Bioleaching-1.pptx
- 2. Bioleaching:
بیولوژیک های سامانه از استفاده
(
ها میکروارگانیسم
)
پاالیش برای
اوقات اغلب که معدنی ترکیبات و عناصر سازی خالص یا و استخراج،
ه بایواکسیداسیون رو همین از میگیرد صورت اکسیداسیون توسط
م
شود می نامیده
.
2
- 3. History:
1947
هینکل و کالمر،
:
ارگانی وسیله به اسیدی معادن در آهن اکسیداسیون
سم
می انجام ها
شود
1950
کالمر،
:
ب
زغال یک از را آهن کننده اکسید دوست اسید اتوتروف اکتری
بیتومینوس سنگ
(
رنگ قیری
)
کرد جداسازی
1951
کالمر،
:
آنرا باکتری این روی بر فیزیولوژیک های بررسی از پس
Thiobacillus ferrooxidans
نامید
2000
میتواند باکتری این،
عالوه
اهن بر
سولفور
اکسی پیریت کانی در را
د
کند
-
به نام تغییر
Acidithiobacillus
1965
لیتن،
Ferrobacillus ferrooxidans
جداسازی پیریت و سنگ زغال از را
نمیکرد اکسید را سولفور که کرد
-
Ferrobacillus ferrooxidans
1970
:
که دریافتند دانشمندان
pH
این توسط اکسیداسیون در مهمی عامل
و هاست باکتری
pH
از کمتر
5
میکند کند را فرایند این
.
3
- 4. Purposes of bioleaching
1
-
استخراج
در مصرف جهت موردنظر معدنی ماده سازی خالص یا و
و صنعت
...
2
-
معدنی ماده یک از محیط پاکسازی
خاص
3
-
صنعتی های پسماند تجزیه و بازیافت
4
- 5. ماده سازی خالص یا و استخراج
معدنی
-
آهن
های گونه
Thiobacillus ferrooxidans
و
Ferrobacillus ferrooxidans
می
پیرووات های کانی در اسیدی شرایط در توانند
پیریت و
ز انواع برخی و
غال
شوند آهن اکسیداسیون موجب سنگ
.
فریک تولید به قادر زیر های واکنش طبق ها باکتری این هردوی
Fe3+
از
نامحلول فروس
Fe2+
کننده اکسید که هستند
FeS2
می
باشد
:
2Fe2+ + 0.5 O2 +2H + → 2Fe3+ + H2O (bacterial)
14Fe 3+ + FeS 2 + 8H2O → 15Fe 2+ + 2SO4
2- + 16H+
5
- 6. معدنی ماده سازی خالص یا و استخراج
-
آهن
کشت محیط
9K
برای
Thiobacillus ferrooxidans
:
(NH4)SO4 : 3.0
KCl :0.1
K2HPO4 : 0.5
MgSO4 : 0.7
Ca(NO3)2 : 0.1
FeSO4 : 0.7
H2O : 44
pH of the medium is adjusted to 3.5 with H2SO4. 10N
مقاد
ی
ر
باشد می لیتر بر گرم برحسب
.
فروس آهن انرژی منبع
Fe2+
است فلزات سولفید ویا
.
6
- 7. معدنی ماده سازی خالص یا و استخراج
-
آهن
در
کشت
باکتری
Ferrobacillus ferrooxidans
درصورتیکه
میزان
اکسیژن
را
در
سوسپانسیون
میکروبی
افزایش
ده
یم
سرعت،
اکسیداسیون
Fe2+
را
میتوانند
دوبرابر
کنند
.
همچنین
رنج
pH
برای
اکسیداسیون
Fe2+
توسط
این
باکتری
3.6
-
3
میباشد
و
دمای
رشد
آن
تقریبا
28
C
میباشد
اما
دمای
بهینه
اکسیداسیون
37
درجه
بوده
و
دراین
دما
هیچ
رشدی
صورت
نمیگیرد
.
همچنین
این
باکتری
ها
می
توانند
20.5
%
کربن
دی
اکسید
را
در
زمان
اکسیداسیون
آهن
تثبیت
کنند
.
7
- 8. آهن برای باکتریایی های گزینه بهترین
8
Ferrobacillus ferrooxidans
Acidithiobacillus thiooxidans
Sulfobacillus thermosulfidooxidans
- 9. ماده سازی خالص یا و استخراج
معدنی
-
مس
9
میکروارگانیسم
هایی
که
در
استخراج
مس
بکار
میروند
مشابه
زیس
ت
پاالیندگان
آهن
و
طال
هستند
چرا
که
کانی
های
اکثر
معادن
مس
مخلوطی
از
ترکیبات
حاوی
طال،آهن
یا
سولفات
نیز
هستند
و
به
دلی
ل
شرایط
اسیدیته
مناسب
و
درصد
غلظت
CO2
میکروارگانیسم
های
یکسانی
این
فرایند
را
انجام
می
دهند
.
- 11. معدنی ماده سازی خالص یا و استخراج
-
مس
واکنشی
که
در
پاالیش
مس
توسط
Thiobacillus ferrooxidans
انجام
می
گیرد
به
شرح
زیر
است
:
2Fe2+ + 0.5 O2 +2H+ → 2Fe3+ + H2O
CuS + 2Fe3+→ Cu2++ + 2Fe2+ + S
در
طی
فرایند
اکسیداسیون
chalcopyrite (CuFeS2)
چالکوپیریت
سولفوریک
اسید
نیز
تولید
می
شود
که
می
تواند
اسیدیته
محی
ط
واکنش
را
بیشتر
و
فرایند
را
کند
تر
کند
.
CuFeS 2 + 16Fe3+ + 8H2O → Cu2+ + 17Fe2+ + 2SO4
2+ + 16H+
11
- 13. ماده سازی خالص یا و استخراج
معدنی
-
اورانیوم
اورانینی کانی از استخراج، اورانیوم استخراج موارد از یکی
ت
UO2
توسط که است
T. ferrooxidans
زیر واکنش طی
و شود می انجام
UO2
به ناپذیر حل
UO2
2+
پذیر حاللیت
میشود تبدیل
.
UO 2 + 2Fe 3+ → UO 2
+
2 + 2Fe 2+
13
- 14. میکروارگانیسم پیریت کانی از اورانیوم استخراج دیگر موارد در
Acidithiobacillus. ferrooxidans
قرار تاثیر تحت را اورانیوم مستقیم بطور
است زیر مراحل طبق پروسه بلکه دهد نمی
:
ابتدا
باکتری
سنگ
آهک
پیریت
FeS2
را
در
حضور
سولفوریک
اسید
H2SO4
اکسید
کرده
و
فروس
انحالل
پذیر
Fe2+
و
فریک
Fe3+
تولید
می
کند
.
سپس
Fe2+
برای
تولید
فریک
و
گوگرد
برای
تولید
سولفوریک
اسید
م
جددا
استفاده
می
شود
.
اورانیوم
دی
اکسید
انحالل
ناپذیر
به
وسیله
ترکیب
Fe(SO4)2
به
اورانیوم
سولفات
انحالل
پذیر
تبدیل
می
شود
2S +3O2 + 2H2O--- 2 H2SO4
FeS2+H2SO4 Fe2(SO4)3 + H2O
UO2 + Fe2 (SO4)3 UO2 SO4 + 2 FeSO4
14
- 15. ماده سازی خالص یا و استخراج
معدنی
-
طال
همانطور
که
بررسی
کردیم
سولفور
بهترین
ترکیب
شیمیایی
برا
ی
گیر
انداختن
فلزات
ارزشمد
در
کانی
هاست
.
در
نتیجه
برای
استخراج
طال
از
کانی
هایی
که
حاوی
طال
سولفور
و
فلزات
دیگر
هستند
می
توان
از
باکتری
های
زیر
اسفاده
کرد
:
Acidithiobacillus ferrooxidans,
Acidithiobacillus thiooxidans,
Leptospirillum ferrooxidans
15
- 16. معدنی ماده سازی خالص یا و استخراج
-
طال
پس
از
تجربیات
بسیار
صنعتگران
معدن
متوجه
شدند
که
سیانیدا
سیون
زیستی
بهترین
تکنیک
زیست
فراشویی
در
استخراج
طال
از
ترکی
بات
مختلف
می
باشد؛
Chromobacterium violaceum
Pseudomonas sp. -
Bacillus megaterium
Micrococcus sp
16
- 19. معدنی ماده یک از محیط پاکسازی
خاص
:
فراشویی زیست
محیط
زیست در شده استفاده های میکروارگانیسم
فراشویی
توانایی باید
س ماده بتوانند تا باشند داشته را اسیدی خاصیت ایجاد و اکسیدکردن
می
بیاورند در پذیر انحالل حالت به را نظر مورد
19
- 22. زیست های فرایند
محیطی فراشویی
-
آتوتروفیک
:
Acidithiobacillus thiooxidans مثبت بار با فلزات
اول مکانیسم
:
14Fe2+ + 3.5O2 + 14H+ → 14Fe3+ + 7H2O
S + H2O + 1.5O2 → H2SO4
MeS + 2Fe3+ → Me2+ + 2Fe2+ + S
دوم مکانیسم
:
H2SO4 + materials ) دارای Me( → materials + 2H + MeSO4
22
- 23. مکانیسم این سریعتر روند برای صنعتی های روش در
اسید و آهن های یون مانند نیاز مورد مواد ،ها
شود می افزوده مصنوعی بصورت سولفوریک
.
سوم مکانیسم
(
تیوسولفات مسیر
:)
FeS2 + 6 Fe3+ + 3 H2O → S2O3
+
2 + 7 Fe2+ + 6 H+
چهارم مکانسیم
(
سولفید پلی مسیر
:)
MeS + Fe3+ + H+ → Me2+ + 0.5 H2Sn + Fe2+ (n ≥2)
0.5 H2Sn + Fe3+ → 0.125 S8 + Fe2+ + H+
0.125 ⋅ S8 + 1.5 O2 + H2O → SO4
2- + 2 H+
23
- 24. زیست های فرایند
محیطی فراشویی
-
هتروتروفیک
:
س فاقد های متریال پاالیی زیست برای بیشتر روش این صنعت در
ولفید
میرود بکار
.
در
این
نوع
زیست
پاالیی
به
ارگانیسم
های
هتروتروفی
نیازمندیم
ک
ه
بتوانند
اسید
های
آلی
و
ترکیباتی
تولید
کنند
که
بتوان
به
وس
یله
آن
ها
فلزات
را
از
مواد
و
ترکیبات
دیگیر
استخراج
کرد
.
24
- 27. خاص معدنی ماده یک از محیط پاکسازی
سم فلزات شبه و سنگین فلزات توسط محیطی آلودگی کلی بطور
در ی
است بررسی قابل سطح سه
:
فلزات و خاک سمی فلزات
سنگین
رسوبات
آبی
معادن های پسماند
27
- 31. آلوده آبی رسوبات بایولیچینگ
:
قبل موارد مشابه
های باکتری از استفاده
Acidithiobacillus ferrooxidans
Acidithiobacillus thiooxidans
آسپرژیلوس و سیلین پنی های قارچ یا
تفاوت
:
تا گاها اسیدوفیل های باکتری از استفاده
91
داشته مطلوب نتیجه درصد
درحالیکه است
اس
ت
فا
د
ه
ها قارچ از
44
است داده ارائه نتیجه درصد
31
- 32. معدنی های پسماند بایولیچینگ
(
کاوی معدن
)
بیشترین
میزان
آلودگی
ناشی
از
پسماندهای
معدن
ها
مربوط
به
معا
دن
طال
و
نقره
است
.
باکتری
های
A. ferrooxidans
و
A. thiooxidans
مهمترین
گزینه
ها
برای
ز
یست
پاالیی
آلودگی
پسماند
های
معدنی
هستند
.
که
درصد
باالیی
از
منگنز
و
روی
و
سرب
را
پاالیش
میکنند
در
استفاه
از
این
باکتری
ها
از
سولفور
0.5
درصد
جرمی
و
یک
مدار
الکتریکی
ضغیف
استفاده
میشود
32
- 35. 35
باکتری
قارچ
اتوتروف عموما
هتروتروف
اسیدوفیل عموما
تر گسترده اسیدیته رنج
خاص و خالص سوبترای نیازمند
از استفاده توانایی
گسترده سوبستراهای
اما سریع پاالیش مکانیسم
پرهزینه
کم اما کندتر پاالیش مکانیسم
هزینه
مسیر بهترین
:
سولفوروژنیک
مسیر بهترین
:
سیانوژنیک
کمتر عناصر گستره
بیشتر عناصر گستره
Au, Ag, Pt, Pd, Rh.W-Co, Ga, Ge, Li,
Sb, .
- 36. بازیا
فت
صنعتی های پسماند
:
الک قطعات بازیافت در امروزه و میباشد بایولیچینگ کاربرد جدیدترین
ترونیکی
دارد زیادی کاربرد شده ریخته دور
.
Waste Electrical and Electronic Equipment (WEE)
از پسماندها این پاالیی زیست در
زیست روش دو هر
و اتوتروفیک پاالیی
شود می استفاده هتروتروفیک
36