Исследование макрокинетики бактериально-химического окисления сульфидных минералов

• Автор: Белый, Александр Васильевич
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 141 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПРАКТИКА И ТЕОРИЯ БАКТЕРИАЛЬНО-
ХИМИЧЕСКОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ
1.1. Методы бактериально-химической переработки
руд и концентратов
1.2. Микроорганизмы, участвующие в процессах бакте-
• риального выщелачивания
1.2.1. Микрофлора сульфидных рудников, отвалов и куч выщелачивания
1.2.2. Виды микроорганизмов, имеющие практическое значение для процессов бактериального вьнцелачива-

1.2.3. Физиология и цитология тионовых бактерий
1.3. Существующие представления о механизмах бактериального выщелачивания сульфидных минералов
• 1.3.1. Роль ионов железа в окислении сульфидных минералов бактериями
1.3.2. Основные механизмы воздействия бактерий на сульфидные минералы
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Железоокисляющие бактерии и среды для их выращивания
2.2. Аппаратура и методы культивирования железоокисляющих бактерий
« 2.2.1. Периодическое культивирование
2.2.2. Культивирование бактерий с электрохимическим

восстановлением
2.3. Аппаратура и методы бактериального выщелачивания
2.3.1. Выщелачивание в периодических условиях

2.3.2. Лабораторные установки для бактериального выщелачивания руд и концентратов
2.4. Выделение и подготовка штаммов бактерий к процессам выщелачивания
• 2.5. Определение концентрации биомассы и ее окислительной активности
2.6. Определение адсорбции бактерий на поверхность минералов
2.7. Методы физико-химического анализа
2.8. Методика оценки результатов экспериментов
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ И УСТАНОВКИ ДЛЯ
КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЛИ ПРЯМОГО И КОСВЕННОГО ОКИСЛЕНИЯ ПРИ БАКТЕРИАЛЬНОМ ВЫЩЕЛАЧИВАНИИ СУЛЬФИДНЫХ МИНЕРАЛОВ
3.1. Обоснование возможности количественного определения косвенного и прямого механизмов окисления сульфидных минералов
3.2. Определение доли прямого и косвенного механизма при окислении сульфидных минералов не содержащих
железо
3.3. Методика и установка для количественного опре де ления доли прямого и косвенного механизмов на примере
» сложного сульфидного концентрата
ВЫВОДЫ

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ БАКТЕРИАЛЬНО-ХИМИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ КОЛЛЕКТИВНОГО МЕДНО-ЦИНКОВОГО КОНЦЕНТРАТА
4.1. Динамика процесса бактериального выщелачивания медно-цинкового концентрата
4.2. Оценка окислительной активности прикрепленных
и свободных клеток по потреблению кислорода
4.3. Роль закрепленных и свободноплавающих клеток
• 4.4. Вклад прямого и косвенного механизма в процесс
выщелачивания
4.5. Механизм бактериального выщелачивания
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 5. ОКИСЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТНОЙ СЕРЫ БАКТЕРИЯМИ ТНЮВАСПХиБ ГЕМЮОХГОАШ
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 6. БАКТЕРИАЛЬНОЕ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ КОЛЛЕКТИВНОГО МЕДНО-ЦИНКОВОГО КОНЦЕНТРАТА
♦ 6.1. Выщелачивание с естественным приростом биомассы
6.2. Выщелачивание с рециклом биомассы
6.3. Выщелачивание биомассой, выращенной в электрохимическом культиваторе
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 7. БАКТЕРИАЛЬНОЕ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ МЫШЬЯКА ИЗ ЗОЛОТО-МЫШЬЯКОВОГО КОНЦЕНТРАТА
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
* ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

для халькопирита
2CuFeS2 + 8,502 + H2S04 —> 2CuS04 + Fe2(S04)3 + H20 (1.12)
CuFeS2 + 2Fe2(S04)3 —> CuS04 + 2S° + 5FeS04 (1.13)
2S° + 302 + 2H20 ---> 2H2S04 (1.14)
2FeS04 + 0,5O2 + H2S04 —> Fe2(S04)3 + H20 (1.15)
В отсутствии железа бактерии окисляют пирит и халькопирит с по-
мощью прямого механизма, а после разрушения сульфидов и при появлении железа в растворе, начинают окислять минералы и с помощью косвен-* ного механизма.
Халькозин окисляется Т. ferrooxidans до CuS04 через дигенит (CU9S5) и ковеллин (CuS) (Nielsen, Beck, 1972; Sakaguchi et al., 1976; Silver, Torma,
1974; Bryner et al., 1954; Imai et al., 1973);
10Cu2S + 2H2S04 + 02 —2CU9S5 + 2CuS04 + 2H20 (1.16)
2Cu9S5 + 8H2S04 + 402 —> lOCuS + 8CuS04 + 8H20 (1.17)
1 OCuS + 20O2 —> 10CuSO4 (1.18)
Суммарное уравнение выглядет следующим образом:
10Cu2S + 10H2SO4 + 2502 —> 20CuSO4 + ЮН20 (1.19)
В присутствии железа скорость извлечения меди из Cu2S и CuS возрастала в 1,5-2,0 раза. Оптимальная концентрация железа была 4-20 шМ (Imai et al., 1973.; Sakaguchi et al., 1976 ). При этом трехвалентное железо окисляло эти минералы до CuSO согласно следующим реакциям;
Cu2S + 2Fe2(S04)3 ™> 2CuS04 + 4FeS04 + S° (1.20)
CuS + Fe2(S04)3 —> CuS04 + 2FeS04 + S° (1.21)
CU9S5 + 9Fe2(S04)3 —> 9CuS04 + 18FeS04 + 5S° (1.22)
Результаты проведенных исследований (Beck, Brown, 1968; Duncan et al., 1967; Landesman et al., 1966a; Landesman et al., 1966b; Donati et al., 1988) подтверждают, что железо и сульфид могут быть одновременно окислены