Биологическая технология извлечения меди из отходов флотационного обогащения сульфидных руд

• Автор: Столярова, Ева Александровна
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 130 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Общая характеристика биовыщелачивания

1.2 Ацидофильные и ацидотолерантные микроорганизмы, участвующие в биовыщелачивании руд

1.3 Механизмы выщелачивания металлов из руд

1.4 Биогидрометаллургические технологии переработки руд, рудных концентратов и отходов

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Объекты исследований

2.2 Скрининг активных в отношении выщелачивания отходов обогащения микроорганизмов

2.2.1. Определение способности штаммов литотрофных микроорганизмов использовать химические соединения в качестве единственного источника энергии

2.2.2. Определение устойчивости штаммов к ионам металлов и засолению

2.3 Изучение фенотипических характеристик культур микроорганизмов
2.4 Идентификация микроорганизмов
2.5. Изучение способности микроорганизмов к выщелачиванию меди из отходов флотационного обогащения сульфидных руд
2.6. Оптимизация технологических условий биовыщелачивания
2.6.1. Определение температурного оптимума роста штаммов АссикоЬаст xi ИБ1 и АЫМоЬасШш xi ИБ
2.6.2 Подбор источника энергии в составе питательной среды для выращивания бактерий АссИкоЬасШт xi ИБ1,
АссиИоЬасш еггоохсат ИБ
2.6.3 Изучение влияния углекислого газа на скорость роста бактерий АссИИоЬасшеггоохсаш
2.6.4. Изучение влияния плотности пульпы на течение процессов извлечения меди
2.6.5. Изучение влияния количества инокулята на течение процессов извлечения меди
2.6.6. Изучение влияния температуры на течение процессов извлечения меди
2.7. Моделирование процесса биологического выщелачивания отходов обогащения сульфидных руд в лабораторных и полупромышленных условиях
2.8 Цементация ионов меди из растворов биологического выщелачивания на металлическую стружку
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Микробиологическое исследование отходов флотационного обогащения сульфидных руд
3.2 Скрининг, фенотипическая характеристика и идентификация микроорганизмов способных к окислению сульфидов
3.2.1 Выделение и скрининг микроорганизмов
3.2.2 Фенотипическая характеристика и идентификация микроорганизмов
3.2.3 Определение устойчивости штаммов АссиИоЬасш еггоохсат к ионам металлов
3.3 Исследование способности микроорганизмов АссиИоЬасш xi к выщелачиванию меди из сульфидных руд
3.3.1 Выщелачивание меди из отработанных сульфидных руд Сибайского филиала Учалинского ГОКа
3.3.2 Выщелачивание меди из отходов обогащения Бурибаевского ГОКа
3.3.3 Выщелачивание меди из отходов обогащения Гайского ГОКа
3.3.4. Выщелачивание меди из отработанных сульфидных руд Медногорского медносерного комбината
3.4.Исследование технологических параметров получения . инокулята АсШиМоЬасШгюеггоохат ИБ 1 и АЫсШЫоЬасШш
xi ИБ
3.4.1. Влияние температуры на скорость роста штаммов iiii еггоох1апя
3.4.2. Влияние субстрата на скорость роста штаммов iiii xi
3.4.3. Влияние углекислого газа на рост микроорганизмовАсиЫоЬасШт xi
3.5. Оптимизация технологических параметров биологического выщелачивания меди
3.5.1. Влияние плотности пульпы на течение процессов извлечения меди
3.5.2. Влияние количества микробного инокулята на процессы выщелачивания меди из отходов обогащения
3.5.3. Влияние температуры на биовыщелачивание отходов обогащения Сибайского филиала Учалинского ГОКа
3.6 Изучение процесса биологического выщелачивания отходов флотационного обогащения сульфидных руд в .
полупромышленных условиях
3.6.1 Испытание лабораторной установки 0,3 м3,
моделирующей цикл биовыщелачивания меди из отходов
флотационного обогащения руд Сибайского филиала Учалинского ГОКа
3.6.2 Испытание полупромышленной установки м3, моделирующей цикл биовыщелачивания меди из отходов
Медногорского медносерного комбината.
3.6.3. Выделение меди из растворов биологического выщелачивания отработанных руд
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Впервые показана возможность их использования для биологического
выщелачивания отходов обогащения медноцинковых руд, с получением медного порошка и пигмента оксида железа. Практическая значимость. Выделены и запатентованы в РФ штаммы бактерий АсШиЫоЬасШш xi ИБ 1 и i. ИБ , предназначенные для промышленного выщелачивания меди из отходов флотационного обогащения сульфидных медноцинковых руд. Подобраны основные технологические параметры извлечения меди из отходов флотационного обогащения руд Сибайского филиала Учалинского горнообогатительного комбината и Бурибаевского горнообогатительного комбината. Апробация работы. Международной научнотехнической конференции КитайскоРоссийское научнотехническое сотрудничество. Наукаобразованиеинновации Харбин, , III и IV Всероссийских научнопрактических конференциях Проблемы экологии Южного Урала Оренбург, , . Публикации. По материалам диссертации опубликовано научных работ, в том числе 2 патента Российской федерации и 5 статей в рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК, рекомендованных для соискателей ученой степени кандидата биологических наук. Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, 1 описания объектов и методов исследования, экспериментальной части, заключения, выводов, списка цитируемой литературы. Работа изложена на 9 страницах, содержит таблиц и рисунка. Список литературы включает 8 наименований, из них на русском языке. Обычно использование микроорганизмов при извлечении металлов преследует одну из двух целей превращение или окисление нерастворимых сульфидов металлов в растворимые сульфаты или создание условий для лучшего взаимодействия химических веществ с поверхностью минерала и растворения необходимого металла. Примером первого процесса является превращение таких нерастворимых соединений меди, как ковеллин Си8 или халькозин СигЗ, в растворимые сульфаты. Оба этих процесса являются окислительными. Если добываемый металл переводится в раствор, речь идет о биовыщелачивании. Когда же металл остается в руде о биоокислении. Тем не мснес, термин биовыщелачивание часто используется в обоих случаях. Группа ацидофильных хемолитотрофных микроорганизмов очень неоднородна в таксономическом плане. Каравайко и др. Первая группа включает микроорганизмы с широким спектром используемых энергетических субстратов, а именно, Бе2, Я8 и сульфидные минералы. Эти микроорганизмы относятся к РгоеоЬаепа, Р1гт1Шеа и Сгепагскаеога. АЫсИМоЪасШт еггоохкЯат, бактерии рода БиуЬЬасШш, Л. ЬпеНеу, еси1а и Бифигососст уе. Би1о1оЬж пШаШсж. Вторая группа ацидофильных микроорганизмов окисляет практически только 2 и включает ацидофильных представителей филумов ivi, ii и ii xi, ii xi, iiii xi, iii, i. Это iiii ixi, iiii с , iiii i, ii, i, i, ii i, i i, iii, ii iv. В серосодержащих термах в районах активного вулканизма в большей степени формировались сероокисляющие сообщества. В рудных месторождениях и в сульфидсодержащих гидротермах более благоприятные
условия складывались для эволюции микроорганизмов, окисляющих Те , сульфидные минералы, а также серу. В гг. В. Рудольф и А. Предположения о возможной роли бактерий в образовании серной кислоты в шахтных водах в угольных месторождениях впервые были высказаны I. Карпентором и Дж. Херндоном в г. А. Р. Колмером и М. Хинклем в г. Они выделили чистую культуру бактерий ii xi ныне iiii. В настоящее время известен ряд хемолитотрофных бактерий, участвующих в выщелачивании руд. Перечень основных хемолитотрофных
бактерий, окисляющих , , и сульфидные минералы, приведен в таблице 1. В практике добычи металлов особое внимание уделяется бактериям . Клетки этого организма мало проницаемы для некоторых токсичных металлов, например для меди и цинка. С. Он также более ацидофилин, перенося менее 1. Для умеренно термофильных бактерий например, представителей родов i или ii часто характерен миксотрофный тип питания. Т.е. При этом в авготрофных и гетеротрофных условиях стабильного роста не наблюдается. В качестве одной из причин невозможности роста этих бактерий в автотрофных условиях называется низкий уровень АТФ в их клетках при окислении неорганических субстратов Цаплина и др.