Лекция 13

Микроорганизмы, важные для металлургии: Thiobacillus ferrooxidans, окисляющий сульфидные минералы, Fe2+ и S0; Leptospirillum ferrooxidans, окисляющей Fe2+; Thiobacillus thiooxidans, T. acidophilus – ацидофильные организмы, окисляют только серу и ее соединения, представители р. Sulfolobus, окисляющие серу, а некоторые железо и такие минералы, как халькопирит.

Биотехнология металлов. Микроорганизмы, участвующие в процессах выщелачивания цветных, редких и благородных металлов из руд.

Лекция 12

Применение микроорганизмов в биотехнологии металлов»

Биотехнология металлов – это наука об извлечении металлов из руд, концентратов, горных пород и растворов под воздействием микроорганизмов или их метаболитов при нормальном давлении и температуре (от 5 до 80 - 90ºС). Составными ее частями явл-ся: 1. Биогидрометаллургия, или бактериальное выщелачивание металлов. 2. Обогащение руд, 3. Биосорбция металлов из растворов.

Бактериальное выщелачивание металлов – это извлечение отдельных химических элементов из руд, концентратов и горных пород с помощью бактерий или их метаболитов. Извлечение совмещается с выщелачиванием металлов слабыми растворами серной кислоты бактериального и химического происхождения, а также растворами, содержащими Fe³⁺ , органические кислоты, белки, пептиды, полисахариды и др.вещества. В основе выщелачивания лежит процесс окисления (растворения) минералов и перевод химических элементов (цветных, редких) из нерастворимого в растворимое состояние.

Механизм бактериального окисления сульфидных минералов, Fe²⁺ , S⁰ . Бактериальное окисление сульфидных минералов происходит в тесном контакте с бактериями. Сложный процесс, включающий адсорбцию бактерий на их поверхности и их ферментативное окисление, получил название прямого бактериального окисления сульфидных минералов.

Бактериальное выщелачивание цветных металлов проводят из отвалов бедной руды (кучное) и из рудного тела в месте залегания (подземное), в чанах - ч ановое выщелачивание.

Обогащение руд. В настоящее время металлы получают в основном из коллективных концентратов, и их селективное извлечение затрудняется. Использование сульфатредуцирующих бактерий в обогащении руд позволяет улучшить технологические показатели существующих процессов, но и проводить ряд новых. Н-р технологический процесс – флотация окисленных минералов свинца и сурьмы после воздействия сульфатредуцирующими бактериями. Результат воздействия бактерий – извлечение минералов повышается с 84 до 85-92 %, благодаря сульфидизации окислов.

Превращение и накопление металлов м-ми. Конечная стадия гидрометаллургических процессов – извлечение металлов из растворов. Некоторые промышленные предприятия широко используют микробиологические процессы для удаления из рудничных сточных вод примесей неорганических ионов. Применяемые системы обычно представляют собой большие отстойники или проточные пруды с медленным течением, в которых растут водоросли и микроорганизмы. Эти организмы накапливают растворенные металлы и их частицы или образуют продукты, переводящие примеси в нерастворимую форму. Эта технология несложная и мало подвержена прогрессу. Исследования последних лет показывают, что многие микроорганизмы способны накапливать металлы в больших концентрациях и содержат структурные компоненты, которые могут связывать специфические ионы.

Основные механизмы иммобилизации, комплексообразования или др. способов удаления металлов из растворов м-ми: 1) перевод в летучую форму; 2) внеклеточное осаждение; 3) внеклеточное комплексообразование и последующее накопление; 4) связывание клеточной поверхностью; 5) внутриклеточное накопление. Указанные процессы могут перекрываться, поскольку один из них способен давать начало другому или быть его составной частью.

Дата добавления: 2013-12-13