煤炭学报

作者：刘丹, 申文盛, 付德亮, 郑罡, DAMIR Nussipov, KUANYSH Tastambek, 刘向荣,

关键词：煤矸石, 有效磷, 有效硅, 贝莱斯芽孢杆菌, 增溶机理,

针对煤炭开采洗选过程中产生的固体废弃物煤矸石，提出了一种基于微生物技术的资源化利用新途径。选取甘肃邵寨矿区煤矸石作为研究对象，首先从煤矸石中筛选出一株具有高效解磷能力的细菌，经鉴定为贝莱斯孢杆菌(简称为XK2细菌)，再利用XK2细菌处理煤矸石，探讨了煤矸石中有效磷和有效硅的增溶效果。通过单因素实验和正交实验探究了培养基pH、菌液接种量、煤矸石粒径、XK2细菌对煤矸石处理时间等因素对XK2细菌增溶煤矸石中有效磷和有效硅的影响，确定了XK2细菌增溶煤矸石中有效磷的最佳条件：pH为8，菌液接种量为10.0 mL/50 mL培养基，煤矸石粒径0.25～0.50 mm，处理时间4 d。在此条件下，煤矸石中有效磷质量分数达到343.56 mg/kg，是原煤矸石的41.49倍。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和高效液相色谱(HPLC)对XK2细菌处理后的固液相产物进行分析，FTIR分析显示经XK2细菌处理后的煤矸石中Si—O—Si(473 cm−1)、Si—O—Al(537 cm−1)、Al—OH(908 cm−1)和Si—O(1 030 cm−1)吸收峰减弱，表明难溶性硅铝酸盐被分解；XRD分析显示经XK2细菌处理后煤矸石中含磷矿物三斜磷钙石(CaHPO4)及含硅矿物白云母(KAl2(AlSi3O10)(OH)2)的衍射峰减弱，表明XK2细菌通过溶解上述矿物以促进煤矸石中有效磷、硅元素增溶；此外，HPLC分析显示XK2菌株通过分泌丙酸、琥珀酸等有机酸破坏煤矸石中的硅铝酸盐结构，促进磷元素和硅元素的增溶。

来源：2025年第6期

《煤炭学报》期刊编辑部

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