Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Вилуговування бактеріальне (рос. выщелачивание бактериальное, англ. bacterial lixiviation, bacterial leaching; нім. bakterielle Auslaugung f) — вилучення хімічних елементів з руд, концентратів і гірських порід за допомогою бактерій або їх метаболітів. Бактеріальне вилуговування поєднується з вилуговуванням слабкими розчинами сірчаної кислоти бактеріального і хімічного походження, а також розчинами, що містять органічні кислоти, білки, пептиди, полісахариди і т. д. Вилуговування бактеріальне може бути наземного (відвали) і підземного (гірські масиви) типу.
Історія
Вилуговування металів з руд відоме з давніх часів.
У 1566 в Угорщині здійснювали повний цикл вилуговування з використанням системи зрошування, в Німеччині вилуговування міді з відвалів практикувалося з XVI ст.
У 1725 в Іспанії на руднику Ріо-Тінто вилуговували мідні руди. Це було перше практичне застосування бактеріального вилуговування, механізм якого (участь бактерій) був невідомий.
В 1947 американськими мікробіологами з рудникових вод виділений раніше невідомий мікроорганізм Thiobacillus (Th.) ferrooxidans, який окиснює практично всі сульфідні мінерали, сірку і ряд її відновлених сполук, закисне залізо, а також Cu+, Se2−, Sb3+, U4+, при рН 1,0-4,8 (оптимум 2,0-3,0) і t 5-35 °C (оптимум 30-35 °C). Число клітин цих бактерій в зоні окиснення сульфідних родовищ досягає 1 млн.-1 млрд в 1 г руди або в 1 мл води.
Сучасний стан
При бактеріальному вилуговуванні руд кольорових металів широко використовуються тіонові бактерії Th. ferrooxidans, які безпосередньо окиснюють сульфідні мінерали, сірку і залізо і утворюють хімічний окиснювач Fe3+ і розчинник — сірчану кислоту. Тому витрата Н2SO4 при бактеріальному вилуговуванні знижується. Fe3+ — основний окиснювач при вилуговуванні руд урану, ванадію, міді з вторинних сульфідів та інших елементів.
Найбільша швидкість бактеріального вилуговування досягається при тонкому подрібненні руди або концентрату (200 меш і менше), в пульпах з концентрацією твердого близько 20 %, при активному перемішуванні і аерації пульпи, а також оптимальних для бактерій рН, т-рі і високій концентрації бактерій (109—1010 в 1 мл пульпи). За сприятливих умов з концентратів в розчин протягом 1 години переходить Cu до 0,7 г/л, Zn 1,3, Ni 0,2 і т. д. До 90 % As витягується з олово- і золотовмісних концентратів за 70-80 годин. Швидкість окиснення сульфідних мінералів в присутності бактерій зростає в сотні і тисячі разів, а в присутності Fe2+ — приблизно в 2·105 разів в порівнянні з хімічним процесом.
Селективність процесу бактеріального вилуговування кольорових металів визначається як кристало-хімічними особливостями сульфідів, так і їх електрохімічною взаємодією. Рідкісні елементи входять в кристалічні ґратки сульфідних мінералів або вмісних порід і при їх руйнуванні переходять в розчин і вилуговуються. Отже, у вилуговуванні рідкісних елементів бактерії відіграють непряму роль.
Бактеріальне вилуговування кольорових металів проводять з відвалів бідної руди (купчасте) і безпосередньо з рудного тіла (підземне). Зрошування руди у відвалі або в рудному тілі здійснюється водними розчинами Н2SO4, що містять Fe3+ і бактерії. Розчин подається через свердловини при підземному або шляхом розбризкування на поверхні при купчастому вилуговуванні. У руді в присутності О2 і бактерій йдуть процеси окиснення сульфідних мінералів і мідь переходить з нерозчинних сполук в розчинні. Розчин, що містить мідь, надходить на цементаційну або інш. установки (сорбція, екстракція) для вилучення міді, потім на відвал (схема замкнута).
Інтенсифікація вилуговування досягається активізацією життєдіяльності тіонових та інших сульфідокиснюючих бактерій. Собівартість 1т міді, отриманої цим способом, в 1,5-2 рази нижча, ніж при звичайних гідрометалургійних або піро-металургійних процесах. До нових належать способи бактеріального вилуговування золота, марганцю, кольорових металів, а також збагачення бокситів за допомогою гетеротрофних мікроорганізмів (мікроскопічні гриби, дріжджі, бактерії). Провідне значення при вилуговуванні з допомогою гетеротрофів відіграють процеси комплексоутворення органічних сполук з металами, а також перекиси і гумінові кислоти.
В пром. масштабах бактеріальне вилуговування застосовується для вилучення міді із забалансових руд в США, Перу, Іспанії, Португалії, Мексиці, Австралії та інших країнах. У ряді країн (США, Канада, ПАР) бактерії використовуються для вилуговування урану.
В Україні розробником прогресивної технології бактеріального вилуговування золота з відвалів з низькою концентрацією корисного компонента є Інститут біоколоїдної хімії імені Ф. Д. Овчаренка НАН України.
Експеримент BioAsteroid
Британські вчені у 2020 р. розпочали експеримент BioAsteroid, суть якого - вивчення поведінки бактерій, які використовуються в технології бактеріального вилуговування в умовах космосу, мікрогравітацій. Експеримент може послужити обґрунтуванням можливості бактеріального видобутку корисних копалин на Місяці і Марсі. Він передбачає направлення на Міжнародну космічну станцію (МКС) контейнерів розміром із сірникову коробку, щоб дослідити, як протікатиме процес біовидобутку корисних копалин в умовах мікрогравітації. Контейнери будуть використовуватися для вирощування бактерій і грибів в інкубаторі протягом трьох тижнів, щоб побачити, як низько-гравітаційне середовище впливає на мікроби, що вилучають мінерали з породи.
Див. також
Література
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — .
- Адамов Э. В., Панин В. В. Биогидрометаллургические процессы в технологии переработки минерального сырья. Л.:Наука, 1990.
- Самилін В., Білецький В. Спеціальні методи збагачення корисних копалин (курс лекцій). — Донецьк: Східний видавничий дім, 2003. — 116 с.
Посилання
- Bioleaching, BioMineWiki [ 10 червня 2008 у Wayback Machine.]
Примітки
- Британский космический эксперимент приблизит коммерческую добычу минералов на Луне и Марсе
- . Архів оригіналу за 6 грудня 2020. Процитовано 5 грудня 2020.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Vilugovuvannya bakterialne ros vyshelachivanie bakterialnoe angl bacterial lixiviation bacterial leaching nim bakterielle Auslaugung f viluchennya himichnih elementiv z rud koncentrativ i girskih porid za dopomogoyu bakterij abo yih metabolitiv Bakterialne vilugovuvannya poyednuyetsya z vilugovuvannyam slabkimi rozchinami sirchanoyi kisloti bakterialnogo i himichnogo pohodzhennya a takozh rozchinami sho mistyat organichni kisloti bilki peptidi polisaharidi i t d Vilugovuvannya bakterialne mozhe buti nazemnogo vidvali i pidzemnogo girski masivi tipu IstoriyaVilugovuvannya metaliv z rud vidome z davnih chasiv U 1566 v Ugorshini zdijsnyuvali povnij cikl vilugovuvannya z vikoristannyam sistemi zroshuvannya v Nimechchini vilugovuvannya midi z vidvaliv praktikuvalosya z XVI st U 1725 v Ispaniyi na rudniku Rio Tinto vilugovuvali midni rudi Ce bulo pershe praktichne zastosuvannya bakterialnogo vilugovuvannya mehanizm yakogo uchast bakterij buv nevidomij V 1947 amerikanskimi mikrobiologami z rudnikovih vod vidilenij ranishe nevidomij mikroorganizm Thiobacillus Th ferrooxidans yakij okisnyuye praktichno vsi sulfidni minerali sirku i ryad yiyi vidnovlenih spoluk zakisne zalizo a takozh Cu Se2 Sb3 U4 pri rN 1 0 4 8 optimum 2 0 3 0 i t 5 35 C optimum 30 35 C Chislo klitin cih bakterij v zoni okisnennya sulfidnih rodovish dosyagaye 1 mln 1 mlrd v 1 g rudi abo v 1 ml vodi Suchasnij stanPri bakterialnomu vilugovuvanni rud kolorovih metaliv shiroko vikoristovuyutsya tionovi bakteriyi Th ferrooxidans yaki bezposeredno okisnyuyut sulfidni minerali sirku i zalizo i utvoryuyut himichnij okisnyuvach Fe3 i rozchinnik sirchanu kislotu Tomu vitrata N2SO4 pri bakterialnomu vilugovuvanni znizhuyetsya Fe3 osnovnij okisnyuvach pri vilugovuvanni rud uranu vanadiyu midi z vtorinnih sulfidiv ta inshih elementiv Najbilsha shvidkist bakterialnogo vilugovuvannya dosyagayetsya pri tonkomu podribnenni rudi abo koncentratu 200 mesh i menshe v pulpah z koncentraciyeyu tverdogo blizko 20 pri aktivnomu peremishuvanni i aeraciyi pulpi a takozh optimalnih dlya bakterij rN t ri i visokij koncentraciyi bakterij 109 1010 v 1 ml pulpi Za spriyatlivih umov z koncentrativ v rozchin protyagom 1 godini perehodit Cu do 0 7 g l Zn 1 3 Ni 0 2 i t d Do 90 As vityaguyetsya z olovo i zolotovmisnih koncentrativ za 70 80 godin Shvidkist okisnennya sulfidnih mineraliv v prisutnosti bakterij zrostaye v sotni i tisyachi raziv a v prisutnosti Fe2 priblizno v 2 105 raziv v porivnyanni z himichnim procesom Selektivnist procesu bakterialnogo vilugovuvannya kolorovih metaliv viznachayetsya yak kristalo himichnimi osoblivostyami sulfidiv tak i yih elektrohimichnoyu vzayemodiyeyu Ridkisni elementi vhodyat v kristalichni gratki sulfidnih mineraliv abo vmisnih porid i pri yih rujnuvanni perehodyat v rozchin i vilugovuyutsya Otzhe u vilugovuvanni ridkisnih elementiv bakteriyi vidigrayut nepryamu rol Bakterialne vilugovuvannya kolorovih metaliv provodyat z vidvaliv bidnoyi rudi kupchaste i bezposeredno z rudnogo tila pidzemne Zroshuvannya rudi u vidvali abo v rudnomu tili zdijsnyuyetsya vodnimi rozchinami N2SO4 sho mistyat Fe3 i bakteriyi Rozchin podayetsya cherez sverdlovini pri pidzemnomu abo shlyahom rozbrizkuvannya na poverhni pri kupchastomu vilugovuvanni U rudi v prisutnosti O2 i bakterij jdut procesi okisnennya sulfidnih mineraliv i mid perehodit z nerozchinnih spoluk v rozchinni Rozchin sho mistit mid nadhodit na cementacijnu abo insh ustanovki sorbciya ekstrakciya dlya viluchennya midi potim na vidval shema zamknuta Intensifikaciya vilugovuvannya dosyagayetsya aktivizaciyeyu zhittyediyalnosti tionovih ta inshih sulfidokisnyuyuchih bakterij Sobivartist 1t midi otrimanoyi cim sposobom v 1 5 2 razi nizhcha nizh pri zvichajnih gidrometalurgijnih abo piro metalurgijnih procesah Do novih nalezhat sposobi bakterialnogo vilugovuvannya zolota margancyu kolorovih metaliv a takozh zbagachennya boksitiv za dopomogoyu geterotrofnih mikroorganizmiv mikroskopichni gribi drizhdzhi bakteriyi Providne znachennya pri vilugovuvanni z dopomogoyu geterotrofiv vidigrayut procesi kompleksoutvorennya organichnih spoluk z metalami a takozh perekisi i guminovi kisloti V prom masshtabah bakterialne vilugovuvannya zastosovuyetsya dlya viluchennya midi iz zabalansovih rud v SShA Peru Ispaniyi Portugaliyi Meksici Avstraliyi ta inshih krayinah U ryadi krayin SShA Kanada PAR bakteriyi vikoristovuyutsya dlya vilugovuvannya uranu V Ukrayini rozrobnikom progresivnoyi tehnologiyi bakterialnogo vilugovuvannya zolota z vidvaliv z nizkoyu koncentraciyeyu korisnogo komponenta ye Institut biokoloyidnoyi himiyi imeni F D Ovcharenka NAN Ukrayini Eksperiment BioAsteroid Britanski vcheni u 2020 r rozpochali eksperiment BioAsteroid sut yakogo vivchennya povedinki bakterij yaki vikoristovuyutsya v tehnologiyi bakterialnogo vilugovuvannya v umovah kosmosu mikrogravitacij Eksperiment mozhe posluzhiti obgruntuvannyam mozhlivosti bakterialnogo vidobutku korisnih kopalin na Misyaci i Marsi Vin peredbachaye napravlennya na Mizhnarodnu kosmichnu stanciyu MKS kontejneriv rozmirom iz sirnikovu korobku shob dosliditi yak protikatime proces biovidobutku korisnih kopalin v umovah mikrogravitaciyi Kontejneri budut vikoristovuvatisya dlya viroshuvannya bakterij i gribiv v inkubatori protyagom troh tizhniv shob pobachiti yak nizko gravitacijne seredovishe vplivaye na mikrobi sho viluchayut minerali z porodi Div takozhSpecialni metodi zbagachennya korisnih kopalin Vilugovuvannya Bakterialna intensifikaciya procesiv perevedennya tverdoyi fazi v rozchin Bakterialne zbagachennya Bakterialne vilugovuvannya zolota Vilugovuvannya pidzemneLiteraturaMala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Donbas 2004 T 1 A K 640 s ISBN 966 7804 14 3 Adamov E V Panin V V Biogidrometallurgicheskie processy v tehnologii pererabotki mineralnogo syrya L Nauka 1990 Samilin V Bileckij V Specialni metodi zbagachennya korisnih kopalin kurs lekcij Doneck Shidnij vidavnichij dim 2003 116 s PosilannyaBioleaching BioMineWiki 10 chervnya 2008 u Wayback Machine PrimitkiBritanskij kosmicheskij eksperiment priblizit kommercheskuyu dobychu mineralov na Lune i Marse Arhiv originalu za 6 grudnya 2020 Procitovano 5 grudnya 2020