16719

Бактериальное выщелачивание

Научная статья

География, геология и геодезия

Бактериальное выщелачивание избирательное извлечение химических элементов из многокомпонентных соединений посредством их растворения микроорганизмами в водной среде. Благодаря Б. в. появляется возможность извлекать из руд отходов производства и т. д. ценные...

Русский

2013-06-25

40 KB

4 чел.

Бактериальное выщелачивание

        избирательное извлечение химических элементов из многокомпонентных соединений посредством их растворения микроорганизмами в водной среде. Благодаря Б. в. появляется возможность извлекать из руд, отходов производства и т. д. ценные компоненты (медь, уран и др.) или вредные примеси (например, мышьяк в рудах чёрных и цветных металлов). Впервые запатентовано в США (1958) применительно к извлечению меди и цинка.

         Б. в. можно пользоваться при всех способах выщелачивания (См. Выщелачивание), не связанных с повышенными давлениями и температурой. Наиболее широко для Б. в. применяют Тионовые бактерии: Thiobacillus ferrooxidans, способные окислять сульфидные минералы и закисное железо до окисного (так называемые железобактерии), и Th. thiooxidans (так называемые серобактерии). Тионовые бактерии являются хемоавтотрофами, т. е. единственный источник энергии для их жизнедеятельности — процессы окисления закисного железа, сульфидов различных металлов и элементарной серы. Эта энергия расходуется на усвоение углекислоты, выделяемой из атмосферы или из руды. Получаемый углерод идёт на построение клеточной ткани бактерий. Th. ferrooxidans окисляют сульфидные минералы до сульфатов прямым и косвенным путём (когда микроорганизмы окисляют сернокислое закисное железо до окисного, являющегося сильным окислителем и растворителем сульфидов):

        

         Важнейший фактор Б. в. — быстрая регенерация сернокислого окисного железа тионовыми бактериями (Th. ferrooxidans), что в некоторых случаях ускоряет процессы окисления и выщелачивания. Оптимальная температура для развития тионовых бактерий 25—35°C, а pH от 2 до 4. Тионовые бактерии ускоряют растворение халькопирита в 12 раз, арсенонирита и сфалерита в 7 раз, ковелина и борнита в 18 раз по сравнению с обычными химическими методами.

         В значительных промышленных масштабах Б. в. применяется для кучного извлечения полезных ископаемых (меди и урана) из руд на месте их залегания. Например, экономически целесообразно извлекать Б. в. медь из забалансовых сульфидных руд. Это осуществляется водными растворами Fe2 (SO4)3 в присутствии Al2(SO4)3, FeSO4 и тионовых бактерий Th. ferrooxidans. Раствор подаётся по шлангам в скважины, пробурённые в рудном теле (рис.); бактерии и сульфат окиси железа окисляют сульфиды меди по схеме:

        

         По горным выработкам раствор из рудного тела подают на цементационную или др. установку для извлечения меди (см. Гидрометаллургия ).

         В различных странах ведутся исследования по выщелачиванию с участием тионовых бактерий для извлечения мн. металлов (Zn, Со, As, Мп и др.). Ведутся работы по выявлению бактерий иных видов для извлечения др. полезных ископаемых. Например, для растворения и извлечения золота предложено использовать гетеротрофные бактерии Aeromonas, выделенные из рудничных вод золотоносных приисков.

         Простота аппаратуры для Б. в., возможность быстрого размножения бактерий, особенно при возвращении в процесс отработанных растворов, содержащих живые организмы, открывает возможность не только резко снизить себестоимость получения ценных полезных ископаемых, но и значительно увеличить сырьевые ресурсы за счёт использования бедных, забалансовых и потерянных (например, в Целиках) руд в месторождениях, отвалов из отходов обогащения, пыли, шлаков и др. В перспективе Б. в. открывает возможности создания полностью автоматизиров. предприятий по получению металлов из забалансовых и потерянных руд непосредственно из недр Земли, минуя сложные горнообогатительные комплексы.

         Лит.: Иванов В. И., Степанов Б. А., Применение микробиологических методов в обогащении и гидрометаллургии, М., 1960; Соколова Г. А., Каравайко Г. И., Физиология и геохимическая деятельность тионовых бактерий, М., 1964; VIII Международный конгресс по обогащению полезных ископаемых, Л., 1968; Применение бактериального метода выщелачивания цветных металлов из забалансовых руд, М., 1968; Калабин А. И., Добыча полезных ископаемых подземным выщелачиванием, М , 1969.

         С. И. Полькин.

        

        Схема подземного бактериального выщелачивания медной руды: 1 — прудок для выращивания и регенерации бактерий; 2 — насосная для перекачки бактериального раствора к руде; 3 — трубопровод; 4 — задвижка; 5 — коллектор; 6 — полиэтиленовый шланг; 7 — скважина для орошения рудного тела бактериальным раствором; 8 — орошаемый участок рудной залежи; 9 — горизонтальные горные выработки для сбора бактериального раствора, обогащенного медью; 10 — насос; 11 — отстойник для насыщенных медью растворов; 12 — цементационная ванна для получения порошкообразной меди; 13 — сушка цементной меди; 14 — транспортировка меди потребителям; 15 — компрессорная для обогащения бактериального раствора кислородом.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

34428. Преобразования Петра I в первой четверти XVIII в.: содержание, итоги, последствия 15.24 KB
  Изменения в сословиях: По указу о единонаследии запрещалось делить имения при передаче их по наследству. Изменения в государственном управлении: В 1721 г. Изменения в области культуры: Развивалось просвещение. Произошли изменения во внешнем облике дворян.
34429. Дворцовые перевороты в России в середине XVIII века 30.5 KB
  Причины дворцовых переворотов: Указ Петра I о престолонаследии 1722 г. императором стал внук Петра I Петр II. Императрицей стала племянница Петра I Анна Иоанновна вдова герцога Курляндского. в результате дворцового переворота с помощью гвардии императрицей стала дочь Петра I Елизавета Петровна.
34430. Россия в эпоху Екатерины II. Просвещенный абсолютизм 27.5 KB
  Внутренняя политика. Политика Екатерины II известна как политика просвещенного абсолютизма. Просвещенный абсолютизм политика сформировавшаяся под влиянием идей философов просветителей и направленная на организацию общества на основе разумных законов при сохранении абсолютной власти монарха. В результате политика Екатерины II еще больше укрепила крепостнические порядки.
34431. Противоречивость внутренней политики Александра I 32 KB
  После Отечественной войны 1812 года в настроении Александра I произошли большие перемены.Аракчеев поэтому этот период правления Александра I получил название аракчеевщина.
34432. Отечественная война 1812 г. и заграничный поход русской армии (1813 – 1814 гг.) 32 KB
  Причины войны: Россия нарушала условия невыгодного для нее Тильзитского мира и была препятствием на пути Наполеона к мировому господству. На границе с Россией Наполеон сосредоточил 600тысячную армию. Бородинское сражение в котором Наполеон стремился разгромить русскую армию. Наполеон не достиг своей цели.
34433. Россия в годы правления Николая I 37.5 KB
  в России начинается промышленный переворот переход от ручного труда к машинному от мануфактуры к фабрике. Турция стремилась вернуть территории утраченные в войнах с Россией Англия и Франция стремились не допустить усиление влияния России на Балканах и Ближнем Востоке. Основные военные действия развернулись в Крыму где противники России высадили десант и осадили Севастополь. Причины поражения России: Военнотехническая отсталость России Дипломатические просчеты: Россия оказалась в изоляции Итоги: Поражение России в Крымской войне...
34434. Реформы 1860 -1870-х гг. и их значение 35.5 KB
  Реформа расчистила дорогу для развития капиталистических отношений но была половинчатой и не решила аграрного вопроса. Другие реформы: год реформа Содержание 1864 Земская реформа В уездах и губерниях создавались выборные органы самоуправления которые решали местные хозяйственные вопросы. 1864 Судебная реформа Создавался бессословный гласный суд с адвокатом и присяжными заседателями. 1864 Реформа образования Образование становилось бессословным.
34435. Россия в начале ХХ в. Революция 1905 – 1907 гг.: причины, этапы, итоги 41.5 KB
  Причины революции 1905 1907 гг. Поводом к началу революции послужили события 9 января 1905 г. Этапы и основные события революции: Январьсентябрь 1905 г. развитие революции по восходящей линии.
34436. Россия в 1906 – 1914 гг. Реформы П.А.Столыпина. Направления, итоги и значение аграрной реформы 32.5 KB
  начала работу I Государственная дума. Аграрную реформу должна была утвердить Государственная дума. начала работу II государственная дума. Дума отказалась утвердить Указ 9 ноября и занялась собственным законотворчеством.