Научно-техническое обоснование способов биовыщелачивания в мезофильных условиях сульфидной кобальт-медно-никелевой руды месторождения Шануч (Камчатка)

• Автор: Левенец, Ольга Олеговна
• Шифр специальности: 03.01.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Петропавловск-Камчатский
• Количество страниц: 138 с. : ил.

Оглавление
Список ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
Введение
Глава 1. Современное состояние переработки медно-никелевых руд и использования бактериально-химических технологий (литературный обзор)
1.1. Сырьевая база никеля, меди и кобальта
1.2. Особенности медно-никелевых руд и технологий их переработки
1.3. Бактериально-химические технологии извлечения ценных компонентов из сульфидных руд
1.4. Электрохимические особенности окисления сульфидных медноникелевых руд
1.5. Механизм биовыщелачивания
1.5.1. Окисление сульфидов
1.5.2. Окисление железа
1.5.3. Окисление серы
1.6. Микроорганизмы, применяемые в биовыщелачивании
1.6.1. Физиологические и биохимические особенности
1.6.2. Видовое разнообразие
Выводы по главе
Глава 2. Объекты и методика выполнения исследования
2.1. Характеристика используемой сульфидной руды
2.2. Культуры микроорганизмов, используемые в работе
2.3. Получение рабочего раствора трехвалентного железа (первая стадия в трехстадийном биовыщелачйвании)
2.4. Выщелачивание сульфидной кобальт-медно-никелевой руды раствором трехвалентного железа (вторая стадия)
2.5. Бактериальное доокисление руды, выщелоченной раствором трехвалентного железа (третья стадия)

2.6. Бактериальное окисление сульфидной кобальт-медно-никелевой руды в одностадийном режиме
2.7. Аналитические методы
2.7.1. Количественный учет микроорганизмов
2.7.2. Определение величин pH и Ей жидкой фазы пульпы
2.7.3. Определение железа в жидкой фазе пульпы
2.7.4. Определение выхода осадков
2.7.5. Определение никеля, кобальта и меди в жидкой фазе пульпы, в исходной руде и осадках выщелачивания
2.7.6. Рентгенофазовый анализ твердой фазы
2.7.7. Определение видового состава используемых микробных культур
Глава 3. Исследование процесса биовыщелачивания сульфидной
КОБАЛЬТ-МЕДНО-НИКЕЛЕВОЙ РУДЫ В ТРЕХСТАДИЙНОМ РЕЖИМЕ
3.1. Обоснование способа бактериально-химического окисления сульфидной кобальт-медно-никелевой руды в трехстадийном режиме
3.2. Исследование выщелачивания сульфидной кобальт-медно-никелевой руды раствором трехвалентного железа
3.2.1. Исследование окисления железа автохтонной микробной ассоциацией, получение «биогенного» Бе3+
3.2.2. Сравнение эффективности растворов трехвалентного железа
в окислении сульфидной кобальт-медно-никелевой руды
3.2.3. Влияние выщелачивания руды раствором трехвалентного железа на образование ярозита и серы
3.3. Исследование процессов бактериального доокисления руды, выщелоченной раствором трехвалентного железа
3.3.1. Влияние способа приготовления раствора трехвалентного железа для второй стадии на процесс последующего биоокисления руды на третьей стадии

3.3.2. Влияние биоокисления руды, предварительно выщелоченной трехвалентным железом, на образование ярозита и серы
Выводы по главе
Глава 4. Исследование процесса биовыщелачивания сульфидной
КОБАЛЬТ-МЕДНО-НИКЕЛЕВОЙ РУДЫ В ОДНОСТАДИЙНОМ РЕЖИМЕ
4.1. Исследование бактериального окисления сульфидной руды различными способами
4.2. Влияние бактериального окисления руды на образование ярозита
и серы
Выводы по главе
Глава 5. Технологические схемы биовыщелачивания
СУЛЬФИДНОЙ КОБАЛЬТ-МЕДНО-НИКЕЛЕВОЙ РУДЫ И ИХ СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ
5.1. Технологическая схема трехстадийного биовыщелачивания сульфидной кобальт-медно-никелевой руды
5.2. Технологическая схема бактериального окисления сульфидной кобальт-медно-никелевой руды
5.3. Сравнительный анализ предлагаемых способов переработки сульфидной кобальт-медно-никелевой руды
Выводы по главе
Заключение
Основные результаты и выводы
Список литературы
Приложение

UIV02 + Fe2(S04)3 = UVI02S04 + 2FeS04 (8)
Окислитель может производиться A. ferrooxidans с помощью окисления пирита (реакция 4), который часто присутствует в урановых рудах. Кроме непрямого выщелачивания урана A. ferrooxidans, вероятно, способна окислять UTV до UVI ферментативно и использовать часть энергии этой реакции для ассимиляции со2.
Таким образом, биовыщелачивание основывается на взаимодействии биологических и химических окислительных процессов (Bosecker, 1997; Cabral, Ignatiadis, 2001).
Несмотря на большое количество исследований особенностей прикрепления микроорганизмов к поверхности пирита и прямого микробиологического окисления на ранних стадиях выщелачивания, продолжительное время существовали сомнения в оценке «степени важности» прямого механизма. Некоторые исследователи отвергали существование прямого биовыщелачивания и признавали непрямое окисление единственным механизмом данного процесса (Boon, Heijnen, 1993). Другие же ученые подчеркивали, что скорость выщелачивания пирита может быть повышена с помощью улучшения контакта между микроорганизмами и поверхностью минерала (Shrihari et al., 1995; Monroy Fernandez et al„ 1995).
Результаты исследований натолкнули ученых на создание новой теории. Непрямой механизм через тиосульфат, предложенный Schippers и Sand (1999), является одной из последних попыток объяснить механизм биовыщелачивания. Согласно данной теории, как только клетка микроорганизма прикрепляется к поверхности сульфида металла, ион Fe3+, содержащийся во внеклеточном экзополимере, начинает непрямую атаку (действие) на сульфид металла согласно следующей реакции:
FeS2 + 6Fe3+ + 3H20 = 7Fe2+ + S2032’ + 6Н+ (9)