综述：微生物表面活性剂在矿物浮选中的研究进展：迈向可持续磷矿选矿之路

这篇综述系统探讨了微生物源表面活性剂（BS）作为环保型浮选药剂在磷矿选矿中的应用潜力，重点分析了其生物降解性、低毒性及结构多样性优势，并指出规模化生产、工艺整合等挑战，为绿色矿物加工技术发展提供了理论支撑。

　　

Bibliometric and patent analysis of mineral bioflotation
近二十年矿物生物浮选研究呈现指数增长，尤其在2015年后显著加速。这一趋势与生物技术（如酶工程、代谢工程）的突破密切相关，专利分析显示中国、澳大利亚和巴西在相关技术布局上最为活跃。

Biosurfactants and their role in industrial processes
生物表面活性剂（BS）是由微生物合成的两亲性分子，其亲水端含氨基酸/糖基，疏水端为脂肪酸链。相较于石油基合成表面活性剂，BS在极端pH（2-12）和高温（<120°C）条件下仍保持活性，且在28天内可降解90%以上。

Sources and properties of biosurfactants
假单胞菌（Pseudomonas）产生的鼠李糖脂（RL）和芽孢杆菌（Bacillus）合成的表面活性素（surfactin）最具工业价值。RL可使水表面张力从72 mN/m降至29 mN/m，而surfactin的临界胶束浓度（CMC）低至0.01 mM，这些特性直接影响矿物颗粒的疏水化效率。

BS producers and synthesis pathways
微生物通过非核糖体肽合成酶（NRPS）和聚酮合酶（PKS）途径合成BS。例如，铜绿假单胞菌（P. aeruginosa）利用rhlAB基因簇调控RL合成，而枯草芽孢杆菌（B. subtilis）通过srfA操纵子生产surfactin。

Use of BS in phosphate rock bioflotation process
在磷矿正浮选中，10 mg/L RL即可实现91.36%的石英-长石分离效率，较传统脂肪酸类捕收剂用量减少60%。反浮选试验中，surfactin对碳酸盐矿物的选择性吸附指数达2.3，显著优于十二胺（1.7）。

Type of interactions
BS与矿物表面的作用力包括：范德华力（VDW，<50 kJ/mol）、静电作用（EDL）和化学键（-COO^-与Ca²⁺的螯合）。XPS分析证实RL在磷灰石表面的吸附角为78°，接触角增加25°。

Advantages, challenges, and prospects
虽然BS的理论产率可达0.47 g_BS/g_substrate，但当前生产成本是化学试剂的3-5倍。未来需通过代谢工程改造菌株（如过表达fatty acid biosynthesis基因）和开发农业废弃物培养基（如橄榄油厂废水）来降本增效。

Conclusion
微生物BS在矿物浮选中的应用符合碳中和战略，但需解决三个关键问题：①建立BS结构与浮选性能的构效关系模型；②开发模块化生物反应器实现连续生产；③优化浮选回路参数以适应BS的起泡特性。