Бактериално излугване - Добив с излугване на място
Бактериално излугване, селективно извличане на химични елементи от многокомпонентни съединения чрез тяхното разтваряне от микроорганизми във водна среда. Благодарение на бактериалното излугване става възможно извличането на ценни компоненти (мед, уран и др.) Или вредни примеси (например арсен в руди на черни и цветни метали) от руди, производствени отпадъци и др. Първо патентован в САЩ (1958) за добив на мед и цинк.
Бактериалното излугване може да се използва за всички методи на излугване, които не са свързани с повишени налягания и температури. Най-широко използвани за бактериално излугване са тионните бактерии: Thiobacillus ferrooxidans, способни да окисляват сулфидни минерали и двувалентно желязо до оксид (т.нар. железни бактерии) и Th. thiooxidans (т.нар. серни бактерии). Тионните бактерии са хемоавтотрофи, тоест единственият източник на енергия за тяхната жизнена дейност е окисляването на двувалентно желязо, сулфиди на различни метали и елементарна сяра. Тази енергия се изразходва за асимилацията на въглеродния диоксид, отделен от атмосферата или от рудата. Полученият въглерод се използва за изграждане на бактериална клетъчна тъкан. th. ferrooxidans окисляват сулфидните минерали до сулфати директно и индиректно (когато микроорганизмите окисляват железен сулфат до оксид, който е силен окислител и разтворител на сулфиди):
Най-важният фактор при бактериалното излугване е бързото регенериране на железен сулфат от тионови бактерии (Th. ferrooxidans), което в някои случаи ускорява процесите на окисляване и излугване. Оптималната температура за развитие на тионните бактерии е 25--35°C, а рН е от 2 до 4. Тионните бактерии ускоряват разтварянетохалкопирит с 12 пъти, арсенонирит и сфалерит със 7 пъти, ковелин и борнит с 18 пъти в сравнение с конвенционалните химични методи.
В значителен промишлен мащаб бактериалното излужване се използва за купчинно извличане на минерали (мед и уран) от руди in situ. Например, икономически е осъществимо да се възстанови медта чрез бактериално излужване от задбалансови сулфидни руди. Това се прави с водни разтвори на Fe 2 (SO4) 3 в присъствието на Al 2 (SO4) 3, FeSO 4 и тионни бактерии Th. ferrooxidans. Разтворът се подава през маркучи в кладенци, пробити в рудното тяло (фиг. 3); бактериите и железният оксид сулфат окисляват медните сулфиди по схемата:
В различни страни се провеждат проучвания за извличане с участието на тионни бактерии за извличане на много повече. метали (Zn, Co, As, Mn и др.). Работи се за идентифициране на бактерии от други видове за извличане на други минерали. Например, за разтваряне и извличане на злато беше предложено да се използват хетеротрофни бактерии Aeromonas, изолирани от минни води на златни мини.
Простотата на оборудването за бактериално излужване, възможността за бързо размножаване на бактерии, особено при връщане на отпадъчни разтвори, съдържащи живи организми, в процеса, отваря възможността не само за драстично намаляване на разходите за получаване на ценни минерали, но и за значително увеличаване на ресурсите на суровините чрез използване на бедни, задбалансови и загубени (например в стълбове) руди в находища, сметища от отпадъци от обогатяване, прах, шлака и др. , В бъдеще бактериалното излугване отваря възможността за създаване на напълно автоматизирани предприятия за получаване на метали от извънбалансови и изгубени руди директно от недрата на Земята, заобикаляйки сложните комплекси за добив и обработка.
Фиг.3.Схема на подземно бактериално излугване на медна руда: 1 - езерце за отглеждане и регенериране на бактерии; 2 - помпена станция за изпомпване на бактериалния разтвор към рудата; 3 - тръбопровод; 4 - клапан; 5 - колектор; 6 -- полиетиленов маркуч; 7 -- кладенец за напояване на рудното тяло с бактериален разтвор; 8 - напояваната зона на рудното находище; 9 - хоризонтални минни изработки за събиране на бактериален разтвор, обогатен с мед; 10 -- помпа; 11 -- резервоар за разтвори, наситени с мед; 12 - карбуризираща вана за получаване на прахообразна мед; 13 - сушене на циментова мед; 14 - транспортиране на мед до потребителите; 15 - компресорна зала за обогатяване на бактериалния разтвор с кислород.