随着人类对资源需求的快速增长，低品位铝土矿的开发利用日益受到人们的关注，然而低铝硅比的铝矿石却不能满足目前通用的拜耳法工业氧化铝生产技术要求。因此为提高铝土矿的铝硅比，其预脱硅选矿就成为首要解决的问题。利用硅酸盐细菌（如胶质芽孢杆菌等）对硅酸盐矿物进行生物脱硅有低能耗、环境友好和可持续发展的特点，具备非常优越的产业化发展潜力。但是生物浸矿脱硅方法还存在一些突出的问题阻碍其走向产业化如:菌种具有遗传多样性，对高效脱硅菌株的大量筛选至关重要;菌体的浸矿脱硅机理不明，阻碍研究者找到有效手段提高脱硅效率:处理周期长等。 微生物选矿是利用菌体或其代谢物在矿物表面的吸附，改变矿物的表面性质，从而引起矿物的絮凝和浮选从而实现选矿目的。该方法处理周期短、效率高，克服了浸矿脱硅法存在的诸多缺点。但是利用这种生物选矿的方法进行铝土矿脱硅尚未见报道。 本研究通过从环境土壤中分离、筛选获得一株具有较高脱硅能力的硅酸盐细菌，采用分子生物学的手段鉴定为Paenibacillus mucilaginosus;试验探索了Paenibacillusmucilaginosus PM-4的最佳生长条件及对不同晶体结构硅酸盐矿物的脱硅效果，并对生物脱硅机理进行了初步探讨。同时，本文详细研究了PM-4及其代谢物分别对高岭石和铝矾土的吸附、絮凝、浮选等过程的关键影响因素及其作用机理。为该技术进一步应用于矿物浮选过程提供一定的支持。主要研究结果如下: 从土壤样品中筛选得到30株固氮解钾细菌，其中22株对高岭石有脱硅作用，分别通过染色及形态观察、生理生化试验、16S rRNA序列分析和构建系统发育树等方法对其中脱硅效果最好的一株菌株进行鉴定，并命名为胶质类芽孢杆菌（Paenibacillusmucilaginosus）PM-4。 试验优化了该株菌的生长pH值和温度，结果表明在初始pH值为8.0，温度30℃的条件下PM-4生长速率最快。在此最佳生长条件下利用PM-4对高岭石、伊利石、绿泥石等9种不同结构的硅酸盐矿物进行了浸矿试验，结果表明PM-4对层状结构的硅酸盐矿物如高岭石和绿泥石的脱硅效果最好，溶出的SiO2浓度分别达到68.7、70.2mg/L。代谢产物（草酸、柠檬酸、苹果酸、蛋白质、多糖）和细菌浸矿试验结果表明，胶质类芽孢杆菌脱硅过程是由有机酸络合、多糖包裹和细菌直接作用协同完成。 通过PM-4菌体、代谢产物（多糖、蛋白质）对高岭石和铝矾土的吸附、絮凝研究。结果表明蛋白质对高岭石的吸附比对铝矾土亲和力更高，在100mg/L的蛋白质溶液中，存pH=3.0时对蛋白质的吸附率达到最大100％;在pH=5.0时对铝矾土的吸附率达到最大28.7％;蛋白质在矿物表面的吸附并未产生絮凝效果。而多糖在两种矿物表面的吸附率随着pH的降低而升高，并对两种矿物有一定的絮凝效果。细菌在pH=3.0时，在两种矿物表面的吸附率达到最大100％。Zeta电位分析表明细菌对高岭石的吸附属于静电吸附行为;而对铝矾土的吸附属于Langmuir等温吸附。细菌在两种矿物表面的吸附，都可引起显著的絮凝效果，絮凝率与细菌吸附率极强相关。 浮选实验表明:蛋白质在矿物表面的吸附可以提高高岭石和铝矾土的浮选回收率，而多糖在两种矿物浮选过程中均起抑制作用。细菌在高岭石表面的吸附将其浮选回收率从50.1％提高到65.3％～77.3％，且随着细菌浓度的增大而提高。在有机相中的分配试验表明，生长48h的细菌比生长16、24h的细菌表面疏水性更强，因此对高岭石的浮选效果更强。FTIR分析表明生长48h菌体表面与多糖化学键相关的吸收峰明显减弱，从而降低了菌体表面的亲水性。细菌在铝矾土表面的吸附使其浮选回收率从48.9％降低到25.7％～27.8％。接触角的测量显示，PM-4在高岭石上吸附使其表面与水的接触角由36.5°增加至64.1°。而其在铝矾土上的吸附使其表面与水的接触角由34.2°降至24.3°。 铝矾土∶高岭石=5∶1的混合矿物采用改进的哈里蒙德浮选管，浮选条件为通入40mL/min的N25min进行浮选试验，矿物的Al/Si由3.05升至8.60，氧化铝的回收率为83.0％。
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