Бактериальное выщелачивание руды

Разработанные методы бактериального выщелачивания руд основаны на окислении сульфидных минералов с помощью бактерий до растворимого состояния. Помимо обычной геолого-минералогической характеристики для применения бактериального выщелачивания необходимо знать распространение или возможность расселения соответствующих групп микроорганизмов в месторождении [47, 49]. Свойства и применимость микроорганизмов для переработки руд приведены в табл. П. Однако механизм окисления зависит не-только от свойств бактерий, но н от ряда других условий. Процесс окисления для пирита протекает по следующим реакциям ( [c.31]

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]

В последние годы при обогащении медных и урановых руд применяют бактериальное выщелачивание. Имеются сообщения о возможности применения бактериального выщелачивания при обогащении сульфидов ннкеля. цинка, олова и молибдена, а также для марганцевых, хромовых и титановых руд [47]. [c.135]

Биохимическое (бактериальное, микробиологическое) выщелачивание руд и концентратов. ............ [c.224]

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]

Первые наблюдения, установившие перспективность, применения магнитной обработки для интенсификации, бактериального выщелачивания, осуществлены Г. О. Агафоновой, В. И. Классеном и Ю. А. Мартьяновым [116]. Следует отметить, что бактериальное выщелачивание успешно и в большом масштабе применяют в Канаде, Англии, США и других странах для экономичной переработки руд с низким содержанием урана, меди и. других ценных компонентов. [c.207]

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]

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]

При бактериальном выщелачивании сульфидных минералов в системе должно образовываться достаточное количество кислоты и не содержаться слишком много минералов, поглощающих кислоты. Для бактерий, окисляющих железо и серу, требуется кислая среда. Поэтому для переработки непригодны руды и отходы, поглощающие кислоты в большом количестве. [c.203]

Рис. 7.2. Схема бактериального выщелачивания отвалов или куч руды для извлечения меди

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]

Более сложное выщелачивание в аппаратах еще не нашло широкого применения, хотя было показано, что оно может применяться в различных случаях. Необходимо более глубокое понимание основных механизмов бактериального выщелачивания минералов, так как в опубликованных работах, относящихся к окислению различных минералов, данные о скорости и количестве окисляемого материала сильно различаются. Это показывает, что необходима дополнительная информация для определения наиболее эффективных видов бактерий, способов их культивирования, а также путем их использования и внесения в выщелачиваемые минералы. Условия бактериального выщелачивания и проекты реакторов оптимизируются в каждом случае применительно к перерабатываемой руде. [c.227]

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]

Традиционные методы экстракции меди из руды требуют высоких температур. Эти методы дорогостоящи, потребляют ископаемое топливо и, следовательно, загрязняют воздух, вызывая, например, кислотные дожди. (Возможно, бактериальное выщелачивание можно будет в будущем использовать для очистки ископаемого топлива путем выщелачивания соединений серы.) [c.85]

Совсем недавно проведены первые полупромышленные испытания бактериального выщелачивания никеля, меди и других полезных компонентов из забалансовых, бросовых руд Кольского полуострова. [c.140]

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

На сульфидных месторождениях, подвергаемых бактериальному выщелачиванию, обычно приходится иметь дело не с отдельными минералами, а с полиминеральными ассоциациями - рудами. Процесс окисления отдельного сульфидного минерала в этом случае значительно усложняется. Он направляется и контролируется особенностями электрохимических реакций, протекающих между контактирующими минералами. Минерал, обладающий более высоким ЭП выполняет роль катода, усиливающего окисление минерала с более низким ЭП-анода. Чем больше разница в ЭП смесей минералов, тем интенсивнее происходит окисление минерала-анода- Для правильной оценки направленности и интенсивности хода бактериального выщелачивания руд, а также состава формирующихся растворов, целесообразно перед его проведением изучить характер сочетания минералов в руде, выделить типы руд и провести эксперимент по окислению тех пар сульфидных минералов, которые имитируют главные типы рудных ассоциаций. К примеру, на медноколчеданных месторождениях такими парами будут пирит-халькопирит, шрит-халькозин, пирит-борнит, халькопирит-халькозин. [c.120]

Бактериальное выщелачивание руды, оставшейся после выработки с разделением на блоки, успеашо применяется на шахте в Майами, Аризоне (США), начиная с 1941 года. На этой шахте добыча руды в забоях традиционными методами велась с 1910 по 1959 год. При добыче руды с разделением на блоки [19] из рудного тела вьщеляются своего рода призмы, каждая призма представляет собою отдельный блок, и руда ослабляется по краям проходкой отрезных восстающих, которые определяют его границы и придают ему прочность целика. Стороны блоков могут быть более 50 м в длину. Иногда для того, чтобы облегчить отбой руды по краям, приходится соединять отрезные восстающие выработки камерами. Одновременно подготавливается основание блока проходкой сети штолен и ортов [c.263]

МощниКаМп человека в отработке месторождений. Создавая условия для их деятельности в рудных телах, т. е. закачивая туда кислородные воды, можно обеспечить подземное бактериальное выщелачивание руд. Сернокислые воды с растворенными металлами откачивают по другой системе скважин, из которых извлекают полезные компоненты. Такая технология прогрессивна она исключает строительство шахт, добычу ру ы, ее дробление и растворение. Всю эту дорогую и трудоемкую работу выполняют бактерии, которые к тому же работают в автоматическом режиме. [c.71]

Применение микробиологических методов уменьшает также загрязнение среды в районе рудников. Бактериальное выщелачивание руд уже применяется на практике. И. Ф. Вовк предполагает, что окисление сульфидов возможно и в глубоких водоносных горизонтах за счет свободного кислорода — продукта радиолиза воды. Образующаяся серная кислота выщелачивает из пород многие ме-1 аллы. Этим ученый объясняет повышенную кислотность векоторых глубинных пластовых вод, накопление в них меди и других металлов. Естественно, что эти процессы Наиболее характерны для участков с повышеиной радиоактивностью пород. [c.71]

Решение этих проблем предопределяет техническое перевооружение горно-обогатитадьного производства и существенное изменение технологии переработки. Возможно частичное обогащение непосредственно в процессе добычи (подземное бактериальное выщелачивание) и сочетание обогатительных и гидро- металлургических операций в схемах переработки руд. Анализ перспективных видов минерального сырья и технологических исследований позволяет прогнозировать коренную перестройку обогатительных предприятий. [c.3]

Большую роль в химических и гидрометаллургических методах обогащения играют различные виды выщелачивания. В частности, при обогащении трудно- обогатимых руд применяется метод выщелачивания меди с последующей ее цементацией и флотацией. При обогащении труднообогатимых медных и урановых руд все более широкое применение находят химическое и микробакте-риологическое (бактериальное) выщелачивание [47, 86, 18р, 200]. [c.11]

Бактериальное выщелачивание за рубежом наиболее широко применяют для кучного выщелачивания меди из бедных руд (Канада, США, Япония, Югославия). Так, на Бингамском месторождении в США (штат Юта) кучным выщелачиванием получают с помощью микроорганизмов 70 тыс. т меди из отвалов со средним содержанием 0,2 %. Микроорганизмы используются для выщелачивания урана из руд в Канаде, Франции, ЮАР, Португалии. [c.149]

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]

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]

Для экстракции урана бактерии применяются реже. Для того чтобы при выщелачивании урана можно было использовать микробиологическую технологию, руда и/или связанные с ней породы должны быть богаты сульфидными минералами и не слишком интенсивно поглощать кислоту. Бактериальное выщелачивание урана применяли в восточных районах Канады для извлечения остаточного урана на уже выработанных площадях, а также из отвалов. В первом случае стенки и крыши забоев (при подземной выработке) промывали обычной или подкисленной водой. Для роста бактерий достаточно 3—4 месяцев, за это время Т. ferrooxidans окисляет железо до трехвалентного состояния. Затем трехвалентное железо окисляет восстановленный уран до растворимого окисленного состояния в соответствии с реакцией (6). По прошествии этого периода забои снова промывают. Промывные воды, содержащие уран, собирают и извлекают из них уран с помощью ионного обмена либо экстрагируют растворителями. [c.197]

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]

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