Тионовые бактерии золоторудных месторождений Приамурья и их использование в процессах выщелачивания золота

• Автор: Павлова, Людмила Михайловна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Благовещенск
• Количество страниц: 137 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Физико-химические свойства и нахождение золота в природе

1.2 Традиционные способы извлечения золота из руд и концентратов

1.3 Геохимическая деятельность микроорганизмов в рудных месторождениях

1.4 Участие микроорганизмов в процессах извлечению! золота

1.5 Морфологические, физиологические, биохимические свойства бактерий рода ТЫоЬасШш
1.6 Биохимические основы процесса бактериального выщелачивания металлов тионовыми бактериями
1.7 Влияние постоянного магнишого поля на физиологические и биохимические свойства микроорганизмов
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Объекты исследований
2.2 Методы
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
ГЛАВА 3. МИКРОФЛОРА ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ АМУРСКОЙ ОБЛАСТИ
3.1 Микроорганизмы золоторудных месторождений
3.2 Морфологические, культуральные и физиолого-биохимические свойства тионовых бактерий, перспективных для использования в процессах выщелачивания золота
ГЛАВА 4. ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЗОЛОТА ИЗ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ
4.1 Адаптация тионовых бактерий к концентратам разного состава
4.2 Зависимость извлечения золота от степени измельчения сырья и времени ведения процесса
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Актуальность проблемы. На протяжении нескольких столетий человечество добывало металлы, и в частности золото, из богатых и относительно простых по химическому составу руд. В настоящее время, в связи с изменившейся структурой запасов сырья, в разработку вовлекают средние и мелкие месторождения, перерабатывают руды с низким содержанием ценного компонента и сложные по минералогическому составу (Седельникова, 1996; Галич, 1998; Вартанян, 1998; Еремин и др., 1998; Леонов и др., 1998). Традиционные методы получения металлов из такого сырья не решают всех проблем, возникающих при его переработке. Требуются новые технологии, обеспечивающие экономически рациональное использование природных ресурсов и экологическую безопасность.
В их ряду методы бактериального выщелачивания занимают одно из ведущих мест (Attia et al, 1985; Livesey-Gildblatt, 1986; Брайерли, 1988; Lindstrom et al., 1992; Bailey, Hansford, 1993; Olson, 1994; Каравайко, 1996; Harvey, CrandweU, 1997; Седельникова и др., 1997; Кязимов, 1998; Tebo et al., 1998). Принципы этого метода человеком используются давно. Так, например, еще в XYI в. в Венгрии, в Испании на руднике Рио-Тинто для получения меди добытую руду орошали водой (Mofiat, 1994). И только в XX веке благодаря работам немецких ученых Рудольфа и Хельброннера (1922 г.) стало известно, что используемый процесс получения меди по своей природе является микробиологическим. Зародившись стихийно почти пять столетий назад биогеотехнология достигла своего расцвета только к началу 80-х годов нашего века, когда наряду с бактериальным выщелачиванием металлов сформировались и другие разделы геомикробиологии, такие как поиск нефтяных и газовых месторождений, повышение нефтеотдачи пластов, удаление серы из углей, борьба с
метаном в угольных шахтах, очистка стоков предприятий нефтяной, угольной, горнорудной промышленности.
Для извлечения металлов из руд, концентратов, горных пород используют в основном хемолитотрофные сероокисляющие бактерии родов Thiobacïllus, Leptospirillum, Sulfobacillus, архей Acidanus, Sulfolobus (Каравайко и др., 1972; Kelly et al., 1979; Peters, 1986; Брайерли, 1988; Биогеотехнология, 1989; Iglesias, 1993; Burgstaller, Schinner, 1993; Tuovinen et al., 1994; Hugenholtz, Pase, 1996; Адамов и др., 1997).
С момента открытия в 1947 году А. Колмером и М. Хинклем (Colmer, Hinkle, 1947) автотрофной тионовой бактерии Thiobacïllus ferrooxidans и ее уникальной способности получать энергию для собственной жизнедеятельности в результате окисления ионов двухвалентного железа и восстановленной серы мировое производство меди и урана с помощью бактерий поставлено на промышленную основу (Kelly et al, 1979; Keller et al, 1983; Rauf, 1983; Бруинстейн, 1985; Меразчиев и др., 1985; Peters, 1986; Hasra et al, 1992). Извлечение марганца в присутствии бактерий Acinetobacter calcoaceticus происходит в 10-20 раз эффективнее (Юрченко и др., 1987; Серебряная и др., 1989, 1995; Тогша, 1989; Zheng, 1994). Сообщается о бактериальном извлечении серебра из серебросодержащих руд (Ehrlich, 1985; Bioleaching, 1986, 1988; Аронишидзе, 1991; Пат. 5283192). Широкое применение Т. ferrooxidans нашли в производстве золота.
В балансе золотых запасов России весьма существенное значение имеют сульфидные руды (Крейтер и др., 1958). Содержание золота в них незначительно, но запасы такого "убогого" золота весьма значительны. Однако руды таких месторождений часто трудны для извлечения золота традиционными методами переработки. Их "упорность” обусловлена тонкой вкрапленностью золота в сульфидах, наличием активного

1 2 3 4 5. 6 7 )в
( 1,0— 5,0)

/ рн
Рис. I. Области распространения тионовых и сульфатредуцирующих бактерий. I, II, Ш - в сульфидных месторождениях; IV - в серных месторождениях. I и II - Т, /еггоохгЖгпх и Т. №оох1(кт$. III - I Шосуапвхккпк и сульфатредуцирующие бактерии (по Каравайко и др., 1976).
на большое их число. Исследованиями Т.В. Коваленко (1981, 1983) показано, что при снижении температуры существуют два интервала, в которых скорость окисления Ее2+ и удельная скорость роста снижаются по-разному. В первом интервале (26-15°С) окислительная способность и скорость роста снижаются примерно одинаково при понижении температуры; во втором (15-5,5°С) - скорость роста подавляется значительно больше (в 4,2-14,3 раза), чем скорость окисления Ее2+ (в 2,4-
5,2 раза). Выдержанные при отрицательных температурах (до -20°С) и потом пересеянные в среду с температурой 28°С бактерии не погибали и не теряли активность.
Высокая степень совместимости тиобацилл с тяжелыми металлами является еще одной особенностью их и объясняется тем, что ионы Ее’4 и Н+ защищают клетку снаружи от проникновения ионов других металлов. Некоторые органические соединения углерода (углеводы, пептон), а также