Микробиологические методы получения металлов
Обновлено: 02.07.2024
Этанол. Синтез этанола в биотехнологии. Добыча металлов микробиологическими методами.
В Бразилии с 1975 г. успешно производят этанол, который используется в качестве горючего. Исходным материалом является сахарный тростник. После сбора урожая тростник измельчают и получают сок. Из сока экстрагируют сахарозу, которая является коммерческим продуктом, однако при этом остается сироп (меласса), содержащий глюкозу и фруктозу. Мелассу можно использовать как исходный материал для ферментации с помощью дрожжей Saccharomy-ces cerevisiae. Этанол перегоняют, чтобы очистить от других продуктов ферментации. В качестве горючего при перегонке используют сухой волокнистый материал, который остается после измельчения сахарного тростника.
Некоторые бразильские автомобили могут работать на чистом спирте, однако обычно к этанолу подмешивают небольшое количество бензина, чтобы исключить его употребление людьми. В 1985 г. было произведено более 11 млрд. дм3 этанола. Производство с целью сохранения бразильской валюты было начато в 1983 г., когда выросли цены на нефть. С тех пор потребление бензина снизилось на 20%. Некоторые автомобили в Бразилии и США могут работать на смеси спирта и бензина, которая называется газохол (рис. 12.24). В США в качестве исходной биомассы для получения этанола используют крахмал из кукурузы. В середине 1980-х гг. его производилось более 2280 млн. дм3 ежегодно.
Несмотря на то что бразильская схема, казалось бы, была удачной, не все идет гладко. Продолжаются дебаты о наиболее экономически выгодном использовании мелассы и о том, не могут ли другие сельскохозяйственные культуры быть более подходящим источником углеводородов. Например, мелассу можно было бы использовать вместо нефти в качестве сырого материала при производстве пластмасс.
Добыча металлов микробиологическими методами
Необходимые человеку металлы, такие как медь, железо, уран, золото, свинец, никель и кобальт, в природе встречаются в виде минералов, которые называют также рудами. В местах, где эти руды сконцентрированы в большом количестве, их добывают, а затем извлекают из них металлы. Только недавно в процессе очистки металлов стал использоваться огромный потенциал микроорганизмов. В качестве примера, иллюстрирующего основные принципы, рассмотрим добычу меди.
Медь — один из первых металлов, использованных человеком. Бронза, представляющая собой сплав меди и олова, была впервые получена более 5000 лет назад; ее широкое применение, когда она ценилась за прочность, режущие свойства, а также за декоративность, послужило основанием для присвоения тому времени названия «бронзовый век». В природе медь обычно встречается в виде сульфидов меди. К примеру, более 50% мировой добычи приходится на пирит CuFeS2, который содержит также железо и серу. Добывать медь из руды очень сложно. Однако давно известно, что медь можно извлечь из воды, которая просачивается через горные породы, содержащие медные руды. Сейчас известно, что этот процесс выщелачивания металлов происходит под действием бактерий. Бактерии превращают нерастворимые металлические соединения в растворимые, например в сульфат меди, из которого гораздо легче экстрагировать медь.
Бактерия, которая играет главную роль в процессе выщелачивания металлов, была идентифицирована в 1947 г. как Thiobacillus ferrooxi-dans. Другие важные бактерии — Т. thiooxidans и Leptospirillum ferrooxidans — растут в кислой среде и способны работать при высоких температурах. Они получают энергию, окисляя неорганические субстраты. Например, Т. ferrooxidans получает энергию за счет окисления содержащегося в руде Fe2+ до Fe3+ и восстановленных форм серы, таких как сульфиды, до серной кислоты. Т. ferrooxidans является автотрофом и по классификации относится к хемоавтотрофам, или хе-мосинтетическим бактериям (табл. 2.3).
Бактериальное выщелачивание сейчас используют во всем мире как дополнительный метод выделения 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, выделенной в США в 1983 г., стоимостью более 300 млн. долл. было получено с использованием этого метода. Преимущества бактериального выщелачивания заключаются в следующем:
1. Можно использовать руды низкого качества. При обычных методах выделения металлов, которые очень дорогостоящи, целесообразно использовать только очень богатые металлом руды. Поэтому после использования обычных методов в районе разработок оставалось много потенциального продукта.
2. 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 большие количества горной породы и образуются горы отходов.
3. 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.)
4. Неконтролируемое выщелачивание из отходов горных разработок привело к загрязнению близлежащих водоемов тяжелыми металлами. Этого можно избежать контролируемым выщелачиванием и извлечением металлов. Подсчитано, что в отвалах горных разработок только на западе США содержится более 33 млн. т меди. Обычно отвалы размещают в долинах, и поэтому металлы могут разноситься речными водами на большие расстояния. Воду, содержащую растворимые выщелоченные металлы, можно собирать у плотины ниже по течению и закачивать на фабрику, которая занимается добычей металлов. Если требуется, то очищенную воду можно повторно возвращать в отвал.
5. Предпринимаются попытки усовершенствовать бактерии, в частности T.ferrooxi-dansc помощью генной инженерии.
Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.
Микробиологические методы получения металлов
помогите! какие существуют микро биологические методы получения металлов?
Добыча металлов микробиологическими методами
Необходимые человеку металлы, такие как медь, железо, уран, золото, свинец, никель и кобальт, в природе встречаются в виде минералов, которые называют также рудами. В местах, где эти руды сконцентрированы в большом количестве, их добывают, а затем извлекают из них металлы. Только недавно в процессе очистки металлов стал использоваться огромный потенциал микроорганизмов. В качестве примера, иллюстрирующего основные принципы, рассмотрим добычу меди.
Медь — один из первых металлов, использованных человеком. Бронза, представляющая собой сплав меди и олова, была впервые получена более 5000 лет назад; ее широкое применение, когда она ценилась за прочность, режущие свойства, а также за декоративность, послужило основанием для присвоения тому времени названия «бронзовый век» . В природе медь обычно встречается в виде сульфидов меди. К примеру, более 50% мировой добычи приходится на пирит CuFeS2, который содержит также железо и серу. Добывать медь из руды очень сложно. Однако давно известно, что медь можно извлечь из воды, которая просачивается через горные породы, содержащие медные руды. Сейчас известно, что этот процесс выщелачивания металлов происходит под действием бактерий. Бактерии превращают нерастворимые металлические соединения в растворимые, например в сульфат меди, из которого гораздо легче экстрагировать медь.
Бактерия, которая играет главную роль в процессе выщелачивания металлов, была идентифицирована в 1947 г. как Thiobacillus ferrooxi-dans. Другие важные бактерии — Т. thiooxidans и Leptospirillum ferrooxidans — растут в кислой среде и способны работать при высоких температурах. Они получают энергию, окисляя неорганические субстраты. Например, Т. ferrooxidans получает энергию за счет окисления содержащегося в руде Fe2+ до Fe3+ и восстановленных форм серы, таких как сульфиды, до серной кислоты. Т. ferrooxidans является автотрофом и по классификации относится к хемоавтотрофам, или хе-мосинтетическим бактериям.
Бактериальное выщелачивание сейчас используют во всем мире как дополнительный метод выделения металлов из руд, главным образом медных и урановых. В выщелачивании участвуют несколько видов бактерий, каждый из которых вносит свой уникальный вклад. Более 10% меди, выделенной в США в 1983 г. , стоимостью более 300 млн. долл. было получено с использованием этого метода. Преимущества бактериального выщелачивания заключаются в следующем:
1. Можно использовать руды низкого качества. При обычных методах выделения металлов, которые очень дорогостоящи, целесообразно использовать только очень богатые металлом руды. Поэтому после использования обычных методов в районе разработок оставалось много потенциального продукта.
2. 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 большие количества горной породы и образуются горы отходов.
3. 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. )
4. Неконтролируемое выщелачивание из отходов горных разработок привело к загрязнению близлежащих водоемов тяжелыми металлами. Этого можно избежать контролируемым выщелачиванием и извлечением металлов. Подсчитано, что в отвалах горных разработок только на западе США содержится более 33 млн. т меди.
5. Предпринимаются попытки усовершенствовать бактерии.
Презентация по химии на тему "Получение и применение металлов"
Николай Николаевич Бекетов (1827—1911)
Русский физико-химик. Способствовал развитию физической химии как самостоятельной области науки. Открыл химический процесс вытеснения металлов из растворов их солей под действием других металлов и водорода.
ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ
Это – методы, основанные на электролизе
CuCl2Cu+Cl2
Эл.ток
Гемфри Дэви (1778—1829)
Английский химик и физик. Один из основателей электрохимии. Путем электролиза солей и щелочей получил калий, натрий, барий, кальций, амальгаму (раствор металла в ртути) стронция и магния.
Прибор для электролиза раствора хлорида меди
Окислительно-восстановительные реакции, протекающие на электродах при прохождении постоянного электрического тока через раствор электролита, называются ЭЛЕКТРОЛИЗОМ.
МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД
Основан на использовании жизнедеятельности бактерий. Тионовые бактерии могут переводить сульфиды в сульфаты.
Тиобактерии – это группа бактерий, способных окислять сероводород и другие восстановленные соединения серы. Используют освобождающуюся при этом энергию для усвоения углекислого газа в процессе хемосинтеза. К этому виду бактерий относят также ряд фотофторных пурпурных и зеленых бактерий. Обитают в пресных и соленых водах.
Хемосинтез – процесс образования некоторыми бактериями органических веществ из двуокиси углерода за счет энергии, полученной при окислении неорганических соединений (аммиака,соединений серы, закисного железа и др.). Хемосинтезирующие бактерии, наряду с фотосинтезирующими растениями и микробами составляют группу автотрофных организмов. Хемосинтез открыт в 1887 году С.Н.Виноградским.
ПОЛУЧЕНИЕ ЦИНКА
Цинк в природе встречается только в соединениях. Важнейшие их них – минерал цинковая обманка ZnS и цинковый шпат ZnCO3.Если металл встречается в природе в соединении с серой, то для получения его в свободном состоянии руду обжигают и из оксида восстанавливают металл:
2ZnS + 3O22ZnO + 2SO2 ↑
ZnO + CZn + CO ↑
t
t
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЦИНКА
Цинк – голубовато-серебристый металл
При обычной температуре хрупок.
При температуре 100-150 град.С хорошо прокатывается в листы.
Выше 200 град.С становится очень хрупким.
Плавится при температуре 419,5 град.С.
*
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЦИНКА
Цинк на воздухе устойчив, так как покрывается тонким слоем оксида, предохраняющего его от дальнейшего окисления. Вода при обычной температуре на цинк практически не действует. При повышенной температуре цинк становится активным и реагирует с простыми веществами – с галогенами, кислородом и серой:
Zn + Cl2ZnCl2
2Zn + O22ZnO
Zn + SZnS
t
t
t
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЦИНКА
Со сложными веществами – с растворами кислот, щелочей и водой – в зависимости от условий цинк реагирует по разному.
Zn + 2NaOHNa2ZnO2 + H2↑
Zn + 2NaOH + 2H2O Na2[Zn(OH)4] + H2 ↑
Zn + H2OZnO + H2 ↑
t
t
t
Из приведенных примеров видно, что цинк (как и алюминий) обладает двойственной природой, а его оксид и гидроксид – амфотерными свойствами.
ПРИМЕНЕНИЕ ЦИНКА
Так как при обычных условиях на цинк не действуют ни кислород воздуха, ни вода, то основная масса цинка расходуется на защитные покрытия железных листов и стальных изделий. Цинк применяют для получения технически важных сплавов :
с медью (латуни)
алюминием и никелем,
а также для производства цинково-угольных гальванических элементов
ПРИМЕНЕНИЕ ЦИНКА
Оксид цинка ZnO – рыхлый белый порошок, желтеющий при нагревании, но при охлаждении снова становящийся белым. Оксид цинка применяется для изготовления белой масляной краски (цинковые белила), в медицине и косметике (для приготовления различных мазей); значительная часть получаемого оксида цинка используется в качестве наполнителя резины.
Сульфат цинка ZnSO4. Из водного раствора выделяется в виде кристаллогидрата состава ZnSO4*7H2O и в таком виде называется цинковым купоросом. Применяется при крашении и ситцепечатании, при гальваническом цинковании (в качестве главного компонента электролита), в медицине, а также служит исходным веществом для получения других соединений цинка.
ПРИМЕНЕНИЕ ЦИНКА
Хлорид цинка ZnCl2. Эту соль трудно получить в безводном состоянии. Обычно она содержит около 5% воды и гидроксохлорида. Раствор ZnCl2 применяется для травления металлов; при паянии он способствует удалению оксидов с поверхности металла в момент пайки. Для этой же цели при пайке и сварке металлов применяется тетрахлороцинкат аммония (NH4)2[ZnCl4] (или ZnCl2*2NH4Cl).
Сульфид цинка ZnS. Это один из немногих сульфидов, имеющих белый цвет. Сульфид цинка получается при действии сульфидов щелочных металлов или аммония на соли цинка: Zn2+ + S2- = ZnS↓. Сульфид цинка, а также оксид цинка входят в группу веществ, обладающих способностью люминесцировать – испускать холодное свечение в результате действия на них лучистой энергии или электронов. Явление люминесценции широко используется в науке и технике. Так, большое значение приобрел люминесцентный анализ, люминесцентные лампы применяются для освещения, люминесцентные экраны – важнейшая часть электронно-лучевых трубок.
Краткое описание документа:
В презентации показаны различные способы получения и применения металлов: железа и его сплавов, меди, цинка, алюминия.
Описаны пирометаллургический, гидрометаллургический, электрометаллургический и микробиологический методы получения металлов. Представлены уравнения химических реакций при различных способах получения металлов.
Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей
Более 3 000 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения
Способ извлечения благородных металлов из обедненных руд
Использование: для выщелачивания золота и серебра из обедненных руд с использованием биореагентов. Сущность способа: исходное минеральное сырье выщелачивают с помощью окислителя и биологической жидкости, содержащей аминокислоты и представляющей собой раствор продуктов жизнедеятельности дрожжей родов Saccharomyces, Kluyveromyces или Pichia. 1 табл.
Изобретение относится к области биометаллургии и касается извлечения золота и серебра из трудно перерабатываемого и обедненного минерального сырья.
Предлагаемый способ применим, прежде всего, для извлечения благородных металлов из бедных, забалансованных и потерянных руд, при освоении частично или полностью отработанных месторождений минералов типа кварцитов и в меньшей степени пригоден для извлечения золота и серебра из сульфидных руд.
Методы извлечения из минерального сырья таких благородных металлов, как золото и серебро условно можно разделить на три группы: методы химические, микробиологические и химико-микробиологические.
Химические методы основаны на окислении нерастворимых соединений благородных металлов, в дальнейшем получение их водорастворимых комплексов, сорбционном или экстракционном их выделении и освобождении целевых продуктов из комплексов.
Наибольшое распространение имеет цианидный метод, заключающийся в том, что руду подвергают обработке энергичными окислителями (перманганат калия, нитрит натрия и др.) в щелочной среде, ионы благородных металлов связывают в водорастворимые цианидные комплексы добавлением цианида натрия, комплексы сорбируют на активированном угле или ионнообменных смолах с последующих выделением целевого продукта из комплекса.
Известен один из вариантов цианидного метода, состоящий в том, что исходное минеральное сырье обрабатывают водным раствором азокрасителя ализарина, затем вводят цианид натрия, перекись бария и окись кальция и после взбалтывания в течение 12 ч добиваются 84-85-ного извлечения золота в раствор.
Недостатки этого способа высокая токсичность цианидов и возникающие экологические проблемы.
Микробиологический метод основан на использовании биологических потенций живых микpооpганизмов для непосредственного растворения благородного металла, вкрапленного в минералы.
Известен способ выделения серебра из сульфидных руд, заключающийся в том, что руду инокулировали суспензией клеток тиобактерий в питательной среде и подвергали периодическому или непрерывному выщелачиванию. Использовались разные составы питательных сред. Размер частиц руды составлял 15+60 меш.
Максимальное количество выщелачиваемого серебра составляло 23% спустя 1 неделю после начала процесса и около 75% через 49 дней.
Недостатки микробиологических методов состоят в длительности процессов, в том, что микробные культуры могут терять металлорастворяющую активность, в том, что в нестерильных условиях активные культуры могут вытесняться посторонней микрофлорой.
Химико-микробиологические методы сочетают приемы химического и микробиологического методов.
Известен метод извлечения благородных металлов из упорных сульфидных руд, заключающийся в том, что руду предварительно подвергают микробиологическому выщелачиванию, а затем металлы добывают цианидным способом.
В некоторых случаях после бактериального вскрытия извлечение золота приемами флотации достигает 90-98% а из остатков бактериального выщелачивания золотосодержащих концентратов цианированием извлекается 84-90% золото.
Известный метод несмотря на высокие экономические характеристики сохраняет существенные недостатки химических способов выделения благородных металлов из руд.
Более близким к предложенному по технической сущности можно признать метод выделения благородных металлов из руд, предусматривающий использование продуктов микробиологической деятельности. Один из его вариантов состоит в том, что минеральное сырье типа полевых шпатов или кварцитов подвергают выщелачиванию культуральной жидкостью Bacillus mesentericus niger 129 в присутствии окислителя перекиси натрия с последующим извлечением золотосодержащего комплекса с помощью активированного угля или ионообменных смол и освобождением целевого продукта из комплекса. Культуральная жидкость должна содержать не менее 5 г/л золоторастворяющих аминокислот, 4% белка. Процесс выщелачивания должен проводиться в щелочной среде с рН 9,0-11,0, а минеральное сырье желательно иметь в мелкодисперсном виде. Использованная бактериальная культура была выделена из золотоносного месторождения и для получения культуральной жидкости специально нарабатывалась. В качестве наиболее активных золоторастворяющих аминокислот упоминаются глицин, аспарагин, аспарагиновая кислота, аланин, фенилаланин, гистидин, глутаминовая кислота, метионин, серин, треонин. Максимальное извлечение золота в раствор достигало 60-80% за 10 сут перколяционного выщелачивания руды с размером зерен 0,2 мм. Показатели выделачивания зависят от характера рудной минерализации, величины частиц золота, содержания аминокислот в биологической жидкости и от длительности выщелачивания. При использовании растворов индивидуальных аминокислот наиболее высокие концентрации золота в растворах установлены только в длительных опытах от 60 сут и более.
Недостатки этого способа длительность процесса, его отработанность только для лабораторных условий, а также необходимость специального выращивания микроорганизмов для получения культуральной жидкости.
Наиболее близкий к предложенному способ, принятый за прототип, состоит в том, что бедное по содержанию золота исходное сырье обрабатывают в присутствии окислителя щелочным гидролизатом биомассы дрожжей Aspergillus niger 119, являющийся отходом производства лимонной кислоты. Из кварц-карбонатных руд было извлечено 72,1% золота после трех стадий обработки по 72 ч каждая, а из песчано-глинистых руд, содержащих тонкодисперсное золото крупностью не более 5 мкм 72,7% золота после 16 сут перколяции.
При ряде достоинств способ-прототип также не лишен недостатков, главный из которых длительность процесса.
Цель изобретения ускорение процесса извлечения золота из минерального сырья при использовании доступных средств, в частности отходов других производств.
Эта цель была достигнута в результате того, что для извлечения золота и серебра были использованы продукты жизнедеятельности дрожжей родов Saccharomeces, Kluyveromyces.Pichia биологические жидкости, содержащие аминокислоты.
Как биологические жидкости могут быть использованы содержащие аминокислоты фракции разрушенных различным образом клеток дрожжей родов Saccharomeces, Kluyveromyces, Pichia осветленные и неосветленные, фракционированные и нефракционированные гидролизаты дрожжей, культуральные жидкости, фильтраты культуральной жидкости или подобные материалы.
Разрушение обычно осуществляют механическими средствами или гидролизом клеток известными приемами. Наиболее удобно использовать биологические жидкости, которые являются отходами некоторых биотехнологических производств, предусматривающих разрушение дрожжевых клеток и последующее выделение микробных метаболитов, таких как ферменты. В частности, удобно использовать отход производства фермента супероксиддисмутазы или отходы производства цитохрома С из дрожжей Pichia membranaefaciens.
При соотношении концентраций аминокислот и ионов золота в растворе 10:1 50: 1 и рН 9-11 образуются достаточно стабильные комплексы с аминокислотными лигандами, поэтому упомянутые параметры процесса желательно обеспечивать.
Как окислителя целесообразно использовать перманганат калия, нитрит натрия, гипохлорид натрия и др. Концентрация окислителя должна быть соизмеримой с концентрацией аминокислот.
Процесс выщелачивания длится обычно 10-24 ч. При этом в раствор переходит около 80% золота и примерно 70% серебра. Выщелачивание лучше проводить при температуре порядка 50 о С и в присутствии хлористого натрия как высаливающего агента в концентрации в среднем 10 г/л.
Выщелачивание можно осуществлять как в статических условиях, например в реакторах с механическим или пневматическим перемешиванием или в кипящем слое, так и в динамических условиях, в частности в перколяционных колоннах.
Одним из вариантов техники улавливания водорастворимых комплекса золота и серебра, пригодных для промышленного освоения, является их сорбция на угле, который можно вводить непосредственно в пульпу. Сорбционная емкость угля составляет 5,8 кг благородного металла на 1 т угля. В качестве сорбента могут быть использованы и ионообменные смолы.
Было установлено, что продукты жизнедеятельности дрожжевых клеток вышеупомянутых родов содержат значительные количества золоторастворяющих аминокислот, а возможно, и другие соединения, способствующие растворению золота.
В качестве примера в приводимой далее таблице указан аминокислотный состав осветленной фракции разрушенных клеток или двух видов дрожжей.
Исходя из полученных данных, в 1 л биологических жидкостей, используемых при выщелачивании, содержание аминокислот составляет в среднем 34,0-37,6 г/л, а среднее содержание белка 35,3 г/л.
Не представляется очевидной высокая эффективность биологических жидкостей на их основе в процессе выщелачивания благородных металлов из кварцитных руд и приемлемость этих биологических жидкостей для использования в промышленных масштабах.
Предлагаемый способ был опробован при выщелачивании бедных по содержанию золота и серебра руд промышленного месторождение Петелово в Болгарии и показана его технологическая и экономическая эффективность.
П р и м е р 1. Выщелачиванию подвергалась кварцитная руда месторождения Петелево в Болгарии. Минеральный состав руды следующий, Двуокись кремния 75,0 Окись алюминия 10,0 Окись кальция 1,5 Окись магния 1,7 Окись железа закисного 8,5 Сера 1,5 Золото 1,0 Серебро 2,0 Содержание золота в руде составляло 0,96 г/т, а серебра 2,8 г/т.
Руда была тонко измельчена, промыта водой, и были отброшены частицы, большие по размеру 5 мм. Мелкая фракция была классифицирована по размеру и на выщелачивание направили фракцию с размером частиц менее 0,25 мм, которую дополнительно подвергали помолу и довели размер частиц до 0,044 мм. 200 г тонкодисперсной породы поместили в реактор с механическим перемешиванием, заполненный 1 л выщелачиваемой среды. Выщелачивающая среда содержала 5 г (в расчете на сухой вес) осветленного гидролизата дрожжей Pichia memranaefaciens как биологической жидкости, 5 г перманганата калия как окислителя и 10 г хлористого натрия, как высаливающего агента. В выщелачивающей среде содержалось 36,4 г/л аминокислот и 2,5 г/л белка. Значение рН суспензии было доведено до 10,0. Выщелачивание проводили при температуре 21 о С, интенсивности перемешивания 600 об. мешалки в минуту, скорости продувания воздуха 10 объемов воздуха на 1 объем раствора в час в течение 24 ч.
В водный раствор было извлечено 72% золота и 59% серебра.
При цианировании этой руды было извлечено 71,8% золота и 58,1% серебра.
П р и м е р 2. Выщелачиванию подвергалась золотоносная порода, состоящая преимущественно из гидроокислов железа. Содержание золота составляло 1,4 г/т породы, а серебра 4,4 г/т. Выщелачивание проводили в условиях, описанных в примере 1.
Было извлечено 82% золота и 63% серебра.
П р и м е р 3. Выщелачиванию подвергалась кварцитная порода, описанная в примере 1. Процесс осуществляли в реакторе с механическим перемешиванием при плотности суспензии 30% Выщелачивающий раствор содержал 5 г/л (в расчете на сухой вес) неосветленного гидролизата дрожжей Kluyveromyces fragilis как биологической жидкости и 5 г/л нитрита натрия как окислителя. В выщелачиваемой среде содержалось 34,0 г/л аминокислот 3,2 г/л белка. Значение рН суспензии было доведено до 10,5. После 12 ч выщелачивания при 23 о С было извлечено 44% золота и 32% серебра, а после 24 ч соответственно 71 и 57% П р и м е р 4. Выщелачиванию подвергалась руда, описанная в примере 2. Процесс осуществлялся в условиях, описанных в примере 1, но в качестве биологической жидкости использовали отход производства ферментного препарата супероксиддисмутазы. Этот отход представлял собой суммарную фракцию разрушенных дрожжевых клеток Saccharomyces lactis.
При получении супероксиддисмутазы дрожжевые клетки разрушают, выделяют микросомную фракцию и извлекают из нее фермент. Поэтому отходом производства фермента и одновременно биологической жидкостью служили клеточные фракции, получаемые при выделении микросом, и остатки фракций после извлечения фермента.
Биологическая жидкость вносилась в выщелачивающую среду в конечной концентрации, соответствующей содержанию 5 г/л гидролизата дрожжей в расчете на сухой вес. Конечная концентрация аминокислот в выщелачивающей среде составляла 35,3 г/л, а белка 7,9 г/л.
После 24 ч выщелачивания было извлечено 87% золота и 74% серебра.
П р и м е р 5. Выщелачиванию подвергали кварцитную руду, описанную в примере 1. В качестве биологической жидкости использовали культуральную жидкость Saccharomyces lactis. Измельченную до размеров 0,25 мм руду помещали в реактор, заливали биологической жидкостью и вносили гипохлорит натрия как окислитель. Содержание аминокислот в биологической жидкости (культуральной жидкости) составляло 6,3 г/л, конечная концентрация окислителя равнялась 6,5 г/л, рН доводился до значения 10,7. После 24 ч выщелачивания при температуре 50 о С содержание золота составило 49,1% и серебра 37,0% от содержания в руде. В пульпу было внесено 1 г/л угля и комплекс солей золота и серебра был извлечен из раствора сорбционным методом. Было выделено 37% золота и 34,0% серебра от количества, содержащегося в руде, и 88,3% и 90,1% от количества, содержащего в растворе.
П р и м е р 6. Выщелачиванию подвергалась кварцитная руда, описанная в примере 1. После измельчения до размеров частиц около 10 мм руда была загружена в перколяционную колонну высотой 2300 мм и внутренним диаметром 105 мм. Всего было загружено 30 кг измельченной руды. В колонну со скоростью 50 л/т породы за 24 ч подавался выщелачивающий раствор, состоящий из фильтрата культуральной жидкости Pichia memranaefaciens с концентрацией аминокислот 5,5 г/л и раствора перманганата калия как окислителя с концентрацией 5 г/л.
После выщелачивания в течение 90 дней при температуре 27 о С выделено 68% золота и 55% серебра.
Как видно из приведенных примеров, все использованные биологические жидкости оказались эффективными для выщелачивания золота и серебра и за сутки выщелачивания достигалась высокая степень извлечения благородных металлов. Значительное увеличение размера частиц выщелачиваемого минерала против обычно принятой ступени его дисперсности, как видно из последнего примера, значительно удлиняет процесс выщелачивания.
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ОБЕДНЕННЫХ РУД, включающий предварительную подготовку минерального сырья, его выщелачивание окислителем и биологической жидкостью на основе продуктов жизнедеятельности дрожжей, содержащей аминокислоты, с последующим выделением благородных металлов из полученного раствора, отличающийся тем, что, с целью сокращения длительности процесса, в качестве биологической жидкости используют раствор продуктов жизнедеятельности дрожжей родов Saccharomyces, Kluyveromyces или Pichia.
Читайте также: