或硫代硫酸盐改良的液体9K培养基中进行无机化能营养生长，并表现对亚铁离子和金属硫化物矿石的强氧化活性。通过16S rDNA测序法，该菌株分类学上被鉴定为嗜酸氧化亚铁硫杆菌类(Kelly DP，Wood AP，“Reclassification of some species of thiobacillus to the newiydesigned genera Acidithiobacillus gen.nov.，Halothiobacillus gen.novand Thermithiobacillus gen.nov.”，Int.J.Syst.Evol.Microbiol.2000，50，511-516)。利用Coram，N.和Rawlings，DE(“Molecular relationshipbetween two groups of the genus Leptospirillum and the finding thatLeptospirillum ferriphilum sp.nov.dominates South African commercialbiooxidation tanks that operate at 40℃”，Appl.Env.Microb.，2002，p.838-845)描述的通用引物，通过PCR进行16S rDNA基因的扩增。菌株WenelenDSM 16786的全部基因组通过鸟枪法文库方法得以测序，并同时得以注解。从该测序中，确定出G+C的含量为58.5％。
图1显示序列SEQ ID NO 1，其属于通过PCR从Wenelen DSM 16786的基因组外的DNA扩增的16S rDNA，其可用于该菌株的系谱分类。
图2显示利用对两种菌株提取的总DNA分析，在菌株A.ferrooxidansWenelen DSM 16786和ATCC 23270的基因组物质之间进行比较。根据以下顺序对1.5％琼脂糖凝胶进行上样。
泳道Std.λHind III标准分子量；泳道1Wenelen DSM 16786总DNA；泳道“-”阴性提取对照；泳道2ATCC 23270总DNA。
白色箭头指示两种菌株中存在的质粒。
图3显示利用16S-23S rRNA基因间隔区域(ISR)扩增，在菌株A.ferrooxidans Wenelen DSM 16786和ATCC 23270的基因组物质之间进行比较。
根据以下顺序对1.5％琼脂糖凝胶上样泳道StdΦX174/HaeIII标准分子量；
泳道“-”阴性扩增对照；泳道1来自Wenelen DSM 16786总DNA的基因间隔区扩增子；泳道2来自ATCC 23270 DNA的基因间隔区扩增子。
观察每个菌株的不同带型，可确定遗传水平的差异。
图4显示用于黄铜矿精矿的生物浸提的动力学。黑圆代表由未接种培养基(无生命的)组成的空白或对照的特征，其中铜提取是最小的，并仅仅由于化学浸出。黑三角代表菌株ATCC 23270，其是类似Wenelen菌株的嗜酸氧化亚铁硫杆菌菌株。黑色正方形显示由于嗜酸氧化亚铁硫杆菌菌株Wenelen DSM 16786作用的铜提取的百分率，其值在41天后比收集菌株ATCC 23270的高约5％。
图5显示温度在菌株Wenelen DSM 16786的生物浸出活性中的作用。曲线代表对于不同温度(℃)以u1O2/mg蛋白质/分钟表示的特异生物浸出活性。可以观察到，最适温度范围是26℃和55℃之间。
图6显示pH在分离的菌株Wenelen DSM 16786的生物浸出活性中的作用。曲线代表较高生物浸出活性的最适pH范围。该范围介于1.5和3.5之间。
图7显示菌株Wenelen DSM 16786和收集菌株ATCC 23270的生物浸出活性，其属于在微型柱分析非河漫滩矿石(non flooded ore bed)的相同菌种。
图1显示命名为SEQ ID NO 1的序列，其属于Wenelen DSM 16786 16S rDNA。有很多细菌，即使比较它们的16S rDNA认为它们是相同时，它们在全部基因组中具有很大同源差异，并因此具有很大表型差异。这是菌株Wenelen DSM 16786的情况，当其与菌株ATCC 23270比较时，其在16S rDNA具有100％同源性，所述ATCC 23270的基因组已经得以测序，并保藏于美国遗传研究院(the Instituteof Genomic Research，US)(NC_002923 2n GeneBank/RefSeq)。然而，如图2所观察的，它们的基因组差异是显而易见的在菌株ATCC 23270(泳道2)，可以辨别具有小于2Kb的两个质粒，而在Wenelen DSM 16786(泳道1)中，只有约5Kb的一种质粒得以发现。该信息在测序后进行的细菌的初步注解(preliminary annotation)中得以确定，其中约5Kb的片段被检测具有重叠末端，这明显地暗示圆形的质粒结构。在该序列中，还检测出与复制起始和终止相关的位点、启动子和核糖体结合位点，这也是暗示了存在质粒型的染色体外元件的论据。
在图3中，在菌株Wenelen DSM 16786和ATCC 23270中的差异是非常明显的，因为根据Pizarro等人(“Bacterial population in samples of bioleachedcopper ore as revealed by analysis of DNA obtained before and aftercultivation”，Applied and Environmental Microbiology，1996，p1323-1328)描述的方法，在16S-23S rRNA基因间区的扩增中，可观察到每个菌株的全部不同结合模式。
在微生物学和分类学表征后，菌株Wenelen DSM 16786被成功分离用于以工业规模时在搅拌瓶、微型柱、pilot column和大桶、池、研石堆、废石堆、尾矿坝和原地作业中矿石和硫化金属精矿(特别是黄铜矿)的浸出。
同样地，进行矿石浸出测试，其中矿石用源于溶剂萃取设备的、并含有本发明的菌株Wenelen DSM 16786的循环液进行接种。该方法优选在2和3之间的pH，和20℃和50℃之间的温度下进行实施。
对于接种目的，菌株Wenelen DSM 16786可在添加营养素、空气、富氧空气、二氧化碳、碳酸盐和其他利于它们生长的元素的水池、反应容器和矿石矸石堆中进行培养。
菌株Wenelen DSM 16786在介于10℃和60℃、更优选25℃和50℃之间的温度范围中，以及在介于1.3和4.0、更优选1.6和2.8之间的pH范围的溶液中表现氧化活性，以致加工条件不得不维持在这些范围中以获得最佳黄铜矿氧化活性。
可将菌株Wenelen DSM 16786接种于存在当地菌株的矿石，以及和其他菌株一起接种，在两种情况中具有增加的铜增溶作用。
应用实施例实施例1根据以下实验性方法，经分离的菌株Wenelen DSM 16786的特异活性，在来自工业水平的矿场的、包含黄铜矿(按重量84.69％)的铜精矿生物浸出中得以测量1.以107细胞/ml的浓度将预培养的嗜酸氧化亚铁硫杆菌Wenelen DSM16786接种于含有150ml改良的9K培养基(pH2.5)的500ml烧瓶中。
2.将含84.69％(按重量)黄铜矿的直到1％的铜精矿，其具有表1所示的化学成分以及表2所示的矿物学成分，加入接种培养基。表1仅仅显示矿石的化学成分，因为剩下的35.45％相当于脉石和微量元素。
3.将含有前述混合物的烧瓶在回转式振荡器中以150转/分、30℃培养41天。
4.通过原子吸收光谱法，浸提液中的铜含量在Perkin Elmer AAnalist 400仪器中得以测量。
出于对比的目的，将该相同的方法用于分析菌株Wenelen DSM 16786、收集菌株嗜酸氧化亚铁硫杆菌ATCC 23270和未接种的样品。
表1铜精矿的化学分析
表2铜精矿的矿物学分析
图4中的结果表明通过分离的菌株Wenelen DSM 16786进行铜精矿生物浸出，并与ATCC 23270以及未接种对照(空白)相比较。菌株Wenelen DSM 16786的生物浸出具有高于ATCC 23270的斜率，在第一种情况中0.8271和相关系数R2＝0.9824，铜回收接近35％，对于收集菌株0.7320和R2＝0.9825，低于30％的铜回收。前者的事实是与菌株嗜酸氧化亚铁硫杆菌ATCC 23270和未接种的空白样品进行比较时，基因组已得以测序的菌株Wenelen DSM 16786显示出更高的黄铜矿生物浸出活性。
实施例2根据以下方法，测量铜精矿的氧化活性以建立温度和pH对分离的菌株Wenelen DSM 16786生长的影响1.将菌株Wenelen DSM 16786在改良的9K培养基中培养7天。
2.细胞通过Toyo No.5B滤纸进行过滤，以除去铁沉淀物。
3.过滤的细胞以15,000×g离心10分钟，并用0.1M的β-丙氨酸-SO42-缓冲液进行洗涤。将对应于0.1g总蛋白质的细胞总数(Lowry等，J Biol Chem.1951Nov；193(1)265-75)重悬浮于1.0ml相同的0.1M β-丙氨酸-SO42-缓冲液中。
4.于需要的pH和温度，在1.0ml β-丙氨酸-SO42-缓冲液中制备50mg的表1和表2所述的铜精矿的悬浮液。
5.通过将步骤3中获得的细胞加入铜精矿悬浮液中而开始反应，调节终体积2.5ml。
6.在这些条件下，利用可控制反应温度的生物氧气监测仪(Yellow SpringInstrument Co.，Ohio，USA)测量菌株的生物需氧量。
图5和6显示了分析结果。这些图表明菌株Wenelen DSM 16786的最适氧化条件是温度范围介于10℃和60℃之间，pH范围介于1.3和4.0之间。
图5显示在pH 3.0时，温度对硫化铜的氧化活性的作用。显然，在20℃和50℃之间，菌株Wenelen DSM 16786表现更高的活性。
图6显示在30℃时，温度对硫化铜的氧化活性的作用。显然，在介于2和3之间的pH范围中，菌株Wenelen DSM 16786表现更高的活性。
实施例3根据以下方法，当与相同菌种(菌株ATCC 23270)的其他收集菌株进行比较时，进行实验以在生物浸出微型柱中，比较分离的菌株Wenelen DSM 16786对硫化铜矿石样品的生物浸出活性，所述的微型柱具有模拟用于在矸石堆和废石堆堆浸法中采矿加工的工业条件的非河漫滩矿石。
1.利用直径40mm和高20cm的聚氯乙烯管制备的柱。
2.将225g主要包括黄铜矿和斑铜矿的矿石来填充柱，并具有表3所述表征。
3.接种的细胞预先用洗柱缓冲液(3.0g/L(NH4)2SO4，0.5g/L K2HPO4，0.5g/LMgSO4·7H2O，0.1g/L KCl，0.1g/L Ca(NO3)2，6g/L FeSO4·7H2O，pH 2.5)洗涤，并重悬浮于0.5ml的缓冲液中。对于每个柱，接种的细胞总数是2×109总细胞。
4.对一个柱不进行接种，并保留作为对照。
5.对于每个柱，以0.20ml/分钟设定洗柱速率。
6.室温(22℃)保存柱。
7.在7天中，以24小时间隔进行采样，并利用原子吸收光谱法测定浸提液中的铜。
表3矿物学成分(100％不透明矿石和脉石)
如图7所示，将没有细菌接种物的铜溶解曲线(约3％)与存在细菌的铜溶解曲线(11天后介于12％和15％之间)进行比较，细菌对从矿石中浸出铜的总量具有明显作用的，其中呈现最高生物浸出活性的菌株Wenelen DSM 16786表示为与收集菌株进行比较时，可观测到铜回收增长。
计算含有表3中存在于矿石中的矿物学成分的铜，所述组分是斑铜矿(59％)和黄铜矿(39％)。在存在微生物时，斑铜矿的生物浸出速率通过反应(1)表示(Peters，E.，1976，“Direct Leaching of SulfidesChemistry andApplications”)斑铜矿(1)在存在用于释放首个两个铜原子的高铁离子时(化学浸出)，斑铜矿的氧化速率是快的，然而根据反应(2)，斑铜矿浸出的中间化合物容易转换为黄铜矿和靛铜矿(2)根据反应(3)和(4)，存在高铁离子和细菌时，得到的靛铜矿和黄铜矿都得以缓慢浸出黄铜矿靛铜矿基于以上反应，显然图7中矿石生物浸出方法的第一个阶段与反应(1)和(2)相关，其对应于斑铜矿的化学浸出，其中在所使用的菌株中并没有观察到实质上的差异。如上文实施例1中所示，只要该方法与得到的靛铜矿和黄铜矿的浸出相关，菌株之间的差异是显著的，其中细菌的存在和活性是基本的。
另一方面，众所周知生物浸出速率随着提取量增加而降低，因为随着位于矿石颗粒表面的矿物学成分被提出，加工速率不是由第一个加工阶段的微生物协助下的氧化控制(称为化学控制)的速率控制的，而是由浸出剂和微生物进入到矿石细孔中以接近位于颗粒内部的金属的扩散(最慢时期)控制的。
基于先前的分析，并为了比较图7所代表的嗜酸氧化亚铁硫杆菌ATCC23270和Wenelen DSM 16876的生物浸出活性，必须基于受化学反应控制的具有非反应核的液体-固体反应模型、并根据方程式(5)(Levenspiel，O.，“ChemicalReaction Engineering”，Wiley，1962，pp 344-350)相关变换每次提取的铜组分Xb，来确定每种微生物(图7中各种情况)的动力学常数值1/tau＝1-(1-Xb)1/3(5)其中(1/tau)代表提取矿石颗粒中含有的全部铜所需要的时间。铜提取结果与使用方程式(5)相关，其给出的值(1/tau)如表4中所示，并具有分别对应于菌株Wenelen DSM 16876和ATCC 23270以及无菌对照的相关系数R2＝0.9918、0.895和0.986。
表4实施例2中使用的混和矿物的特异性生物浸出速率和生物浸出时间
表4所示的结果表明菌株DSM 16786具有比菌株ATCC 23270高约30％的特异矿石生物浸出速率，其可通过提取矿石颗粒中含有的全部铜所需要的时间得以反映出来，也就是182天比238天。例如，通过回收50％铜，需要38天而不是收集菌株所需的49天。
众所周知，采矿业中对硫化物矿堆和矸石堆进行浸出作业的主要问题是相对低的金属回收率。在该实例中铜提取率提高30％，将在工业规模上的生物浸出方法节省约20-40％的费用(目前其介于10和15 的纯铜)，因为更高的回收率需要更少的矿石总量，具有更少的爆破、通风和洗矿费用，以及在被传送到溶剂萃取工厂的溶液中具有更高的铜浓度，等等。在Quebrada Blanca，IstRegion，智利，就硫化物矿细菌浸出作业来说，每天可生产约200吨精铜，这些节省在该采矿工程的剩余使用年限中相当于四千万至九千万美金。
序列表TGGAGAGTTTGATCCTGGCTCAGATTGAACGCTGGCGGCATGCCTAACACATGCAAGTCGAACGGTAACAGGTCTTCGGATGCTGACGAGTGGCGGACGGGTGAGTAATGCGTAGGAATCTGTCTTTAGTGGGGGACAACCCAGGGAAACTTGGGCTAATACCGCATGAGCCCTGAGGGGGAAAGCGGGGGATCTTCGGACCTCGCGCTAAGAGAGGAGCCTACGTCCGATTAGCTAGTTGGCGGGGTAAAGGCCCACCAAGGCGACGATCGGTAGCTGGTCTGAGAGGACGACCAGCCACACTGGGACTGAGACACGGCCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGAATTTTTCGCAATGGGGGCAACCCTGACGAAGCAATGCCGCGTGGATGAAGAAGGCCTTCGGGTTGTAAAGTCCTTTCGTGGAGGACGAAAAGGTGGGTTCTAATACAATCTGCTATTGACGTGAATCCAAGAAGAAGCACCGGCTAACTCCGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGGGGGGTGCAAGCGTTAATCGGAATCACTGGGCGTAAAGGGTGCGTAGGCGGTACGTTAGGTCTGTCGTGAAATCCCCGGGCTCAACCTGGGAATGGCGGTGGAAACCGGTGTACTAGAGTATGGGAGAGGGTGGTGGAATTCCAGGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGAGATCTGGAGGAACATCAGTGGCGAAGGCGGCCACCTGGCCCAATACTGACGCTGAGGCACGAAAGCGTGGGGAGCAAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCACGCCCTAAACGATGAATACTAGATGTTTGGTGCCTAGCGTACTGAGTGTCGTAGCTAACGCGATAAGTATTCCGCCTGGGAAGTACGGCCGCAAGGTTAAAACTCAAAGGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATTCGATGCAACGCGAAGAACCTTACCTGGGCTTGACATGTCCGGAATTCTGCAGAGATGCGGAAGTGCCCTTCGGGGAATCGGAACACAGGTGCTGCATGGCTGTCGTCAGCTCGTGTCGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCCTTGTCCTTAGTTGCCAGCGGTTCGGCCGGGCACTCTAGGGAGACTGCCGGTGACAAACCGGAGGAAGGTGGGGATGACGTCAAGTCCTCATGGCCTTTATGTCCAGGGCTACACACGTGCTACAATGGCGCGTACAGAGGGAAGCCAAGCCGCGAGGTGGAGCAGACCCCAGAAAGCGCGTCGTAGTTCGGATTGCAGTCTGCAACTCGACTGCATGAAGTCGGAATCGCTAGTAATCGCGGATCAGCATGCCGCGGTGAATACGTTCCCGGGCCTTGTACACACCGCCCGTCACACCATGGGAGTGGATTGTACCAGAAGCAGCTAGCCTAACCTTCGGGAGGGCGGTTACCACGGTATGGTTCATGACTGGGGTGAAGTCGTAACAAGGTAGCCGTAGGGGAACCTGCGGCTGGATCACCTCCTT
权利要求
1.一种经分离的菌株，其中所述菌株属于嗜酸氧化亚铁硫杆菌种(Acidithiobacillus ferrooxidans)，命名为Wenelen DSM 16786，以分类保藏号DSM 16786保藏在DSMZ(Deutsche Sammlung von Mikroorganismen undZellkulturen GmbH，Braunschweig，Alemania)；所述Wenelen DSM 16786菌株属于革兰氏阴性杆菌，其通过对铁、硫元素以及生物浸出硫化物矿物或硫化物矿石得到的化合物进行氧化而无机化能营养地生长，所述菌株具有如图1描述的16S rDNA序列和含有自主复制序列的约15Kb的染色体外元件；所述Wenelen DSM 16786菌株具有对于金属硫化物矿石的增强的浸出活性。
2.根据权利要求1的经分离的菌株，其中所述菌株具有从混合硫化物矿石，特别是含有黄铜矿、斑铜矿、靛铜矿以及其他含铜的矿物种类，浸出铜的增强的活性。
3.一种用于金属硫化物矿石浸出的细菌接种物，其中所述接种物单独或以微生物混合地包含根据权利要求1的菌株Wenelen DSM 16786。
4.一种矿物浸出的方法，其中在介于1.3和4之间pH范围中，所述被浸出的硫化金属矿石用除了其他之外还包含根据权利要求1的菌株Wenelen DSM16786的细菌浸提液进行接种，所述方法在介于10℃和60℃之间的温度下得以实施。
5.根据权利要求4的矿物浸出方法，其中在优选介于1.6和2.8之间pH范围中，所述矿物用包含菌株Wenelen DSM 16786的细菌浸提液进行接种，并且所述方法优选在介于20℃和50℃之间的温度下得以实施。
6.根据权利要求4或5的方法，其中所述的金属矿石或精矿除了其他矿物种类外还包括黄铜矿。
7.根据权利要求4至6的方法，其中所述矿物在大桶、水池和反应容器、矸石堆、废石堆、尾矿坝或其他原地作业进行浸出。
8.一种矿物浸出的方法，其中所述的矿物用来自溶剂萃取工厂的含有根据权利要求1的菌株嗜酸氧化亚铁硫杆菌Wenelen DSM 16786的循环溶液进行接种，所述方法优选在pH介于2和3之间以及温度介于20℃和50℃之间进行实施。
9.根据权利要求8的方法，其中所述的矿石或精矿除了含有其他化合物之外还包括黄铜矿。
10.根据权利要求8或9的方法，其中所述的矿物在大桶、水池和反应容器、矸石堆、废石堆、尾矿坝或其他原地作业中进行浸出。
全文摘要
本发明涉及经分离的无机化能营养生长的菌株，其属于嗜酸氧化亚铁硫杆菌属(Acidithiobacillus ferrooxidans)，命名为”Wenelen”，并以分类保藏号DSM 16786保藏于Deutsche Sammlung von Mikroorganismen undZellkul turen GmbH－DSMZ，所述细菌用于浸出含有金属硫化物的矿石或精矿的用途，和基于所述细菌或含有所述细菌的混合物的所述用途的浸出方法。当与已知菌株比较时，该Wenelen DSM 16786菌株具有增强的氧化活性，尤其涉及黄铜矿。由于以上特征，该菌株表现出用于生物采矿应用的很大价值，并在测序后不久可用于数据综合方法。
文档编号C22B3/00GK1869198SQ200510121710
公开日2006年11月29日 申请日期2005年10月21日 优先权日2004年10月22日
发明者杉尾刚, A·缪拉, P·A·帕拉达瓦尔德坎托斯, R·巴迪拉欧尔保穆 申请人:拜奥希格马公司