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

62874. Крок у майбутнє 118.01 KB
  Людині завжди був притаманний потяг до самоствердження, бажання показати свій розум і кмітливість. Для цього існує багато способів. Для когось – це бізнес, для когось – гра, музичне чи театралізоване дійство.
62880. Великий Нехочуха, или почему ребенок не делает уроки 15.73 KB
  Рассмотрим основные причины невыполнения домашних заданий: отсутствие желания и мотивации особенно ярко это может проявиться в том случае если ребенок неуспешен в учебе не понимает изученного материала или много пропустил...
62882. Використання відео на уроках англійської мови 28.92 KB
  Останнім часом приділяється велика увага комунікативній підготовці. Мета навчання іноземній мові часто формулюється як навчання спілкуванню на іноземній мові. Опанувати комунікативну компетенцію англійською мовою, не знаходячись в країні мови, що вивчається, справа дуже важка.