稀贵金属浮选药剂的生物合成方法

284 编辑：中冶有色技术网来源：商洛学院

2024-10-15 15:18:37

权利要求

1.一种稀贵金属浮选药剂的生物合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：先选取具有金属吸附潜力的微生物菌株，并对选定菌株进行基因工程改造;

S2：根据改造后菌株的生长需求，配制适宜的培养基;

S3：将S1中改造后的菌株接种到S2中配制培养基中，并在发酵罐中进行发酵培养;

S4：在发酵过程中添加诱导剂，以激活菌株中的金属吸附相关基因;

S5：发酵完成后，采用物理方法分离含有金属离子的菌体，并进行处理形成初步的浮选药剂;

S6：对初步的浮选药剂进行纯化和浓缩处理，以提高浮选药剂的纯度和浮选效率;

S7：在浮选药剂纯化和浓缩之后，引入特定的螯合剂与药剂中的金属离子形成稳定的螯合物，并通过交叉耦合反应增强该螯合物的稳定性;

S8：最后向交叉耦合反应后的浮选药剂中添加稳定剂和安全性增强剂，得到该浮选药剂成品。

2.根据权利要求1所述的一种稀贵金属浮选药剂的生物合成方法，其特征在于，所述S1具体包括：

S11：选取的具有金属吸附潜力的微生物菌株具体为铜绿假单胞菌或金属耐受性酵母;

S12：从已知能提高金属吸附能力的基因库中筛选目标基因，并使用PCR技术对目标基因进行扩增，获得克隆片段，所述目标基因具体为金属结合蛋白质编码基因或金属转运蛋白编码基因;

S13：通过质粒矢量将扩增的目标基因导入到选定的微生物菌株中，并采用转化效率为1x10^6转化体/μgDNA的方法进行基因导入，在抗生素筛选培养基中培养转化后的菌株，筛选成功整合目标基因的菌株，该目标基因的菌株的抗生素浓度为50-100μg/mL。

3.根据权利要求2所述的一种稀贵金属浮选药剂的生物合成方法，其特征在于，所述S2具体包括：

S21：根据改造后的微生物菌株的营养需求，确定培养基的组成，包括碳源、氮源、无机盐和必需微量元素;

S22：选择葡萄糖或甘油作为微生物生长的碳源，所述碳源浓度控制在10-20g/L;

S23：向碳源中添加氮源，氮源的浓度控制在1-5g/L，所述氮源为硝酸盐或酵母提取物;

S24：向培养基中添加无机盐包括磷酸盐、硫酸镁和钾盐，以及微量元素包括铁、锌、铜离子，无机盐的浓度为0.1-1g/L，微量元素的浓度为0.1-10mg/L，制得培养基;

S25：调节培养基的pH值至6.0-8.0。

4.根据权利要求3所述的一种稀贵金属浮选药剂的生物合成方法，其特征在于，所述S3具体包括：

S31：在无菌条件下，将S1步骤中改造后的菌株悬浮于无菌生理盐水中，形成接种液，并控制接种液的菌体浓度为1x10^6-1x10^8细胞/mL;

S32：选用发酵罐，并确保发酵罐内部环境无菌;

S33：将准备好的接种液接种到S2步骤中配制好的培养基中，接种量为培养基体积的1-5%，并将发酵罐中的温度控制在25-37℃，控制pH值为6.0-8.0;

S34：在发酵过程中，保持搅拌速率和通气量，具体搅拌速率为100-500rpm，通气量为0.5-2vvm。

5.根据权利要求4所述的一种稀贵金属浮选药剂的生物合成方法，其特征在于，所述S4具体包括：

S41：选择异丙基硫代半乳糖苷作为诱导剂;

S42：在发酵过程中，当菌体达到对数生长期时添加诱导剂，添加诱导剂的浓度为0.1-1.0mM。

6.根据权利要求5所述的一种稀贵金属浮选药剂的生物合成方法，其特征在于，所述S5具体包括：

S51：在发酵完成后，收集发酵液;

S52：使用离心的物理分离方法，将含有金属离子的菌体从发酵液中分离出来，具体离心的条件设定为4000-10000rpm，持续时间为10-30分钟;

S53：分离得到的菌体用无菌生理盐水或缓冲溶液洗涤，以去除附着在表面的非特异性物质，重复洗涤步骤为2-4次;

S54：对洗涤后的菌体进行热处理，形成初步的浮选药剂，具体在60-80℃下进行热处理，持续时间为30-60分钟;

S55：收集处理后的液体，该液体为有金属离子的初步浮选药剂。

7.根据权利要求6所述的一种稀贵金属浮选药剂的生物合成方法，其特征在于，所述S6具体包括：

S61：选择溶剂萃取技术，纯化初步浮选药剂;

S62：选用与药剂成分相容的有机溶剂，并将溶剂与药剂按1:1至3:1进行混合，所述有机溶剂为乙醇或丙酮;

S63：使用旋转蒸发器或减压蒸发设备对纯化后的药剂进行浓缩处理，以提高药剂的有效成分浓度，具体将浓缩过程的控制温度在40-60℃，并维持减压在20-100毫米汞柱。

8.根据权利要求7所述的一种稀贵金属浮选药剂的生物合成方法，其特征在于，所述S7具体包括：

S71：选择与目标金属离子相容的螯合剂，该螯合剂具体为乙二胺四乙酸，并将螯合剂配制成浓度为0.1-5mM的溶液;

S72：将配制好的螯合剂溶液缓慢加入到纯化和浓缩后的浮选药剂中;

S73：在室温下进行进行交叉耦合反应，持续时间为1-4小时，pH值维持在7.0-9.0;

S74：反应完成后，将最终的螯合物溶液储存于4℃条件下，并避免光照。

9.根据权利要求8所述的一种稀贵金属浮选药剂的生物合成方法，其特征在于，所述S8具体包括：

S81：选择的稳定剂为聚合物稳定剂或抗氧化剂，选择的安全性增强剂为非毒性的防腐剂或pH调节剂;

S82：将选定的稳定剂和安全性增强剂配制成浓度为0.1-5%的溶液，并均匀地将该溶液加入到交叉耦合反应后的浮选药剂中;

S83：使用均质机对添加了稳定剂和安全性增强剂的浮选药剂进行混合，设定均质的压力为34-103bar，均质时间为5-15分钟，最终得到该浮选药剂成品。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及生物冶金技术领域，尤其涉及一种稀贵金属浮选药剂的生物合成方法。

背景技术

[0002]稀贵金属，如金、银、铂等，在许多工业领域中具有重要的应用价值，从电子制造到医药工业都有其独特的应用，这些金属的提取和精炼通常依赖于浮选技术，该技术使用特定的药剂来分离有价金属矿石和其他无用矿物，传统的浮选药剂主要是基于化学合成的有机化合物，这些化合物虽然效率较高，但存在成本高、对环境有害和可持续性差等问题，因此，开发一种环保、经济且高效的新型浮选药剂迫在眉睫。

[0003]现有的稀贵金属浮选技术面临几个主要难题，首先，化学合成的浮选药剂成本较高，且在生产过程中可能产生有害副产品，对环境造成负担，其次，这些传统药剂的选择性和特异性有限，可能无法高效地回收低品位或复杂矿石中的稀贵金属，此外，随着对环境保护意识的增强和矿产资源的日益枯竭，开发一种可持续、环保且具有高选择性的浮选技术变得尤为重要。

发明内容

[0004]基于上述目的，本发明提供了一种稀贵金属浮选药剂的生物合成方法。

[0005]一种稀贵金属浮选药剂的生物合成方法，包括以下步骤：

[0006]S1：先选取具有金属吸附潜力的微生物菌株，并对选定菌株进行基因工程改造;

[0007]S2：根据改造后菌株的生长需求，配制适宜的培养基;

[0008]S3：将S1中改造后的菌株接种到S2中配制培养基中，并在发酵罐中进行发酵培养;

[0009]S4：在发酵过程中添加诱导剂，以激活菌株中的金属吸附相关基因;

[0010]S5：发酵完成后，采用物理方法分离含有金属离子的菌体，并进行处理形成初步的浮选药剂;

[0011]S6：对初步的浮选药剂进行纯化和浓缩处理，以提高浮选药剂的纯度和浮选效率;

[0012]S7：在浮选药剂纯化和浓缩之后，引入特定的螯合剂与药剂中的金属离子形成稳定的螯合物，并通过交叉耦合反应增强该螯合物的稳定性;

[0013]S8：最后向交叉耦合反应后的浮选药剂中添加稳定剂和安全性增强剂，得到该浮选药剂成品。

[0014]进一步的，所述S1具体包括：

[0015]S11：选取的具有金属吸附潜力的微生物菌株具体为铜绿假单胞菌或金属耐受性酵母;

[0016]S12：从已知能提高金属吸附能力的基因库中筛选目标基因，并使用PCR技术对目标基因进行扩增，获得克隆片段，所述目标基因具体为金属结合蛋白质编码基因或金属转运蛋白编码基因;

[0017]S13：通过质粒矢量将扩增的目标基因导入到选定的微生物菌株中，并采用转化效率为1x10^6转化体/μgDNA的方法进行基因导入，在抗生素筛选培养基中培养转化后的菌株，筛选成功整合目标基因的菌株，该目标基因的菌株的抗生素浓度为50-100μg/mL。

[0018]进一步的，所述S2具体包括：

[0019]S21：根据改造后的微生物菌株的营养需求，确定培养基的组成，包括碳源、氮源、无机盐和必需微量元素;

[0020]S22：选择葡萄糖或甘油作为微生物生长的碳源，所述碳源浓度控制在10-20g/L;

[0021]S23：向碳源中添加氮源，氮源的浓度控制在1-5g/L，所述氮源为硝酸盐或酵母提取物;

[0022]S24：向培养基中添加无机盐包括磷酸盐、硫酸镁和钾盐，以及微量元素包括铁、锌、铜离子，无机盐的浓度为0.1-1g/L，微量元素的浓度为0.1-10mg/L，制得培养基;

[0023]S25：调节培养基的pH值至6.0-8.0。

[0024]进一步的，所述S3具体包括：

[0025]S31：在无菌条件下，将S1步骤中改造后的菌株悬浮于无菌生理盐水中，形成接种液，并控制接种液的菌体浓度为1x10^6-1x10^8细胞/mL;

[0026]S32：选用发酵罐，并确保发酵罐内部环境无菌;

[0027]S33：将准备好的接种液接种到S2步骤中配制好的培养基中，接种量为培养基体积的1-5%，并将发酵罐中的温度控制在25-37℃，控制pH值为6.0-8.0;

[0028]S34：在发酵过程中，保持搅拌速率和通气量，具体搅拌速率为100-500rpm，通气量为0.5-2vvm。

[0029]进一步的，所述S4具体包括：

[0030]S41：选择异丙基硫代半乳糖苷作为诱导剂;

[0031]S42：在发酵过程中，当菌体达到对数生长期时添加诱导剂，添加诱导剂的浓度为0.1-1.0mM。

[0032]进一步的，所述S5具体包括：

[0033]S51：在发酵完成后，收集发酵液;

[0034]S52：使用离心的物理分离方法，将含有金属离子的菌体从发酵液中分离出来，具体离心的条件设定为4000-10000rpm，持续时间为10-30分钟;

[0035]S53：分离得到的菌体用无菌生理盐水或缓冲溶液洗涤，以去除附着在表面的非特异性物质，重复洗涤步骤为2-4次;

[0036]S54：对洗涤后的菌体进行热处理，形成初步的浮选药剂，具体在60-80℃下进行热处理，持续时间为30-60分钟;

[0037]S55：收集处理后的液体，该液体为有金属离子的初步浮选药剂。

[0038]进一步的，所述S6具体包括：

[0039]S61：选择溶剂萃取技术，纯化初步浮选药剂;

[0040]S62：选用与药剂成分相容的有机溶剂，并将溶剂与药剂按1:1至3:1进行混合，所述有机溶剂为乙醇或丙酮;

[0041]S63：使用旋转蒸发器或减压蒸发设备对纯化后的药剂进行浓缩处理，以提高药剂的有效成分浓度，具体将浓缩过程的控制温度在40-60℃，并维持减压在20-100毫米汞柱。

[0042]进一步的，所述S7具体包括：

[0043]S71：选择与目标金属离子相容的螯合剂，该螯合剂具体为乙二胺四乙酸，并将螯合剂配制成浓度为0.1-5mM的溶液;

[0044]S72：将配制好的螯合剂溶液缓慢加入到纯化和浓缩后的浮选药剂中;

[0045]S73：在室温下进行进行交叉耦合反应，持续时间为1-4小时，pH值维持在7.0-9.0;

[0046]S74：反应完成后，将最终的螯合物溶液储存于4℃条件下，并避免光照。

[0047]进一步的，所述S8具体包括：

[0048]S81：选择的稳定剂为聚合物稳定剂或抗氧化剂，选择的安全性增强剂为非毒性的防腐剂或pH调节剂;

[0049]S82：将选定的稳定剂和安全性增强剂配制成浓度为0.1-5%的溶液，并均匀地将该溶液加入到交叉耦合反应后的浮选药剂中;

[0050]S83：使用均质机对添加了稳定剂和安全性增强剂的浮选药剂进行混合，设定均质的压力为34-103bar，均质时间为5-15分钟，最终得到该浮选药剂成品。

[0051]本发明的有益效果：

[0052]本发明，通过生物合成过程更为环保，减少了有害化学物质的使用和排放，此外，由于生物合成过程主要依赖可再生的生物材料，如微生物，因此在原材料成本上也更具优势，这种方法为稀贵金属的提取提供了一种更加经济和可持续的解决方案。

[0053]本发明，通过利用基因工程改造的微生物菌株，能够特异性地吸附目标稀贵金属，从而提高了浮选药剂的选择性和特异性，通过精确设计的微生物及其代谢途径，本方法能够有效区分和吸附特定的金属离子，这对于处理低品位矿石或复杂矿石中的稀贵金属具有重要意义，高选择性不仅提高了金属回收率，也减少了对非目标矿物的干扰，提高了整个浮选过程的效率。

[0054]本发明，通过在生物合成的浮选药剂中引入特定的螯合剂和交叉耦合反应，显著提高了药剂的稳定性和安全性，这种创新的方法不仅增强了药剂对稀贵金属的吸附能力，也优化了其在储存和使用过程中的稳定性，此外，通过添加稳定剂和安全性增强剂，本发明确保了药剂在长期储存和实际应用中的可靠性和安全性，进一步增强了其商业化应用的潜力。

附图说明

[0055]为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0056]图1为本发明实施例的稀贵金属浮选药剂的生物合成方法流程示意图。

具体实施方式

[0057]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。

[0058]需要说明的是，除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

[0059]实施例1

[0060]如图1所示，一种稀贵金属浮选药剂的生物合成方法，包括以下步骤：

[0061]S1：先选取具有金属吸附潜力的微生物菌株，并对选定菌株进行基因工程改造，通过引入稀贵金属吸附和耐受性相关基因，增强其对特定稀贵金属的选择性和吸附能力;

[0062]S2：根据改造后菌株的生长需求，配制适宜的培养基;

[0063]S3：将S1中改造后的菌株接种到S2中配制培养基中，并在发酵罐中进行发酵培养;

[0064]S4：在发酵过程中添加诱导剂，以激活菌株中的金属吸附相关基因;

[0065]S5：发酵完成后，采用物理方法分离含有金属离子的菌体，并进行处理形成初步的浮选药剂;

[0066]S6：对初步的浮选药剂进行纯化和浓缩处理，以提高浮选药剂的纯度和浮选效率;

[0067]S7：在浮选药剂纯化和浓缩之后，引入特定的螯合剂与药剂中的金属离子形成稳定的螯合物，并通过交叉耦合反应增强该螯合物的稳定性，以优化药剂对稀贵金属的特异性吸附能力;

[0068]S8：最后向交叉耦合反应后的浮选药剂中添加稳定剂和安全性增强剂，得到该浮选药剂成品，提高储存稳定性和使用安全性。

[0069]S1具体包括：

[0070]S11：选取的具有金属吸附潜力的微生物菌株具体为铜绿假单胞菌;

[0071]S12：从已知能提高金属吸附能力的基因库中筛选目标基因，并使用PCR技术对目标基因进行扩增，获得克隆片段，目标基因具体为金属结合蛋白质编码基因;

[0072]S13：通过质粒矢量将扩增的目标基因导入到选定的微生物菌株中，并采用转化效率为1x10^6转化体/μgDNA的方法进行基因导入，在抗生素筛选培养基中培养转化后的菌株，筛选成功整合目标基因的菌株，该目标基因的菌株的抗生素浓度为75g/mL。

[0073]S2具体包括：

[0074]S21：根据改造后的微生物菌株的营养需求，确定培养基的组成，包括碳源、氮源、无机盐和必需微量元素;

[0075]S22：选择葡萄糖作为微生物生长的碳源，碳源浓度控制在15g/L;

[0076]S23：向碳源中添加氮源，以满足微生物的生长需求，氮源的浓度控制在3g/L，氮源为硝酸盐;

[0077]S24：向培养基中添加无机盐包括磷酸盐、硫酸镁和钾盐，以及微量元素包括铁、锌、铜离子，以促进微生物的生长和金属吸附活性，无机盐的浓度为0.5g/L，微量元素的浓度为5mg/L，制得培养基;

[0078]S25：调节培养基的pH值至7.0，以适应选定菌株的最佳生长环境，在使用前对培养基进行灭菌处理，常用方法为高压蒸汽灭菌，以消除可能的污染源。

[0079]S3具体包括：

[0080]S31：在无菌条件下，将S1步骤中改造后的菌株悬浮于无菌生理盐水中，形成接种液，并控制接种液的菌体浓度为1x10^7细胞/mL;

[0081]S32：选用发酵罐，并确保发酵罐内部环境无菌，该发酵罐应具备温度和pH值的控制系统;

[0082]S33：将准备好的接种液接种到S2步骤中配制好的培养基中，接种量为培养基体积的3%，并将发酵罐中的温度控制在30℃，控制pH值为7.0;

[0083]S34：在发酵过程中，保持搅拌速率和通气量，以确保菌体的充分生长和代谢活动，具体搅拌速率为300rpm，通气量为1vvm(体积气体/体积液体/分钟)。

[0084]S4具体包括：

[0085]S41：选择异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)作为诱导剂;

[0086]S42：在发酵过程中，当菌体达到对数生长期时添加诱导剂，添加诱导剂的浓度为0.5mM，具体浓度根据菌株的反应和预期的基因表达水平调整。

[0087]S5具体包括：

[0088]S51：在发酵完成后，收集发酵液，确保收集过程中保持样品的无菌和稳定性;

[0089]S52：使用离心的物理分离方法，将含有金属离子的菌体从发酵液中分离出来，具体离心的条件设定为7000rpm，持续时间为20分钟;

[0090]S53：分离得到的菌体用无菌生理盐水或缓冲溶液洗涤，以去除附着在表面的非特异性物质，重复洗涤步骤为3次;

[0091]S54：对洗涤后的菌体进行热处理，以释放或转化吸附的金属离子，形成初步的浮选药剂，具体在70℃下进行热处理，持续时间为45分钟;

[0092]S55：收集处理后的液体，该液体为有金属离子的初步浮选药剂，并将药剂储存于4℃的条件下，并避免光照。

[0093]S6具体包括：

[0094]S61：选择溶剂萃取技术，纯化初步浮选药剂;

[0095]S62：选用与药剂成分相容的有机溶剂，并将溶剂与药剂按2:1进行混合，有机溶剂为乙醇;

[0096]S63：使用旋转蒸发器或减压蒸发设备对纯化后的药剂进行浓缩处理，以提高药剂的有效成分浓度，具体将浓缩过程的控制温度在50℃，并维持减压在60毫米汞柱。

[0097]S7具体包括：

[0098]S71：选择与目标金属离子相容的螯合剂，该螯合剂具体为乙二胺四乙酸(EDTA)，并将螯合剂配制成浓度为3mM的溶液;

[0099]S72：将配制好的螯合剂溶液缓慢加入到纯化和浓缩后的浮选药剂中，以确保充分反应;

[0100]S73：在室温下进行进行交叉耦合反应，持续时间为3小时，pH值维持在8.0;

[0101]S74：反应完成后，将最终的螯合物溶液储存于4℃条件下，并避免光照。

[0102]S8具体包括：

[0103]S81：选择的稳定剂为聚合物稳定剂，以适应浮选药剂的化学性质和应用需求;选择的安全性增强剂为非毒性的防腐剂;

[0104]S82：将选定的稳定剂和安全性增强剂配制成浓度为3%的溶液，并均匀地将该溶液加入到交叉耦合反应后的浮选药剂中，以避免产生不均匀混合或过度稀释;

[0105]S83：使用均质机对添加了稳定剂和安全性增强剂的浮选药剂进行混合，设定均质的压力为60bar，均质时间为10分钟，最终得到该浮选药剂成品。

[0106]实施例2

[0107]S1：选取金属耐受性酵母作为金属吸附潜力的微生物菌株，通过PCR技术从已知的基因库中筛选出金属转运蛋白编码基因，进行扩增并通过质粒矢量导入到菌株中，转化效率设定为1x10^6转化体/μgDNA，在含有50μg/mL抗生素的培养基中培养和筛选改造后的菌株;

[0108]S2：根据改造后的菌株需求，配制培养基，选择甘油作为碳源，浓度控制在10g/L，接着添加氮源酵母提取物，浓度为1g/L，加入无机盐(0.1g/L)和微量元素(0.1mg/L)，包括磷酸盐、硫酸镁、钾盐、铁、锌、铜离子，最后调节培养基的pH值至6.0;

[0109]S3：在无菌条件下，将改造后的菌株悬浮于无菌生理盐水中，制备接种液，控制接种液的菌体浓度为1x10^6细胞/mL，将接种液加入到配制好的培养基中，接种量为培养基体积的1%，发酵罐的温度控制在25℃，pH值保持在6.0，搅拌速率100rpm，通气量0.5vvm;

[0110]S4：选择异丙基硫代半乳糖苷作为诱导剂，在菌体达到对数生长期时，将诱导剂添加到发酵罐中，浓度为0.1mM;

[0111]S5：发酵完成后，收集发酵液，使用离心法(4000rpm，持续10分钟)分离含有金属离子的菌体，分离后的菌体使用无菌生理盐水或缓冲溶液洗涤2次，以去除非特异性物质，接着，将菌体在60℃下进行热处理30分钟，制得初步的浮选药剂;

[0112]S6：使用溶剂萃取技术，采用丙酮作为有机溶剂，按1:1的比例与药剂混合进行纯化，随后，使用旋转蒸发器或减压蒸发设备在40℃下进行浓缩，维持减压在20毫米汞柱，以提高药剂的有效成分浓度;

[0113]S7：选择与目标金属离子相容的螯合剂，如乙二胺四乙酸，配制成0.1mM的溶液，将螯合剂溶液加入到纯化和浓缩后的浮选药剂中，在室温下进行交叉耦合反应，持续1小时，pH值维持在7.0，反应完成后，将螯合物溶液存储于4℃，避免光照;

[0114]S8：选用抗氧化剂作为稳定剂，pH调节剂作为安全性增强剂，将稳定剂和安全性增强剂配制成0.1%的溶液，均匀加入到交叉耦合反应后的浮选药剂中，使用均质机在34bar的压力下混合，时间为5分钟，得到最终的浮选药剂成品。

[0115]实施例3

[0116]S1：选取铜绿假单胞菌作为金属吸附潜力的微生物菌株，通过PCR技术从已知的基因库中筛选出金属结合蛋白质编码基因，进行扩增并通过质粒矢量导入到菌株中，转化效率设定为1x10^6转化体/μgDNA，在含有100μg/mL抗生素的培养基中培养和筛选改造后的菌株;

[0117]S2：根据改造后的菌株需求，配制培养基，选择葡萄糖作为碳源，浓度控制在20g/L，接着添加氮源硝酸盐，浓度为5g/L，加入无机盐(1g/L)和微量元素(10mg/L)，包括磷酸盐、硫酸镁、钾盐、铁、锌、铜离子，最后调节培养基的pH值至8.0;

[0118]S3：在无菌条件下，将改造后的菌株悬浮于无菌生理盐水中，制备接种液，控制接种液的菌体浓度为1x10^8细胞/mL，将接种液加入到配制好的培养基中，接种量为培养基体积的5%，发酵罐的温度控制在37℃，pH值保持在8.0，搅拌速率500rpm，通气量2vvm;

[0119]S4：选择异丙基硫代半乳糖苷作为诱导剂，在菌体达到对数生长期时，将诱导剂添加到发酵罐中，浓度为1.0mM;

[0120]S5：发酵完成后，收集发酵液，使用离心法(10000rpm，持续30分钟)分离含有金属离子的菌体，分离后的菌体使用无菌生理盐水或缓冲溶液洗涤4次，以去除非特异性物质，接着，将菌体在80℃下进行热处理60分钟，制得初步的浮选药剂;

[0121]S6：使用溶剂萃取技术，采用乙醇作为有机溶剂，按3:1的比例与药剂混合进行纯化，随后，使用旋转蒸发器或减压蒸发设备在60℃下进行浓缩，维持减压在100毫米汞柱，以提高药剂的有效成分浓度;

[0122]S7：选择与目标金属离子相容的螯合剂，如乙二胺四乙酸，配制成5mM的溶液，将螯合剂溶液加入到纯化和浓缩后的浮选药剂中，在室温下进行交叉耦合反应，持续4小时，pH值维持在9.0，反应完成后，将螯合物溶液存储于4℃，避免光照;

[0123]S8：选用聚合物稳定剂作为稳定剂，非毒性的防腐剂作为安全性增强剂，将稳定剂和安全性增强剂配制成5%的溶液，均匀加入到交叉耦合反应后的浮选药剂中，使用均质机在103bar的压力下混合，时间为15分钟，得到最终的浮选药剂成品。

[0124]表1浮选药剂性能数据对比

[0125]

[0126]

[0127]从上述表1可以看出，实施例1在各项性能指标上均优于实施例2和实施例3，尤其在金属离子吸附效率和浮选效率方面表现最为显著，实施例1的浮选药剂具有95%的金属离子吸附效率和92%的浮选效率，明显高于其他两个实施例，此外，实施例1的稳定性也更高，能够保持长达半年的效力，且安全性评分高达9分，表明其对环境和人体的潜在风险较低，实施例2和实施例3虽然在性能上略逊于实施例1，但仍表现出了较好的金属离子吸附效率和浮选效率，实施例2和实施例3的稳定性和安全性评分略低于实施例1，但仍在可接受范围内，实施例1制得的浮选药剂在金属离子吸附效率、浮选效率、稳定性和安全性方面均表现最佳，是三个实施例中性能最优秀的，此外，其较高的成本效益比也表明在经济效益方面具有明显优势。

[0128]表2其他性能参数对比

[0129]

性能指标实施例1实施例2实施例3初始活性(单位/mL)1.2x10^98x10^81x10^9操作简便性(评分1-10)978耐酸碱性(pH范围)5-96-85.5-8.5热稳定性(最高温度℃)605055环境适应性(评分1-10)988.5

[0130]从上述表2可以看出，实施例1的初始活性最高，达到1.2x10&9单位/mL，显示了最强的浮选活性，实施例1在操作上更为简便，其评分为9，反映了其操作流程的易用性和便捷性，实施例1的耐酸碱性pH范围最广，说明其适用于更多种类的处理环境，：实施例1能在更高的温度下保持稳定，最高可耐受60℃的环境，适用于高温工况，实施例1具有更高的环境适应性评分，说明其更适合于各种环境条件下的应用。

[0131]综上所述，实施例1是最佳的选择，这些优势使得实施例1的浮选药剂更适合于商业规模生产和广泛应用，具有更好的市场潜力和实际应用价值。

[0132]本发明旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

说明书附图(1)