一種微生物轉(zhuǎn)化制備黃鉀鐵礬的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微生物轉(zhuǎn)化制備黃鉀鐵礬的方法，該方法包括以下步驟：⑴配制9K培養(yǎng)基；⑵配制生物轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基；⑶配制軟瓊脂糖培養(yǎng)基；⑷菌種保藏：將在0℃下保存的穩(wěn)定期嗜鐵鉤端螺旋菌BYQ菌液與軟瓊脂糖培養(yǎng)基混合，常溫凝固，保存在2~4℃；⑸菌種活化：將嗜鐵鉤端螺旋菌BYQ菌種接種至裝有含有9K培養(yǎng)基的搖瓶中進(jìn)行振蕩培養(yǎng)，即得菌種活化液；⑹生物轉(zhuǎn)化：將菌種活化液接種至含有生物轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基的搖瓶中進(jìn)行振蕩培養(yǎng)后，室溫下靜置，即得附著在搖瓶壁上的由生物轉(zhuǎn)化生成的黃鉀鐵礬；⑺將粘附有黃鉀鐵礬的搖瓶用鹽酸溶液浸泡、離心，得到沉淀物；⑻將沉淀物經(jīng)真空干燥至恒重后研磨，即得黃鉀鐵礬。本發(fā)明快捷、簡便、環(huán)保。
【專利說明】一種微生物轉(zhuǎn)化制備黃鉀鐵礬的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制備黃鉀鐵礬的方法，尤其涉及一種微生物轉(zhuǎn)化制備黃鉀鐵礬的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]黃鉀鐵帆(Jarosite) [KFe3(SO4)2(OH)6]是一種原產(chǎn)于西班牙的加洛賽(Jaroso)峽谷的天然礦物，其具有遮蓋力強(qiáng)、無毒和抗酸的特性，是一種高性能、稀有、昂貴的黃色無機(jī)顏料。同時(shí)，黃鉀鐵礬還廣泛用于冶煉鋅、鎳、鈷等金屬工業(yè)中除鐵。由于黃鉀鐵礬類礦物既不溶解于稀酸，又易于沉淀、洗滌和過濾，因此在一定的溫度、酸度以及有銨或堿金屬離子存在的條件下，可使溶液中的Fe3+離子形成黃鉀鐵礬類礦物而沉淀下來，從而使浸出溶液存在的Fe離子被除去。黃鉀鐵礬這種特性，使其在繪畫藝術(shù)和環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。
[0003]然而，黃鉀鐵礬晶體稀少，而且往往伴有其他雜質(zhì)。許多化學(xué)方法合成黃鉀鐵礬的研究，或需要高溫高壓，工藝條件復(fù)雜，或需要在常溫常壓下反應(yīng)數(shù)月，且含有膠體狀的紅色無定形羥基硫酸高鐵雜質(zhì)，因而在應(yīng)用中都受到極大限制。
[0004]自然界中存在的極端嗜酸微生物-嗜鐵鉤端螺旋菌Heptospirillum
ferriphilum)與黃鐵礦的微生物氧化作用密切相關(guān)，黃鉀鐵礬是該菌的代謝產(chǎn)物之一。相比其它黃鉀鐵礬合成方法，微生物轉(zhuǎn)化法具有環(huán)境友好，安全性高，無二次污染，成本低等優(yōu)點(diǎn)，成為一種具有極大應(yīng)用潛力的優(yōu)勢生物法黃鉀鐵礬制備技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種快捷、簡便、環(huán)保的微生物轉(zhuǎn)化制備黃鉀鐵礬的方法。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明所述的一種微生物轉(zhuǎn)化制備黃鉀鐵礬的方法，包括以下步驟:
⑴配制9K培養(yǎng)基:將a液與b液按7:3的體積比混合，即得9K培養(yǎng)基；
所述a液是指將硫酸銨3.0Og、氯化鉀0.10g、磷酸氫二鉀0.50g、硫酸鎂0.50g、硝酸鈣
0.01g溶解于700mL蒸餾水中，并用濃硫酸調(diào)整pH值至1.5^1.9所得的溶液；
所述b液是指硫酸亞鐵44.70g溶解于300mL蒸餾水中所得的溶液；
⑵配制生物轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基:將A液與B液按7:3的體積比混合即得；
所述A液是指硫酸銨3.0Og、氯化鉀0.1(H).20g、磷酸氫二鉀0.5(Tl.00g、硫酸鎂
0.50g、硝酸鈣0.01g溶解于700mL蒸餾水中，并用濃硫酸調(diào)整pH值至1.5^1.9所得的溶液；
所述B液是指硫酸亞鐵50.00^100.0Og溶解于300mL蒸餾水中所得的溶液；
⑶配制軟瓊脂糖培養(yǎng)基:在1.0(T2.0Og瓊脂糖中加入IOOmL蒸餾水，煮沸溶解，降溫至5(T60°C即得軟瓊脂糖培養(yǎng)基；⑷菌種保藏:將在o °C下保存的穩(wěn)定期嗜鐵鉤端螺旋菌BYQ {Leptospirillumferriphilum BYQ)菌液按7:3的體積比與所述軟瓊脂糖培養(yǎng)基混合，常溫凝固，保存在2 ~4。。；
所述嗜鐵鉤端螺旋菌BYQ(Ze/7(o5T7iri77w? ferriphilum BYQ)在中國典型培養(yǎng)物保藏中心的保藏編號(hào)為CCTCC NO:M 2013603 (保藏單位地址:中國.武漢.武漢大學(xué)；保藏日期:2013年11月24日)；
(5)菌種活化:將所述步驟⑷所得的嗜鐵鉤端螺旋菌BYQ(Ze/?tospiriIlumferriphiIumBYQ)菌種按8~12%的接種量接種至裝有含有所述9K培養(yǎng)基的搖瓶中，并置于恒溫振蕩器上，在25~35°C條件下以100~200 r/min的速率進(jìn)行振蕩培養(yǎng)6(T84h，即得菌種活化液；所述9K培養(yǎng)基在所述搖瓶中的裝瓶量為40~60% ；
(6)生物轉(zhuǎn)化:將所述菌種活化液按15~25%的接種量接種至含有所述生物轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基的搖瓶中，并置于恒溫振蕩器上，在25~35°C條件下以10(T200 r/min的速率進(jìn)行振蕩培養(yǎng)4(T60h后，室溫下靜置l~2h，去除所述搖瓶中的生物轉(zhuǎn)化液，即得附著在所述搖瓶壁上的由生物轉(zhuǎn)化生成的黃鉀鐵礬；所述生物轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基在所述搖瓶中的裝瓶量為40飛0% ；
(7)將所述步驟(6)所得的粘附有黃鉀鐵礬的搖瓶用f2M的鹽酸溶液在室溫條件下浸泡10~12h后，以900 0^11000 r/min的速率離心8~12min，得到沉淀物；
⑶將所述沉淀物在溫度為6(T8(TC的條件下真空干燥至恒重，并研磨至細(xì)度為150^200目，即得黃鉀鐵礬。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明采用生物轉(zhuǎn)化法代替化學(xué)法，有效解決了化學(xué)法制備黃鉀鐵礬的環(huán)境污染，條件困難，周期長等缺點(diǎn)。
[0008]2、本發(fā)明制備方便、簡捷，具有更高的生物安全性，對(duì)黃鉀鐵礬進(jìn)一步更廣泛的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。
【具體實(shí)施方式】
[0009]實(shí)施例1
一種微生物轉(zhuǎn)化制備黃鉀鐵礬的方法，包括以下步驟:
⑴配制9K培養(yǎng)基:將a液與b液按7mL:3mL的體積比混合，即得9K培養(yǎng)基。
[0010]其中:
a液是指將硫酸銨3.0Og、氯化鉀0.10g、磷酸氫二鉀0.50g、硫酸鎂0.50g、硝酸鈣
0.01g溶解于700mL蒸餾水中，并用濃硫酸調(diào)整pH值至1.5^1.9所得的溶液。
[0011 ] b液是指硫酸亞鐵44.70g溶解于300mL蒸餾水中所得的溶液。
[0012]⑵配制生物轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基:將A液與B液按7mL:3mL的體積比混合即得。
[0013]其中:
A液是指硫酸銨3.0Og、氯化鉀0.1(T0.20g、磷酸氫二鉀0.5(Tl.00g、硫酸鎂0.50g、硝酸鈣0.01g溶解于700mL蒸餾水中，并用濃硫酸調(diào)整pH值至1.5^1.9所得的溶液。
[0014]B液是指硫酸亞鐵50.00^100.0Og溶解于300mL蒸餾水中所得的溶液。
[0015]⑶配制軟瓊脂糖培養(yǎng)基:在1.0(T2.0Og瓊脂糖中加入IOOmL蒸餾水，煮沸溶解，降溫至5(T60°C即得軟瓊脂糖培養(yǎng)基。[0016]⑷菌種保藏:將在0 °C下保存的穩(wěn)定期嗜鐵鉤端螺旋菌BYQ {Lep tospiri Humferriphilum BYQ)菌液按7mL:3mL的體積比與軟瓊脂糖培養(yǎng)基混合，常溫凝固，保存在2 ~4。。。
[0017]其中:嗜鐵鉤端螺旋菌BYQ(Ze/7(o5T7iri77仰？ ferriphilum BYQ)分離自黑龍江省黑河市五大連池酸性廢水中，經(jīng)富集培養(yǎng)后分離獲得純菌種，在中國典型培養(yǎng)物保藏中心的保藏編號(hào)為CCTCC NO:M 2013603 (保藏單位地址:中國.武漢.武漢大學(xué)；保藏日期:2013 年 11 月 24 日)。
[0018](5)菌種活化:將步驟⑷所得的嗜鐵鉤端螺旋菌BYQ(Ze/7(05T7iri77仰？ ferriphilumBYQ)菌種按8%的接種量接種至裝有含有9K培養(yǎng)基的搖瓶中，并置于恒溫振蕩器上，在25°C條件下以200 r/min的速率進(jìn)行振蕩培養(yǎng)84h，即得菌種活化液。
[0019]其中:9K培養(yǎng)基在搖瓶中的裝瓶量為40% ；
(6)生物轉(zhuǎn)化:將菌種活化液按15%的接種量接種至含有生物轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基的搖瓶中，并置于恒溫振蕩器上，在25°C條件下以200 r/min的速率進(jìn)行振蕩培養(yǎng)60h后，室溫下靜置Ih,去除搖瓶中的生物轉(zhuǎn)化液，即得附著在搖瓶壁上的由生物轉(zhuǎn)化生成的黃鉀鐵礬。
[0020]其中:生物轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基在搖瓶中的裝瓶量為40% ；
(7)將步驟(6)所得的粘附有黃鉀鐵礬的搖瓶用IM的鹽酸溶液在室溫條件下浸泡IOh后，以9000 r/min的速率 離心12min，得到沉淀物。
[0021](8)將沉淀物在溫度為60°C的條件下真空干燥至恒重，并研磨至細(xì)度為150目，即得黃鉀鐵礬。
[0022]實(shí)施例2
一種微生物轉(zhuǎn)化制備黃鉀鐵礬的方法，包括以下步驟:
⑴配制9K培養(yǎng)基配制生物轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基；?配制軟瓊脂糖培養(yǎng)基K4)菌種保藏均同實(shí)施例1。
[0023](5)菌種活化:將步驟⑷所得的嗜鐵鉤端螺旋菌BYQ(Ze/7(05T7iri77w? ferriphilumBYQ)菌種按12%的接種量接種至裝有含有9K培養(yǎng)基的搖瓶中，并置于恒溫振蕩器上，在35°C條件下以100 r/min的速率進(jìn)行振蕩培養(yǎng)60h，即得菌種活化液。
[0024]其中:9K培養(yǎng)基在搖瓶中的裝瓶量為60% ；
(6)生物轉(zhuǎn)化:將菌種活化液按25%的接種量接種至含有生物轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基的搖瓶中，并置于恒溫振蕩器上，在35°C條件下以100 r/min的速率進(jìn)行振蕩培養(yǎng)40h后，室溫下靜置2h，去除搖瓶中的生物轉(zhuǎn)化液，即得附著在搖瓶壁上的由生物轉(zhuǎn)化生成的黃鉀鐵礬。
[0025]其中:生物轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基在搖瓶中的裝瓶量為60% ；
(7)將步驟(6)所得的粘附有黃鉀鐵礬的搖瓶用2M的鹽酸溶液在室溫條件下浸泡12h后，以11000 r/min的速率離心8min，得到沉淀物。
[0026](8)將沉淀物在溫度為80°C的條件下真空干燥至恒重，并研磨至細(xì)度為200目，即得黃鉀鐵礬。
[0027]實(shí)施例3
一種微生物轉(zhuǎn)化制備黃鉀鐵礬的方法，包括以下步驟:
⑴配制9K培養(yǎng)基配制生物轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基；?配制軟瓊脂糖培養(yǎng)基K4)菌種保藏均同實(shí)施例1。[0028](5)菌種活化:將步驟⑷所得的嗜鐵鉤端螺旋菌BYQ(Ze/7(05T7iri77仰？ ferriphilumBYQ)菌種按10%的接種量接種至裝有含有9K培養(yǎng)基的搖瓶中，并置于恒溫振蕩器上，在30°C條件下以150 r/min的速率進(jìn)行振蕩培養(yǎng)72h，即得菌種活化液。
[0029]其中:9K培養(yǎng)基在搖瓶中的裝瓶量為50% ；
(6)生物轉(zhuǎn)化:將菌種活化液按20%的接種量接種至含有生物轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基的搖瓶中，并置于恒溫振蕩器上，在30°C條件下以150 r/min的速率進(jìn)行振蕩培養(yǎng)50h后，室溫下靜置
1.5h，去除搖瓶中的生物轉(zhuǎn)化液，即得附著在搖瓶壁上的由生物轉(zhuǎn)化生成的黃鉀鐵礬。
[0030]其中:生物轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基在搖瓶中的裝瓶量為50% ； (7)將步驟(6)所得的粘附有黃鉀鐵礬的搖瓶用1.5M的鹽酸溶液在室溫條件下浸泡Ilh后，以10000 r/min的速率離心IOmin,得到沉淀物。
[0031](8)將沉淀物在溫度為70°C的條件下真空干燥至恒重，并研磨至細(xì)度為180目，即得黃鉀鐵礬。
【權(quán)利要求】
1.一種微生物轉(zhuǎn)化制備黃鉀鐵礬的方法，包括以下步驟: ⑴配制9K培養(yǎng)基:將a液與b液按7:3的體積比混合，即得9K培養(yǎng)基； 所述a液是指將硫酸銨3.0Og、氯化鉀0.10g、磷酸氫二鉀0.50g、硫酸鎂0.50g、硝酸鈣.0.01g溶解于700mL蒸餾水中，并用濃硫酸調(diào)整pH值至1.5^1.9所得的溶液； 所述b液是指硫酸亞鐵44.70g溶解于300mL蒸餾水中所得的溶液； ⑵配制生物轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基:將A液與B液按7:3的體積比混合即得；
所述A液是指硫酸銨3.0Og、氯化鉀0.1(H).20g、磷酸氫二鉀0.5(Tl.0Og、硫酸鎂.0.50g、硝酸鈣0.01g溶解于700mL蒸餾水中，并用濃硫酸調(diào)整pH值至1.5^1.9所得的溶液； 所述B液是指硫酸亞鐵50.00^100.0Og溶解于300mL蒸餾水中所得的溶液； ⑶配制軟瓊脂糖培養(yǎng)基:在1.0(T2.0Og瓊脂糖中加入IOOmL蒸餾水，煮沸溶解，降溫至5(T60°C即得軟瓊脂糖培養(yǎng)基； ⑷菌種保藏:將在O °C下保存的穩(wěn)定期嗜鐵鉤端螺旋菌BYQ {Leptospirillumferriphilum BYQ)菌液按7:3的體積比與所述軟瓊脂糖培養(yǎng)基混合，常溫凝固，保存在2~4。。； 所述嗜鐵鉤端螺旋菌BYQ在中國典型培養(yǎng)物保藏中心的保藏編號(hào)為CCTCC NO:M.2013603 ； (5)菌種活化:將所述步驟⑷所得的嗜鐵鉤端螺旋菌BYQ菌種按8~12%的接種量接種至裝有含有所述9K培養(yǎng)基的搖瓶中，并置于恒溫振蕩器上，在25~35°C條件下以10(T200 r/min的速率進(jìn)行振蕩培養(yǎng)6(T84h，即得菌種活化液；所述9K培養(yǎng)基在所述搖瓶中的裝瓶量為40~60% ； (6)生物轉(zhuǎn)化:將所述菌種活化液按15~25%的接種量接種至含有所述生物轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基的搖瓶中，并置于恒溫振蕩器上，在25~35°C條件下以10(T200 r/min的速率進(jìn)行振蕩培養(yǎng)4(T60h后，室溫下靜置l~2h，去除所述搖瓶中的生物轉(zhuǎn)化液，即得附著在所述搖瓶壁上的由生物轉(zhuǎn)化生成的黃鉀鐵礬；所述生物轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基在所述搖瓶中的裝瓶量為40飛0% ； ⑴將所述步驟(6)所得的粘附有黃鉀鐵礬的搖瓶用f 2M的鹽酸溶液在室溫條件下浸泡.10~12h后，以9000^11000 r/min的速率離心8~12min，得到沉淀物； ⑶將所述沉淀物在溫度為6(T8(TC的條件下真空干燥至恒重，并研磨至細(xì)度為.150^200目，即得黃鉀鐵礬。
【文檔編號(hào)】C12R1/01GK103740763SQ201410024540
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】陳朋, 晏磊, 王寧波, 李素岳, 路廣通 申請人:陳朋, 晏磊, 王寧波, 路廣通