Металлы, бактериальное выщелачивание

Выщелачивающие растворы закачиваются в рудную породу и просачиваются сквозь нее после того, как металлы переходят в растворы, последние собираются и подаются насосом в установку, где производится извлечение металлов. Бактериальное выщелачивание в отвалах используется для удаления металлов из бедных руд (иногда неправильно называемых пустой породой" или отходами ). Обычно это вскрышные породы с низким содержанием металла в открытых горных выработках, т, е. часть рудного тела с содержанием металла ниже бортового, которая удаляется, чтобы обеспечить доступ к более богатым частям месторождения. [c.228]

Кроме бактерий в выщелачивании металлов, по последним данным, могут принимать участие и другие микроорганизмы. Однако возможность их применения в технологических процессах изучена недостаточно. Поэтому принято обычно говорить о бактериальном выщелачивании металлов. [c.635]

Прежде чем проводить точный экономический анализ технологии бактериального выщелачивания, необходимо тщательно изучить все ее достоинства и недостатки, сравнив их с таковыми для существующих пирометаллургических и гидрометаллургических процессов. По сравнению с обычными методами добычи и обогащения руд и выплавки металлов бактериальное выщелачивание может оказаться вполне конкурентоспособным благодаря меньшим энергозатратам, снижению расхода реагентов при экстракции металлов, а также меньшему влиянию на окружающую среду. [c.202]

В России в промышленных условиях бактериальное выщелачивание меди из руд осуществлено на отработанном участке Дегтярского месторождения на Урале [44]. Себестоимость 1 т меди, добытой по этому методу, в 4-5 раз ниже себестоимости металла, получаемого с помощью флотационного процесса. [c.139]

В американских штатах Юта и Колорадо добычу меди на 25 % производят с помощью бактериального выщелачивания руд, а в ФРГ ведут исследования по микробному получению кобальта, урана, никеля и других металлов из руд [8]. [c.138]

Термин бактериальное выщелачивание используется для описания процесса растворения металлов или их экстракции из минералов, находящихся либо в горных породах, либо в форме минеральных концентратов, получаемых на обогатительных фабриках. В большинстве случаев основным источником металлов являются рудные тела, в которых металлы находятся в основном в виде сульфидных минералов. [c.208]

Сейчас известны И другие микроорганизмы, активно участвующие в извлечении металлов из минералов большинство минералов сульфидной природы разрушается именно этим путем. Хотя технология бактериального выщелачивания используется в основном для извлечения меди и урана, она находит достаточно широкое применение и в переработке минерального сырья. [c.192]

Хотя процессы биологического выщелачивания и представляют собой альтернативу обычным процессам экстракции, маловероятно, что микробиологическая технология в ближайшем будущем заменит такой издавна существующий процесс, как выплавка металлов. Тем не менее, подобно другим гидрометаллургическим процессам типа кислотного кучного выщелачивания урановых и медных окисных руд и выщелачивания золотоносных и серебряных руд с помощью цианидов, эффективные методы бактериального выщелачивания, несомненно, могут оказать заметное влияние на технологию переработки минерального сырья. [c.201]

Процессы бактериального выщелачивания нередко протекают медленнее, чем химические процессы, в которых мелкие частицы обрабатывают сильными реагентами при повышенных температуре и давлении. При экстракции металлов из ряда минеральных концентратов быстрые химические процессы экономически более выгодны. Однако в тех случаях, когда при обработке минералов стоимость химических реагентов и энергозатраты очень высоки, а скорость переработки не имеет решающего значения, правильно выбранные, технологичные способы бактериального выщелачивания могут оказаться предпочтительными. [c.203]

Ниже перечислены наиболее важные минералы, являющиеся природным источником тех металлов, которые уже стали предметом исследований по бактериальному выщелачиванию [c.208]

Системам для извлечения металлов с помощью бактериального выщелачивания присущи и недостатки, важнейшим из которых является необходимость поддержания активной культуры нужных микроорганизмов. В связи с этим требуется управление температурой реакции и внесение соединений и элементов, необходимых для ее роста. Нужны такие условия, в которых ничто не препятствовало бы росту микроорганизмов и не ухудшало процесс выщелачивания. Кроме того, бактериальное выщелачивание — гораздо более медленный процесс по сравнению с процессом химического выщелачивания. Скорость окисления минералов тесно связана со скоростью роста используемых микроорганизмов, а эта последняя есть величина относительно постоянная. [c.216]

Выщелачивание отвалов также практикуется во многих странах и, по-видимому, это наиболее широко используемый вид бактериального выщелачивания. Оно применяется для переработки сырья, обычно рассматриваемого как отходы при крупномасштабной добыче открытым способом, либо для переработки накопившихся в течение ряда лет отвалов, содержащих медь в рассеянном состоянии. Интересно отметить, что в США примерно 15 % меди извлекается с помощью выщелачивания отвалов. При таком выщелачивании образуется раствор с меньшей концентрацией металла, чем при выщелачивании куч. Переработка как куч, так и отвалов подобна процессу природного бактериального выщелачивания, а главное отличие состоит в том, что она проводится и управляется так, чтобы оптимизировать извлечение металла. [c.217]

Скорость извлечения металла при промышленном выщелачивании отвалов или куч руды зависит от многих факторов. Некоторые из них относятся к характеристикам перерабатываемой руды, другие —к поддержанию активной культуры требуемых микроорганизмов в контакте с субстратом. Важнейшим фактором является скорость фильтрования раствора и прохождения воздуха в глубь руды. Этот фактор существенно зависит от размера частиц и объема пустот. Быстрое фильтрование приводит к быстрому проникновению кислорода и выщелачивающего раствора в глубь рудного материала и быстрому выносу растворенного металла, но при этом могут образовываться растворы с низким содержанием выделяемого металла, а также происходить вымывание бактерий, содержащихся в руде. Слишком большая скорость фильтрования может также вызывать перенос мелкодисперсного материала к основанию кучи или отвала, что приводит к уплотнению этого материала и последующей забивке стока. Размер частиц перерабатываемого материала также определяет площадь свободной поверхности, доступной для бактериального выщелачивания. Однако снижение размера частиц для увеличения доступной для реакции поверхности приводит к снижению скорости фильтрования и аэрации. Таким образом, необходимо равновесие, которое оптимизирует процесс получения металла, обычно оно достигается при выщелачивании в пилотных масштабах образцов руды различной дисперсности. Скорость извлечения металла в большой степени зависит от минералогических характеристик перерабатываемой руды, важными факторами являются размеры кристаллов минерала и пористость руды. Если размер частиц выщелачиваемого материала не задается специально, то применяемая скорость выщелачивающего раствора будет зависеть от глубины фильтрования, площади поверхности выщелачиваемого материала и требуемой концентрации металла в выходном выщелачивающем растворе. Большая часть процессов выщелачивания отвалов и куч проводится циклично с перерывами между отдельными стадиями применения раствора. Это важно для проникновения воздуха в глубь массы руды [431]. Экспериментально было показано, чтс введение сжатого воздуха в кучу выщелачиваемой медной руды [c.219]

Бактериальная активность сильно варьирует внутри кучи руды, она выше там, где условия способствуют росту бактерий, например на участках, имеющих адекватную аэрацию. Так как реакции окисления сульфидных минералов экзотермичны, то в середине кучи за счет изоляции может происходить разогрев, который пресекает рост мезофильных штаммов, но способствует росту термофилов. Однажды инициированный процесс бактериального выщелачивания с последующим получением металла из куч руды или отвалов трудно управляем поддержание проницаемости и, следовательно, потоков раствора и воздуха, является основной практической задачей, решение которой необходимо для поддержания бактериальной активности и скорости выщелачивания металла [433]. [c.220]

Еще за 1000 лет до нашей эры римляне, финикийцы и люди других ранних цивилизаций извлекали медь из руДничных ШД или вод, просочившихся сквозь рудные тела. В XVII в. валлийцы в Англии (графство Уэльс) и в XVIII в. испанцы на месторождении Рио-Тинто применяли такой процесс выщелачивания для получения меди из содержащих ее минералов. Эти древние горняки и не подозревали, что в подобных процессах экстракции металлов активную роль играли бактерии. В настоящее время этот процесс, известный как бактериальное выщелачивание, применяется в широких масштабах во всем мире для извлечения меди из бедных руд, содержащих этот и другие ценные металлы в незначительных количествах. Биологическое выщелачивание применяется также (правда, менее широко) для высвобождения урана. Проведены многочисленные исследования природы организмов, участвующих в процессах выщелачивания металлов, их биохимических свойств и возможностей применения в данной области. Результаты этих исследований показывают, в частности, что бактериальное выщелачивание может широко использоваться в горнодобывающей промышленности и, по всей видимости, сможет полностью удовлетворить потребности в энергосберегающих, не оказывающих вредного влияния на окружающую среду технологиях. [c.190]

Бактериальное выщелачивание концентратов сульфида одного или нескольких металлов рассматривается как возможный метод для этой цели, но он должен еще выдержать состязание с существующими методами. Главные его недостатки состоят в относительно низкой скорости выщелачивания и часто встречающейся неполной растворимости некоторых минералов. Бактериальное выщелачивание концентратов имеет некоторые достоинства, в частности оно легко осуществимо для переработки концентратов в малом масштабе там, где отдаленность расположения делает транспортировку слишком дорогостоящей, а получение кислоты для выщелачивания обычными способами экономически невыгодно. [c.221]

На МНОГИХ шахтах концентраты сульфидных минералов производят в малых количествах как побочный продукт при добыче несульфидных минералов таких металлов, как олово и вольфрам. Переработка этих сульфидных побочных продуктов с помощью бактериального выщелачивания может дать вклад в годовую прибыль небольших рудников и, кроме того, облегчить проблему ликвидации этих отходов. [c.223]

Бактериальное выщелачивание опробовано на различном рудном сырье. Достаточно положительные результаты по данному методу получены на хвостах отсадки одной из кварцевых руд, эфелях, а также непосредственно на бедных песках, пустая порода которых представлена в основном кварцем и полевым шпатом. Извлечение металла в среднем за 5—10 сут составило 50—80 7о На песках, содержащих весьма тонкое золото, достигнуто извлечение его соответственно 70 и 82 % за 5 и 10 сут. [c.154]

Бактериальное выщелачивание сейчас используют во всем мире как дополнительный метод вьщеления металлов из руд, главным образом медных и урановых (рис. 12.25). В выщелачивании участвуют несколько видов бактерий, каждый из которых вносит свой уникальный вклад. Более 10% меди, вьщеленной в США в 1983 г., стоимостью более 300 млн. долл. было получено с использованием этого метода. Преимущества бактериального выщелачивания заключаются в следующем [c.85]

Если получать металл методом бактериального выщелачивания, можно обойтись без глубоких разработок. Горную породу сначала дробят с помощью взрывных зарядов, а затем закачивают в нее выщелачивающий раствор. По окончании выщелачивания раствор, содержащий растворимые соли металлов, выкачивают из скважин, пробуренных внутри горной породы. Такой метод требует меньше затрат при его использовании существенно не нарушается окружающая среда, как при глубоких разработках, когда на поверхность выносят больщие количества горной породы и образуются горы отходов. [c.85]

Бактериальное выщелачивание - процесс растворения металлов или их экстракции из минералов, находящихся в горных породах либо в виде минеральных концентратов обогатительных фабрик. [c.461]

Бактериальное выщелачивание металлов — это извлечение отдельных химических элементов из руд, концентратов и горных пород с помощью бактерий или их метаболитов. Извлечение со- [c.634]

Как уже отмечалось выще, в основе бактериального выщелачивания металлов лежит процесс окисления сульфидных минералов и перевод металлов из нерастворимого в растворимое состояние. Перечень микроорганизмов, важных для гидрометаллургии, приведен в табл. 33.1. [c.636]

Бактериальное выщелачивание упорных сульфидных концентратов проводится прямоточно в серии последовательно соединенных чанов (рис. 33.8) с перемешиванием и аэрацией, эрлифтом или механически при 30 °С для мезофилов и от 45—50 до 70—80°С для термофильных бактерий. Значение pH 1,7—2,2, концентрация клеток бактерий 10 °—10 в 1 мл пульпы. Схема переработки сульфидных концентратов замкнутая. Оборотные растворы после частичной или полной регенерации используются в качестве питательной среды для бактерий и выщелачивающего раствора. В отдельных случаях регенерация растворов может и не проводиться. Наиболее активными в выщелачивании металлов являются штаммы бактерий, адаптированные к комплексу факторов (pH, тяжелые металлы, тип концентрата и т. д.) в условиях активного процесса бактериального выщелачивания. В качестве примеров чанового выщелачивания можно привести следующие. [c.648]

Как отмечалось выше, скорость бактериального выщелачивания металлов из руд и концентратов определяется плотностью биомассы бактерий в пульпе или в рудном теле. [c.652]

Из-за огромных масштабов операций по выщелачиванию отвалов активность бактерий, развивающуюся в ходе процесса, можно контролировать только в ограниченной степени. Для наиболее эффективного использования бактериального выщелачивания необходимо создавать такие инженерные схемы, которые позволяли бы осуществлять определенный контроль за активностью микробов. Помимо выщелачивания отвалов в горнорудной промышленности существуют и другие средне- и высокотехнологичные процедуры, при которых для экстракции металлов используются гидрометаллургические процессы (реакции, происходящие в воде). Эти технологии (выщелачивание in situ, чановое выщелачивание, кучное выщелачивание) применимы и к процессам бактериальной экстракции металлов. [c.198]

Чановое выщелачивание используется в горнорудной промышленности для извлечения урана, золота, серебра и меди из окисных руд. Медные и урановые руды сильно измельчают и смешивают с растворами серной кислоты в больших емкостях (обычно размером 30X50X6 м) для перевода металла в растворимую форму. Время выщелачивания, как правило, составляет несколько часов. Медь получают из кислого раствора электролизом, уран — ионообменным путем или экстракцией растворителем. Ферментация в чанах, а также в отстойниках с постоянным или предварительным перемешиванием может с успехом применяться для бактериального выщелачивания потому, что при этом легко контролировать факторы, влияющие на активность микроорганизмов. К этим факторам относятся размер частиц руды, ее качество, плотность пульпы (масса руды на единицу объема раствора), pH, содержание углекислого газа, кислорода, время удержания (время нахождения частиц в реакторе), температура и содержание питательных веществ. Хотя руда и не стерилизуется, возможен строгий контроль за видовым составом и количеством микроорганизмов. Чановое выщелачивание создает предпосылки для использования специфических штаммов микроорганизмов (например, ацидотермофиль-ных бактерий) или микробов-выщелачивателей, полученных методами генетической инженерии. Вначале чановое выщелачивание применяли для руд с очень высоким содержанием металлов, однако эта технология может использоваться и в случае материалов более низкого качества. При этом следует учитывать экономические и технологические факторы. [c.200]

Выщелачивание in situ используется в тех случаях, когда минералы могут подвергнуться выщелачиванию без извлечения их из земли с помощью шахт. Такой метод находит применение в старых подземных разработках и бедных месторождениях, где извлечение руды с помощью шахт невыгодно, но где достаточно много металла, чтобы финансировать его извлечение с помощью бактериального выщелачивания. Существующие шахты или новые скважины, подводящие к руде, являются каналами и накопителями для выщелачивающих растворов, вводимых в руду. Руда может быть предварительно раздроблена взрывом для увеличения ее проницаемости и площади поверхности для выщелачивания, и растворы могут инжектироваться или распыляться в раздробленном материале под землей. Раствор, профильтровавшийся до нижнего горизонта месторождения, выкачивается на поверхность для извлечения металла, а затем регенерируется и возвращается в процесс. [c.220]

В последние несколько лет интерес горнодобывающих компаний к бактериальному выщелачиванию сосредоточился вокруг применения этих процессов для увеличения добычи золота и серебра из тугоплавких руд, в которых эти металлы окружены сульфидными минералами, такими как пирит РеЗг и арсенопирит FeAsS. Эти сульфидные руды, содержащие драгоценные металлы, окисляют для того, чтобы освободить содержащиеся в них золото и серебро для дальнейшего их цианпдного выщелачивания. Исследования и достижения в этой области стимулируются тем, что цена на эти металлы растет, а также тем, что другие методы экстракции не позволяют достичь достаточно высокой степени извлечения драгоценных металлов. На рис. 7.5 приведена типичная схема, используемая для переработки концентратов такого рода. Лабораторные и пилотные испытания показали, что этот процесс вполне осуществим [443], и в настоящее время запланировано создание нескольких небольших фабрик по переработке сульфидных концентратов с высоким содержанием золота. [c.225]

В результате бактериального выщелачивания, биоокисления сульфидных минералов, например пирита FeS2, в аэробных условиях образуются растворимые сульфаты металлов и серная кислота. Процесс ускоряется в присутствии дополнительного окислителя, например Fe " . При бактериальном окислении S " и Fe " образуются H2SO4 и Fe " . [c.461]

Биогеотехнология 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—90°С). Составными ее частями являются 1. Биогидрометаллургия, или бактериальное выщелачивание металлов. 2. Обогащение руд. 3. Биосорбция металлов из растворов. [c.634]

Бактериальное выщелачивание цветных металлов проводят из отвалов бедной руды (кучное) и из рудного тела в месте залегания (подземное). Технологическая схема бактериального выщелачивания приведена на рис. 33.7. Орошение руды в отвале или в рудном теле осуществляется водными растворами H2SO4, [c.646]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология