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相对于效率低、成本高、污染大的传统浸矿方法,微生物浸矿具有成本低、效率高和绿色环保等优势,能够高效地提取矿产资源。真菌浸矿是一种新型的生物浸出方法,其中黑曲霉是常用的浸矿菌种。黑曲霉浸矿过程中,在一定条件下黑曲霉菌丝会包裹矿石形成黑曲霉-矿石生物矿石颗粒。本研究以黑曲霉和铀矿石为研究对象,开展了黑曲霉-铀矿石生物矿石颗粒浸铀实验,研究了不同浸出条件对黑曲霉-铀矿石生物矿石颗粒形态和浸出效果的影响,并据此开展黑曲霉浸铀参数优化研究,取得的研究成果如下:(1)开展了黑曲霉-铀矿石生物矿石颗粒浸铀的单因素实验,分别研究了浸出时间、孢子接种量、碳源种类与用量、培养温度、初始pH值、摇床转速、矿浆浓度对黑曲霉的形态特征的影响。结果表明,在不同的浸出条件下,黑曲霉呈现出三种不同形态:紧实的黑曲霉-铀矿石生物矿石颗粒、松软的黑曲霉-铀矿石生物矿石颗粒和散状菌丝。(2)黑曲霉-铀矿石生物矿石颗粒浸铀实验中,当培养时间为2-4d、孢子接种量10~7-10~9 spores/L、碳源用量为20-30 g/L、培养温度为25-30℃、初始pH为5-7、摇床转速为150-200 rpm、矿浆浓度为2-4%时能够形成黑曲霉-铀矿石生物矿石颗粒。在浸出时间4 d、孢子接种量10~8 spores/L、蔗糖浓度25 g/L、培养温度30℃、初始pH 6、摇床转速150 rpm、矿浆浓度2%的条件下,可形成紧实的黑曲霉-铀矿石生物矿石颗粒,铀的浸出率最高达76.26%。并分析了铀浸出率与黑曲霉-铀矿石生物矿石颗粒形态两者之间的关系,发现当黑曲霉与矿粉结合形成紧实的黑曲霉-铀矿石生物矿石颗粒时,其浸出效果较好。(3)采用了响应面法开展了黑曲霉浸铀参数优化实验,根据单因素实验结果,选取7个因素的正负水平,以实验中铀浸出率为评价指标。通过Plackett-burman实验和最陡爬坡实验筛选出铀浸出的主要影响因素及实验中心点,接着设计响应面实验,研究不同因素之间的交互作用,并优化浸出参数。结果表明,影响铀浸出的主要因素依次为:矿浆浓度、培养温度、摇床转速;通过响应面法优化浸出铀的效果,得到最佳浸出条件:温度为30℃、摇床转速为171 rpm、矿浆浓度为0.5%,在此条件下可以浸出79.16%的铀。