WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 33 | 34 || 36 | 37 |   ...   | 49 |

«Т. Г. Волова БИОТЕХНОЛОГИЯ Ответственный редактор академик И. И. Гительзон Рекомендовано Министерством общего и профессионального образования Российской Федерации в ...»

-- [ Страница 35 ] --

Применяемое, например, в штате Нью-Мексико (США) выщелачивание отвалов дает суточную добычу меди около 45–50 т; себестоимость меди, получаемой таким способом, в 1.5–2.0 раза ниже, по сравнению с обычными методами гидро- и пирометаллургии. В целом в США 15 % меди получают в процессах бактериального выщелачивания куч и отвалов.

Существенно реже микроорганизмы применяют для выщелачивания в промышленных масштабах урана. Для этого порода или руда должны быть богаты сульфидными минералами и не слишком интенсивно поглощать кислород.

В восточных районах Канады подземное бактериальное выщелачивание применяют для извлечения остаточного урана на выработанных площадках для этого стенки и крыши забоев промывают подкисленной водой.

Развивающиеся естественные железобактерии Thiobacillus ferrooxidans окисляют двухвалентное железо до трехвалентного, которое окисляет четырехвалентный уран до шестивалентного, переводя его в раствор:

UO2 + Fe2(SO4)3 UO2SO4 + 2 FeSO4.

Возможно также прямое окисление урана бактериями:

Спустя 3–4 месяца забои снова промывают. Промывные воды, содержащие уран, собирают; уран извлекают растворителями либо с помощью ионного обмена. Схема добычи урана, обеспечивающая степень его извлечения до 90 %, дана на рис. 5.5.

Возможно применение бактериального выщелачивания в качестве первичной технологии для получения урана, – технология in situ. При этом рудное тело разрушают взрывом для увеличения проницаемости и поверхностной площади. Через скважины руда инжектируется слабым раствором серной кислоты и насыщается воздухом, через них же возможен отвод рудничных вод с извлеченным ураном. Преимуществом данного Рис. 5.5. Схема выщелачивания урановой руды (по J. Johnson, 1985).

метода является его независимость от погодных условий, при этом также не обезображивается поверхность месторождения и не остаются груды отвалов. Однако процесс выщелачивания in situ – более трудоемкий процесс по сравнению с поверхностным выщелачиванием. Чтобы контролировать течение процесса и состояние микроорганизмов приходится создавать специальные инженерные схемы, так как в условиях глубинных залеганий пластов из-за высокого давления, гипербарии кислорода и пр. возможно изменение физиологического состояния железоокисляющих бактерий и как следствие – нарушение технологического цикла.

Наиболее сложным является процесс бактериального выщелачивания в аппаратах – так называемое чановое выщелачивание. Этот тип выщелачивания применяют в горнорудной промышленности для извлечения урана, золота, серебра, меди и других металлов из окисных руд или упорных сульфидных концентратов.

Обычное производство большинства металлов на начальной стадии предусматривает концентрирование металлосодержащего минерала из руды. В концентратах содержание металлов может на порядок превосходить их концентрации в исходных рудах и породах. Бактериальное выщелачивание сульфидных концентратов имеет несомненные достоинства, так как может быть реализовано непосредственно в месте получения концентрата в районе разрабатываемого месторождения без больших и дорогостоящих затрат на транспортировку. Однако лимитирующим моментом бактериального выщелачивания являются довольно низкие скорости протекания этих процессов, а также неполная растворимость некоторых металлов.

Работами последних лет показано, что экономически выгодно получать медь из халькопиритного концентрата, так как скорость выщелачивания может достигнуть до 700 мг/лч, образуемый при этом выщелачивающий раствор содержит 30–50 г/л меди. Разработаны бактериальные технологии получения цинка, меди и кадмия из смешанных сульфидных концентратов с 94 % степенью экстракции названных металлов.

Чановое выщелачивание упорных сульфидных концентратов проводят в проточном режиме в серии последовательно соединенных аппаратах большого объема (30506 м) с перемешиванием, аэрацией при стабилизации рН, температуры и концентрации микроорганизмов в пульпе (рис. 5.6.). Перед загрузкой в аппараты концентраты измельчают и смешивают со слабым раствором серной кислоты.

На ход процесса влияют многие параметры: рН, температура, скорость протока пульпы, а также плотность пульпы и размер частиц концентрата.

Важным моментом чанового выщелачивания является наличие систем, контролирующих и стабилизирующих многие из перечисленных параметров. Результатом этого является эффективное протекание процесса. Схема чанового выщелачивания сульфидных концентратов замкнутая. ОборотНа CN Рис. 5.6. Схема установки чанового выщелачивания металлов (по Г. И. Каравайко, 1984).

1 – контактный чан, 2 – пачук, 3 – чан для сбора оборотных растворов, 4 – обезвоживающий конус, 5 – чан для сбора остатка после выщелачивания, 6 – отстойник конечного продукта, 7 – подача известкового молока, 8 – чан-отстойник, 9 – чан для сбора оборотных растворов, 10 – нутч-фильтр.

ные воды после регенерации используются в качестве питательной среды для бактерий и выщелачивающего раствора.

Определенную проблему при чановом выщелачивании представляет обеспечение процесса инокулятом. При чановом выщелачивании работают с плотными пульпами при концентрации клеток в культуре до 1.0–1. г/л АСБ. Для получения активной микробной культуры существует несколько способов. Наиболее эффективен способ культивирования железоокисляющих бактерий в проточном электрохимическом культиваторе сопряженно с электровосстановлением субстрата. В процессе роста микроорганизмы окисляют двухвалентное железо до трехвалентного, а в ходе электрохимических превращений железо восстанавливается до двухвалентного и снова служит субстратом для микроорганизмов:



В промышленных масштабах чановое выщелачивание применяется при переработке комплексных медно-цинковых концентратов. В составе этих комплексных концентратов присутствует несколько минералов – халькопирит (CuFeS2), пирит (FeS2), сфалерит (ZnS). Сфалерит имеет более низкий ЭП, поэтому из концентрата селективно выщелачивается цинк.

Другие металлы выщелачиваются слабее. Так, если за 72–96 ч выщелачивания извлекается около 90 % Zn, то Cu и Fe, соответственно, 25 и 5 %.

Оловосодержащие концентраты включают пирит, халькопирит, арсенопирит и оловянные минералы в виде окислов олова. Из этого комплекса минералов бактерии окисляют, прежде всего, низкопотенциальный арсенопирит (FeAsS). Мышьяк представляет собой вредную примесь и чрезвычайно затрудняет извлечение олова или золота из таких концентратов.

Селективное бактериальное выщелачивание мышьяка позволяет получить оловянный и медный концентраты. Этот подход также делает перерабытываемыми трудно доступные золотосодержащие концентраты, содержащие пирит и арсенопирит. Золото в таких концентратах тонко вкраплено в кристаллическую решетку и извлечь его методом цианирования можно только после вскрытия или разрушения кристаллической решетки. Пирометаллургический обжиг таких мышьяково-содержащих концентратов сильно загрязняет окружающую среду вредными арсинами (AsH3) и дает низкую степень извлечения благородных металлов, поэтому мало пригоден. Применение бактериального выщелачивания позволяет в экологически безопасном процессе селективно извлечь мышьяк из концентратов и перевести его в раствор. После извлечение мышьяка из таких концентратов удается извлечь методом цианирования до 90 % золота и серебра.

Биосорбция металлов из растворов Ужесточение законов по охране окружающей среды и требования к качеству воды делают необходимым совершенствование существующих и разработку новых, более эффективных методов очистки вод от металлов.

Биологические методы в последние годы находят все большее применение для извлечения металлов из промышленных, а также бытовых сточных вод. Эти методы, в отличие от дорогостоящих физико-химических, характеризуются достаточной простотой и эффективностью. Обычно для этих целей загрязненные металлами воды собирают в отстойниках или прудах со слабым течением, где происходит развитие микроорганизмов и водорослей. Эти организмы накапливают растворенные металлы внутриклеточно или, выделяя специфические продукты обмена, переводят их в нерастворимую форму и вызывают осаждение. Многие микроорганизмы способны накапливать металлы в больших количествах. В ходе эволюции в них сформировались системы поглощения отдельных металлов и их концентрирования в клетках. Микроорганизмы, помимо включения в цитоплазму, способны также сорбировать металлы на поверхности клеточных стенок, связывать метаболитами в нерастворимые формы, а также переводить в летучую форму (рис. 5.7.). Селекция в этом направлении и применение новых генноинженерных методов позволяют получать формы, активно аккумулирующие металлы и на их основе создавать системы биоочистки. Идея использования микроорганизмов для извлечения металлов из растворов, помимо огромного экологического значения, важна также в качестве способа получения экономически важных металлов.

Основными процессами извлечения металлов из растворов с участием микроорганизмов являются: биосорбция, осаждение металлов в виде сульфидов, восстановление шестивалентного хрома.

Рис. 5.7. Возможные типы взаимодействий между металлами (Х) и микробной клеткой С помощью биосорбции даже из разбавленных растворов возможно 100 % извлечение свинца, ртути, меди, никеля, хрома, урана и 90 % золота, серебра, платины, селена.

Внутриклеточное содержание металлов, как установлено, может быть очень значительным – для урана и тория до 14–18 % от АСБ денитрифицирующих микроорганизмов, для серебра – до 30 % АСБ. Недавно установлена способность водорослей, дрожжей и бактерий (Pseudomonas) эффективно сорбировать уран из морской воды.

Способы проведения биосорбции различны: возможно пропускание раствора металлов через микробный биофильтр, представляющий собой живые клетки, сорбированные на угле. Промышленно выпускаются также специальные биосорбенты, например «биосорбент М» чешского производства, изготовленный в виде зерен из микробных клеток и носителя размером 0.3–0.8 мм. Сорбент используют в установках, работающих на ионообменных смолах; его емкость составляет 5 мг урана на 1 г АСБ клеток (максимальная емкость – до 120 мг). Возможно также производство сорбентов на основе микробных полисахаридов. Такие сорбенты можно широко применять в различных, включая природные, условиях, они просты в употреблении. После концентрирования металлов микроорганизмами на следующей стадии металлы следует извлечь из микробной биомассы. Для этого существуют различные способы – как недеструктивные, так и основанные на экстракции путем разрушения (например, пирометаллургическая обработка биомассы или применение кислот и щелочей).

Извлечение металлов из растворов на основе осаждения сульфидов известно давно. Сульфатредуцирующие микроорганизмы выделяют сероводород, который практически полностью связывает растворенные металлы, вызывая их осаждение. На основе данного метода возможно, например, извлечение меди и растворов, содержащих до 8.5 г/л меди в форме цианида; полнота извлечения достигает 98.5 %.

Представляет практический интерес также метод восстановления шестивалентного хрома в растворах. Известны бактерии, способные в анаэробных условиях восстанавливать шестивалентный хром, содержащийся в бытовых сточных водах, до трехвалентного, который далее осаждается в виде Cr(OH)3.

К перспективным направлениям биогеотехнологии металлов относится направление, ориентированное на обогащение руд и концентратов. Весьма эффективным представляется применение для этих целей сульфатредуцирующих бактерий, с помощью которых можно разработать принципиально новые процессы и существенно улучшить существующие.

При проведении процессов флотации окисленных минералов свинца и сурьмы применение сульфатредуцирующих бактерий повышает на 6–8 % извлечение минералов в результате сульфидизации окислов; в процессах флотации церуссита (PbCO3) извлечение свинца возрастает на 20–25 %.



Pages:     | 1 |   ...   | 33 | 34 || 36 | 37 |   ...   | 49 |
 



Похожие работы:

«Соколова Надежда Юрьевна, ИНИОН РАН, и.о. ученого секретаря. В качестве эпиграфа к послесловию (и работе семинара вообще) рискну привести высказывание известного историка и философа науки Томаса Куна: Увеличение конкурирующих вариантов, готовность опробовать что-либо ещё, выражение явного недовольства, обращение за помощью к философии и обсуждение фундаментальных положений – всё это симптомы перехода от нормального исследования к экстраординарному1. Т. Кун представлял развитие науки как...»

«При поддержке ЭНеРГетичеСкий фоРУм Москва, НИТУ МИСиС 5-6 декабря 2012 Международная конференция Электроэнергетика России: генерация, транспорт и распределение. Концепция развития до 2020 года. electro.problema.ru 7 декабря 2012 Международная конференция Уголь России и СНГ 2012 coal.rusmet.ru...»

«Премьер-Министр Республики Казахстан С. Ахметов Утверждены постановлением Правительства Республики Казахстан от 24 октября 2012 года № 1352 Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей 1. Общие положения 1. Настоящие Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей (далее - Правила) разработаны в соответствии с подпунктом 8) статьи 4 Закона Республики Казахстан от 9 июля 2004 года Об электроэнергетике и устанавливают порядок технической эксплуатации электрических...»

«А.Г. Лаптев, М.И. Фарахов, М.М. Башаров и др. Энерго- и ресурсосберегающие технологии и аппараты очистки жидкостей в нефтехимии и энергетике Под редакцией А.Г. Лаптева Отечество Казань 2012 УДК 621.187:612.182 ББК 31.37 Л 24 Авторы: А.Г. Лаптев, М.И. Фарахов, М.М. Башаров, Л.А. Николаева, Н.К. Лаптедульче, Е.О. Шинкевич, Е.С. Сергеева, Ю.М. Демидова, Е.Н. Бородай, А.Н. Долгов, М.М. Фарахов, Г.Г. Сафина Рецензенты: д.х.н., профессор Х.Э. Харлампиди д.т.н., профессор Е.Л. Матухин Л 24 Энерго- и...»

«При составлении каталога были предприняты все усилия для включения в него полной и достоверной информации о компаниях участниках. Данные, опубликованные в каталоге, в полном объеме предоставлены компаниями участниками форума, в связи с чем, ОАО Выставочный павильон Электрификация, не несет ответственность за неточности и упущения в предоставленной информации. © ОАО Выставочный павильон Электрификация, 2013 ПРИВЕТСТВИЕ Участникам и гостям Второго международного форума по энергоэффективности и...»

«A. Резолюции по изменению Устава 1. Общая - Статьи 37 и 38 B. План Действий 1. План Действий – Представлен Исполнительным комитетом ICEM C. Резолюции общего характера 1. Производство электроэнергии – Представлена Профсоюзом работников электроэнергетики, Канада 2. Проект резолюции по суб-регионам в Африке – Представлен профсоюзом FENATICAM, Камерун 3. Политика европейских ТНК в области трудовых отношений за пределами Европы – Представлена профсоюзом Petrol-Is, Турция 4. Достойный труд невозможен...»

«УДК 550.83:556.1(576.1:528) Г.И.Аносов1, А.В. Колосков2, Г.Б. Флеров2 1 – Институт вулканологии ДВО РАН 2 – Институт вулканической геологии и геохимии ДВО РАН ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ УЛЬТРАМАФИТОВ КАМЧАТСКОГО РЕГИОНА С ПОЗИЦИЙ ВИХРЕВОЙ ГЕОДИНАМИКИ. всем известно, что литература доставляет слишком много примеров рассуждений, которые кажутся убедительными для специалистов, их предлагающих, но которые обнаруживают свою несостоятельность или заблуждение автора, когда подвергаются испытаниям с точки...»

«Версия 1.0 Внимание! Книга постоянно дополняется и улучшается благодаря отзывам читателей. Прежде, чем приступить к прочтению, убедитесь, что это самая свежая версия. Самую свежую версию можно скачать в блоге автора по этой ссылке: truelifer.com/truelife http://www.lovesurfing.ru/raw Важное предупреждение Эта книга может слишком сильно повлиять на вас и вашу жизнь. Тут не будет философских размышлений и умных словечек. Только факты и личный опыт. Все, что тут написано - может полностью сломать...»

«ОСНОВЫ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС Для студентов БГУ СОСТАВИТЕЛИ: Н.К. Кисель – доцент кафедры философии и методологии науки факультета философии и социальных наук Белорусского государственного университета, кандидат философских наук, доцент; А.С. Свирид – доцент кафедры философии и методологии науки факультета философии и социальных наук Белорусского государственного университета; кандидат философских наук; О.И. Игнатенко – преподаватель кафедры философии и...»

«Заглавие статьи ЯПОНИЯ-КНР-США И ТАЙВАНЬСКАЯ ПРОБЛЕМА Автор(ы) И. В. ГОРДЕЕВА Источник Азия и Африка сегодня, № 6, Июнь 2013, C. 2-7 АКТУАЛЬНАЯ ПРОБЛЕМА РЕГИОНАЛЬНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ Рубрика Место издания Москва, Россия Объем 35.2 Kbytes Количество слов 4366 Постоянный адрес статьи http://ebiblioteka.ru/browse/doc/35071791 ЯПОНИЯ-КНР-США И ТАЙВАНЬСКАЯ ПРОБЛЕМА Автор: И. В. ГОРДЕЕВА...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.