CC BY
238
- © О.О. Левенец, Т.С. Хайнасова,
Л.А. Позолотина, 2016
УЛК 550.72
О.О. Левенец, Т.С. Хайнасова, Л.А. Позолотина
МОДИФИЦИРОВАНИЕ ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕД ДЛЯ МИКРООРГАНИЗМОВ В ЦЕЛЯХ УЛУЧШЕНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ БИОВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ
Приведен обзор применения различных питательных сред для хемо-литотрофных микроорганизмов в процессах биовышелачивания за последние 10 лет. Выявлены основные компоненты, на основе которых строятся модификации сред в зависимости от вида культивируемого микроорганизма, типа его питания, а также от особенностей физико-химических параметров вышелачивания. Оценена возможность извлечения ионов Р04 - и из руды в жидкую фазу пульпы путем экспериментального исследования вышелачивания сульфидной кобальт-медно-никелевой руды дистиллированной водой. Ключевые слова: биовышелачивание, хемолитотрофные микроорганизмы, физико-химические параметры, питательная среда, среда Сильвермана и Люндгрена, сульфат аммония, ортофосфат калия.
Успех выделения новых или уже известных микроорганизмов, активных в процессах окисления элементной серы, закисного железа и сульфидных минералов и руд, в значительной степени зависит от используемых питательных сред. В монографии Г.И. Каравайко с соавторами [1] приведен обширный перечень питательных сред для выделения и культивирования как мезофильных, так и термофильных железо-, серо- и сульфидокисляющих бактерий и архей. Наиболее широкое распространение и применение получили следующие среды:
1) среда Летена для Acidithiobacillus ferrooxidans и других железоокисляющих бактерий (г/л): (NH4)2SO4 - 0,15; KCl -0,05; MgSO4-7H2O - 0,5; KH2PO4 - 0,1; Ca(NO3)2-4H2O -0,01; 10 %-ный раствор FeSO4-7H2O - 10 мл;
2) среда Сильвермана и Люндгрена 9К для Acidithiobacillus ferrooxidans (г/л): (NH4)2SO4 - 3; KCl - 0,1; K2HPO4 - 0,5; MgSO4-7H2O - 0,5; Ca(NO3)2-4H2O - 0,01; FeSO4-7H2O - 44,2 (в прописи данной среды индекс «9К» означает, что в ней со-
держится 9 г/л Fe2+; также используют данную среду без добавления соли железа, можно обозначить ее индексом «0К»);
3) плотная среда Маннинга для железоокисляющих бактерий (г/л): FeSÜ4-7H2O - 33,4; (NH4)2SÜ4 - 6,0; KCl - 0,2; MgSÜ4-7H2O - 1,0; Ca(NÜ3)2-4H2Ü - 0,02; очищенный агар L28 - 7,0;
4) среда Норриса и Келли для Leptospirillum ferrooxidans (г/л): (NH4)2SÜ4 - 0,2; MgSÜ4-7H2Ü - 0,4; K2HPÜ4 - 0,1; FeSÜ4-7H2Ü - 50 ммоль/л;
5) среда Ваксмана для Acidithiobacillus thiooxidans (г/л): (NH4)2SÜ4 - 0,2; KH2PÜ4 - 3,0; MgSÜ4-7H2Ü - 0,5; CaCl2-6H2Ü - 0,25; FeSÜ4-7H2Ü - следы; серный цвет (S0) -10,0;
6) среда «S» Постгейта для бактерий, близких к тиобацил-лам (г/л): сера - 10,0 (или Na2S2Ü3-5H2Ü - 5,0); (NH4)2SÜ4 -2,0-4,0; KH2PÜ4 - 2,0-4,0; MgSÜ4-7H2Ü - 0,5; CaCl2-6H2Ü -0,25; FeSÜ4-7H2Ü - 0,01.
Все эти среды объединяет наличие комплекса основных биогенных элементов, а также какого-либо источника энергии -например, соли закисного железа, элементной серы или восстановленных соединений серы. Как правило, в технологических процессах биовыщелачивания источником энергии для хемолитотрофных микроорганизмов служит сам выщелачиваемый субстрат (руда, концентрат, минералы), а также высвобождающиеся из него двухвалентное железо и элементная сера [2-5].
Tan и Chen [6] исследовали процессы адсорбции Acidithiobacillus ferrooxidans к поверхности халькопирита, пирита, борнита, смешанной руды, кварца. В качестве питательной среды использовали 10-2 M раствор K2SÜ4 и среду Силь-вермана и Люндгрена 9К без соли Ca(NÜ3)2-4H2Ü. Данное исследование показало следующие результаты: 2,91 % (покрытие поверхности) - борнит с 9К; 2,44 % - борнит с 10-2 M K2SÜ4; 1,76 % - PLL-кварц с 10-2 M K2SÜ4; 1,71 % - халькопирит с 10-2 M K2SÜ4; 1,71 % - смешанная руда с 9К. Yaghobi Moghaddam и др. [7] при моделировании и оптимизации параметров процесса бактериального выщелачивания с целью повышения степени извлечения меди из бедной руды использова-
ли стандартную среду 9К с добавлением в нее, помимо железа, серной пудры в качестве источника энергии. Yang и др. [8] смоделировали процесс кучного выщелачивания, исследуя биовышелачивание бедной медной руды в колоннах. Чистые культуры A. ferrooxidans и смешанные культуры данной бактерии с гетеротрофом Acidiphilium sp. выращивались в среде 9К без нитрата кальция с 44,7 г/л FeSO4-7H2O. В экспериментах по бактериально-химическому выщелачиванию использовали среду Сильвермана и Люндгрена без кальция и железа.
В мире широко развита практика модифицирования общеизвестных питательных сред путем как варьирования концентраций основных солей, так и заменой некоторых компонентов. Например, d'Hugues с коллегами [9] в своих исследованиях биовыщелачивания пиритного концентрата в проточном режиме в каскаде перемешивающих реакторов использовали среду «0Кт» - модифицированную 9К без железа (г/л): (NH4)2SO4 - 3,7; H3PO4 - 0,8; MgSO4-7H2O - 0,52; KOH -0,48. Eisapour и др. [10] в работах по оптимизации чанового биовыщелачивания урана модифицировали среду 9К следую-шим образом (г/л): (NHbSO4 - 2,0; K2HPO4 - 0,5; MgSO4-4^O -0,5; KCl - 0,1; Ca(NO3)2-4H2O - 0,01; FeSO4-7H2O - 20.
Gericke и др. исследовали чановое биовышелачивание сложных медьсодержащих полиметаллических концентратов [11], чановое биовыщелачивание бедных халькопиритных концентратов с контролем окислительно-восстановительного потенциала в пульпе [12], а также биовыщелачивание медно-никелевых сульфидных концентратов [13]. Данная научная группа использовала вариацию среды 0К без кальция и с пониженным содержанием азота (г/л): (NH4)2SO4 - 1,0; MgSO4-7H2O - 0,5; KCl - 0,1; K2HPO3 - 0,5.
Qin и др. [14] культивировали умеренно термофильные хемолитотрофные микроорганизмы в стандартной среде 9К, а биовыщелачивание халькопирита проводили в модифицированной среде 0К (г/л): (NH^SO4 - 3; K2HPO4 - 0,5; 2 % дрожжевой экстракт.
Питательная среда 9К является самой богатой по количеству входящих в нее компонентов и их концентрациям. Среды Норриса и Летена представляют собой, по сути, тоже моди-
фикации среды 9К. В состав среды Норриса входят три соли -сульфаты аммония и магния и гидроортофосфат калия, причем взяты они в меньших концентрациях, чем в стандартной среде 9К. Среду Норриса использовали:
1) Cancho и др. [15] в исследованиях проточного биовыщелачивания халькопиритного концентрата умеренно термофильными микроорганизмами в каскаде реакторов;
2) De Souza и др. [16] при изучении биологического и химического выщелачивания цинка;
3) Ahmadi и др. [17] в процессе создания кинетической модели биовыщелачивания сульфидных медных концентратов.
В сравнительном исследовании особенностей биовыщелачивания сульфидов цинка Shi с коллегами [18] использовали штамм A. ferrooxidans и штамм MLY умеренно термофильной железоокисляющей бактерии, для которых несколько модифицировали среду Летена (г/л): (NH4)2SO4 - 0,15; KCl - 0,05; K2HPO3 - 0,05; MgSO4-7H2O - 0,5; Ca(NO3)2 - 0,01; Fe2+ -10,0. Для штамма MLY в данную среду добавляли 0,5 г/л дрожжевого экстракта.
Cameron [19] исследовал различные аспекты биовыщелачивания бедных сульфидных никелевых руд. Культивирование выщелачивающих хемолитотрофных микроорганизмов он осуществлял в модифицированной среде Тувинена и Келли (Tuovinen and Kelly) - mTK, широко используемой в лабораторных экспериментах по бактериально-химическому выщелачиванию в мезофильных условиях (г/л): (NH4)2SO4 - 0,5; K2HPO4 -0,5; MgSO4-7H2O - 0,5; FeSO4-7H2O - 43,4. В экспериментальных исследованиях процессов биовыщелачивания Cameron использовал среду McCready (г/л): (NH4)2SO4 - 0,0661; K2HPO4 - 0,0174; MgSO4-7H2O - 0,123; FeSO4-7H2O - 33,4. Среда McCready - бедная по содержанию солей, изначально предназначалась для биовыщелачивания урана, сейчас широко применяется в процессах кучного биовыщелачивания различных руд.
Kazadi и Petersen [20] в исследованиях кинетики биологического окисления закисного железа при низком соотношении Fe3+/Fe2+ использовали штамм Leptospirillum ferriphilum, культивируемый в питательной среде следующего состава (г/л): Fe2+
(в виде FeSO4-7H2O) - 5,0; K2SO4 - 1,11; (NH4)2HPO4 - 0,53; (NH4)2SO4 - 1,83.
Liu с коллегами [21] исследовали влияние состава питательной среды на рост бактерии Acidithiobacillus thiooxidans. За основу они взяли базовую среду для культивирования бактерий (г/л): KH2PO4 - 1,0; (NH4)2SO4 - 2,54; MnSO4 - 0,02; MgSO4 -0,1; CaCl2 - 0,03; FeCl3 - 0,02; пудра S0 - 5,0; нистатин - 0,1; pH 4,0. Для выявления оптимальных концентраций компонентов среды использовали модель типа «искусственная нейронная сеть», варьируя значения концентраций солей в следующих диапазонах (г/л): KH2PO4 - 1,0-3,7; (NH4)2SO4 - 3,5-6,0; MgSO4 - 0,65-0,80; пудра S0 - 15-45. В результате определен оптимальный состав среды (г/л): KH2PO4 - 1,0; (NH4)2SO4 -3,5; MgSO4 - 0,65; пудра S0 - 23,0.
В работе, посвященной особенностям поведения серы и ее соединений в процессах выщелачивания халькопирита умеренным термофилом Sulfobacillus thermosulfidooxidans, Xia и др. [22] использовали среду следующего состава (г/л): (NH4)2SO4 -1,5; KH2PO4 - 0,25; MgSO4-7H2O - 0,25; CaC^^O - 0,01; дрожжевой экстракт - 0,2.
Левенец и др. [23] были проведены экспериментальные исследования бактериально-химического выщелачивания сульфидной кобальт-медно-никелевой руды месторождения Шануч (Камчатка) с использованием в качестве питательной среды для хемолитотрофных бактерий различных вариаций (по концентрации азота и фосфора) среды 0К, среды 0К-0 с хлоридными формами биогенных элементов, раствора минерального удобрения, а также водопроводной и морской воды. Установлено, что наивысшие показатели извлечения никеля в раствор достигаются при использовании среды 0К с 0,064 г/л азота и 0,09 г/л фосфора, а также при использовании среды 0К с 0,64 г/л азота и 0,009 г/л фосфора, в то время как в стандартной среде 9К (и 0К) содержится 0,64 г/л азота и 0,09 г/л фосфора.
Представляет интерес оценка возможности высвобождения ионов PO43- и NH4+ из руды в жидкую фазу пульпы для дальнейшего их использования выщелачивающими бактериями. Высвобождение достаточного количества основных биогенных элементов из выщелачиваемой руды позволило бы снизить ма-
териальные затраты на поддержание питательной среды для бактериальной культуры. Для проверки данной гипотезы авторами проведены экспериментальные исследования по выщелачиванию сульфидной кобальт-медно-никелевой руды месторождения Шануч (Камчатка). Содержание в ней рудных минералов - 60-65 %, из которых 85-90 % - пирротин, 5-6 % -пентландит, 2-5 % - халькопирит, 0,2-0,5 % - виоларит, 0,20,4 % - пирит. Содержание металлов: Ni - 4,32 %, Cu -0,61 %, Co - 0,094 %. Степень измельчения - 100 % <100 мкм.
В качестве инокулята использована культура автохтонных мезофильных хемолитотрофных микроорганизмов, выделенных из зоны окисления месторождения Шануч. По данным ПЦР-диагностики, в состав данной культуры входили, преимущественно, A. ferrooxidans, Sulfobacillus sp. [24].
Эксперимент проводили в реакторе с механической мешалкой («80-100 об/мин) при плотности пульпы Т:Ж = 1:10 (175 г руды + 1750 мл жидкой фазы) и температуре 28-30 °С. В качестве жидкой фазы пульпы использовали дистиллированную воду, подкисленную до рН 1,8 с помощью 10Н H2SO4. Пульпу в течение эксперимента не подкисляли. Испарения и объем раствора, отобранный на химический анализ, восполняли дистиллированной водой, подкисленной до рН 1,8.
В стандартной питательной среде Сильвермана и Люндг-рена содержится 270 мг/л фосфат-иона PO43- (при концентрации соли K2HPO4-3H2O - 0,65 г/л) и 820 мг/л аммоний-иона NH4+ (при концентрации соли (NH4)2SO4 - 3 г/л). Изменения концентраций фосфат- и аммоний-ионов в жидкой фазе пульпы на протяжении эксперимента приведены в табл.
Таблица
Изменение концентраций биогенных элементов в жидкой фазе пульпы в процессе выщелачивания сульфидной кобальт-медно-никелевой руды дистиллированной водой
Время, сут PO43", мг/л Р (фосфор), мг/л NH4+, мг/л N (азот), мг/л
0 0,54 0,18 113,0 87,9
3 3,07 1,00 63,3 49,2
9 0,40 0,13 59,5 46,3
15 <0,1 ~0 47,9 37,3
Из табл. следует, что основные биогенные элементы, необходимые выщелачивающим микроорганизмам, в небольших количествах могут высвобождаться из сульфидной руды. На рис. представлено изменение концентраций фосфат- и аммоний-ионов в жидкой фазе пульпы в процессе эксперимента в виде процентного отношения к их концентрациям в стандартной среде Сильвермана и Ёюндгрена. Как видно из рис., концентрации извлекаемых из выщелачиваемого субстрата биогенных элементов значительно ниже, чем в указанной питательной среде. Однако в ходе экспериментальных исследований биовыщелачивания подобной руды с использованием различных вариаций питательной среды максимальные степени извлечения никеля были достигнуты в вариантах со средой 0К, содержащей 64 мг/л азота и 90 мг/л фосфора, и со средой 0К, содержащей 640 мг/л азота и 9 мг/л фосфора.
Таким образом, проведенный обзор научных исследований процесса биовыщелачивания показал, что основными компонентами питательных сред для хемолитотрофных микроорганизмов являются сульфат аммония и ортофосфат калия как источники основных биогенных элементов в метаболизме бактериальной клетки. Основной средой, используемой в процессах выщелачивания руд и концентратов, является среда Сильвермана
С"»
<и СС 1) о.
т гз X
о сс
X X
гз
эе
а а>
о О
Время, сут
—♦—фосфат-ион —я—аммоний-ион
Рис. Процентное отношение концентраций ионов Р043~ и N^4+ в жидкой фазе пульпы к их концентрациям в стандартной среде 9К (и 0К) в процессе выщелачивания сульфидной кобальт-медно-никеле-вой руды дистиллированной водой
и Люндгрена 9К. В технологических процессах из ее состава исключают закисное железо (модификация 0К), так как источником энергии служат железо и сера, высвобождающиеся из сульфидных минералов [25-29]. В мировой практике широко развито модифицирование среды 9К путем варьирования концентраций входящих в нее компонентов, а также изменения ее состава при сохранении сульфата аммония и ор-тофосфата калия.
Экспериментальные исследования авторов показали, что высвобождающегося из руды азота может быть достаточно только для варианта питательной среды Сильвермана и Люндгрена с 64 мг/л азота. При этом извлекаемый фосфор не может удовлетворить потребности микроорганизмов.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Каравайко Г.И., Росси Дж., Агате А., Грудев С., Авакян З.А. Биогео-технология металлов. М.: Центр международных проектов ПКНТ, 1989. 375 с.
2. Хайнасова Т.С. Бактериально-химическое выщелачивание сульфидной кобальт-медно-никелевой руды в лабораторных условиях с использованием посевной культуры // Вестник Дальневосточного отделения РАН. 2014. № 4. С. 101-107.
3. Левенец О.О. Бактериально-химическое выщелачивание сульфидной кобальт-медно-никелевой руды при разных плотностях пульпы // Вестник Дальневосточного отделения Российской академии наук. 2014. - № 4. -С. 96-100.
4. Левенец О.О., Трухин Ю.П. Влияние температурного режима на биовыщелачивание сульфидной кобальт-медно-никелевой руды // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2014. № 9. С. 48-51.
5. Хомченкова А.С. Микробиологические аспекты бактериально-химического выщелачивания сульфидных руд // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). Специальный выпуск 63 «Камчатка-2». М.: Горная книга, 2015. № 11. С. 371-377.
6. Tan S.N., Chen M. Early stage adsorption behaviour of Acidithiobacillus ferrooxidans on minerals I: An experimental approach // Hydrometallurgy. 2012. V. 119-120. P. 87-94.
7. Yaghobi Moghaddam M., Ranjbar M., Manafi Z., Schaffie M., Jahani M. Modeling and optimizing bacterial leaching process parameters to increase copper extraction from a low-grade ore // Minerals Engineering. 2012. V. 32. P. 5-7.
8. Yang Y., Diao M., Liu K., Qian L., Nguyen A.V., Qiu G. Column bioleaching of low-grade copper ore by Acidithiobacillus ferrooxidans in pure and mixed cultures with a heterotrophic acidophile Acidiphilium sp. // Hydrometal-lurgy. 2013. V. 131-132. P. 93-98.
9. D'Hugues P., Joulian C., Spolaore P., Michel C., Garrido F., Morin D. Continuous bioleaching of a pyrite concentrate in stirred reactors: Population dynamics and exopolysaccharide production vs. bioleaching performance // Hy-drometallurgy. 2008. V. 94. P. 34-41.
10. Eisapour M., Keshtkar A., Moosavian M.A., Rashidi A. Bioleaching of uranium in batch stirred tank reactor: Process optimization using Box-Behnken design // Annals of Nuclear Energy. 2013. V. 54. P. 245-250.
11. Gericke M., Muller H.H., van Staden P.J., Pinches A. Development of a tank bioleaching process for the treatment of complex Cu-polymetallic concentrates // Hydrometallurgy. 2008. V. 94. P. 23-28.
12. Gericke M., Govender Y., Pinches A. Tank bioleaching of low-grade chalcopyrite concentrates using redox control // Hydrometallurgy. 2010. V. 104. P. 414-419.
13. Gericke M., Govender Y. Bioleaching strategies for the treatment of nickel-copper sulphide concentrates // Minerals Engineering. 2011. V. 24. P. 1106-1112.
14. Qin W., Yang C., Lai S., Wang J., Liu K., Zhang B. Bioleaching of chalcopyrite by moderately thermophilic microorganisms // Bioresource Technology. 2013. V. 129. P. 200-208.
15. Cancho L., Blázquez M.L., Ballester A., González F., Mucoz J.A. Bioleaching of a chalcopyrite concentrate with moderate thermophilic microorganisms in a continuous reactor system // Hydrometallurgy. 2007. V. 87. P. 100-111.
16. De Souza A.D., Pina P.S., Leao V.A. Bioleaching and chemical leaching as an integrated process in the zinc industry // Minerals Engineering. 2007. V. 20. P. 591-599.
17. Ahmadi A., Ranjbar M., Schaffie M., Petersen J. Kinetic modeling of bioleaching of copper sulfide concentrates in conventional and electrochemically controlled systems // Hydrometallurgy. 2012. V. 127-128. P. 16-23.
18. Shi S., Fang Z., Ni J. Comparative study on the bioleaching of zinc sulphides // Process Biochemistry. 2006. V. 41. P. 438-446.
19. Cameron R.A. Bioleaching of low-grade nickel sulphide ore at elevated pH // PhD thesis. University of Ottawa, 2011.
20. Kazadi T.K., Petersen J. Kinetic measurement of biological oxidation of ferrous iron at low ferric to ferrous ratios in a controlled potential batch reactor // Hydrometallurgy. 2008. V. 94. P. 48-53.
21. Liu H.-L., Yang F.-C., Lin H.-Y., Huanga C.-H., Fang H.-W., Tsai W.B., Cheng Y.-C. Artificial neural network to predict the growth of the indigenous Acidthiobacillus thiooxidans // Chemical Engineering Journal. 2008. V. 137. P. 231-237.
22. Xia J., Yang Y., He H., Liang C., Zhao X., Zheng L., Ma C., Zhao Y., Nie Z., Qiu G. Investigation of the sulfur speciation during chalcopyrite leaching by moderate thermophile Sulfobacillus thermosulfidooxidans // International Journal of Mineral Processing. 2010. V. 94. P. 52-57.
23. Левенец O.O., Хайнасова T.C., Балыков A.A., Позолотина Л.А. Биовыщелачивание сульфидной кобальт-медно-никелевой руды с вариациями питательной среды для хемолитотрофных микроорганизмов // Горный ин-
формационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). Специальный выпуск 63 «Камчатка-2». М.: Горная книга, 2015. № 11. С. 255-261.
24. Рогатых C.B., Докшукина A.A., Левенец О.О., Мурадов C.B., Ко-фиади È.A. Оценка качественного и количественного состава сообществ культивируемых ацидофильных микроорганизмов методами ПЦР-РВ и анализа библиотеки // Микробиология. 2013. Т. 82. № 2. С. 212-217.
25. Хайнасова T.C., Рогатых C.B., Кузякина Т.И., Корнилова Т. И. Окисленная руда как источник выделения ацидофильных хемолитотрофных микроорганизмов для биовыщелачивания сульфидных медно-никелевых руд // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2013. № 10. С. 127-134.
26. Левенец О.О., Балыков A.A., Яковишина O.A. Бактериальное выщелачивание сульфидной кобальт-медно-никелевой руды месторождения Шануч в мезофильных условиях // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2013. № 10. С. 89-93.
27. Хомченкова A.C., Мусихин B.O., Киореску A.B., Позолотина Ë.A. Опыт выделения аборигенных хемолитотрофных микроорганизмов из окисленных сульфидных медно-никелевых руд месторождения Шануч (Камчатка) // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). Специальный выпуск 63 «Камчатка-2». М.: Горная книга, 2015. № 11. С. 366-370.
28. Хайнасова T.C., Хомченкова A.C., Позолотина Ë.A. Выделение чистых линий ацидофильных железо- и сероокисляющих хемолитотрофных микроорганизмов из руд месторождения Шануч // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал) № 11. Специальный выпуск 31 «Камчатка-3». М.: Горная книга, 2016. - С. 186-194.
29. Хайнасова T.C., Кунгурова B.E., Левенец О.О. Выделение аборигенных хемолитотрофных микроорганизмов из руд Камчатской никеленос-ной провинции // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал) № 11. Специальный выпуск 31 «Камчатка-3». М.: Горная книга, 2016. - С. 176-185. ВЗШ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Левенец Ольга Олеговна - кандидат технических наук, старший научный сотрудник, leveolga@yandex.ru,
Хайнасова Татьяна Сергеевна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, khainasova@yandex.ru,
Позолотина Лилия Андреевна - младший научный сотрудник, pozolotina@mail.ru. Научно-исследовательский геотехнологический центр Дальневосточного отделения Российской академии наук.
UDC 550.72
THE MODIFICATION OF NUTRIENT MEDIA FOR MICROORGANISMS FOR IMPROVEMENT OF BIOLEACHING PHYSICAL-CHEMICAL PARAMETERS
Levenets O.O., Candidate of Technical Sciences, Senior Researcher, e-mail: leveolga@yandex.ru, Research Geotechnological Center, Far Eastern Branch of Russian Academy of Sciences, Russia,
Khainasova T.S., Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher, e-mail: khainasova@yandex.ru, Research Geotechnological Center, Far Eastern Branch of Russian Academy of Sciences, Russia,
Pozolotina L.A., Junior Research Assistant, e-mail: pozolotina@mail.ru. Research Geotechnological Center, Far Eastern Branch of Russian Academy of Sciences, Russia.
This review describes the application of different nutrient media for chemolithotrophic microorganisms in bioleaching processes over last decade. The main components are revealed which serve the base for media modifications depending on microbial species, type of its nutrition and technological features of physical-chemical parameters of leaching. The potential for PO43- and NH4+ ions extraction from ore to the pulp liquid phase is estimated by experimental research of sulfide cobalt-copper-nickel ore leaching with distilled water.
Key words: bioleaching, chemolithotrophic microorganisms, physical-chemical parameters, nutrient medium, Silverman and Lundgren medium, ammonium sulfate, tribasic potassium phosphate. REFERENCES
1. Karavaiko G.I., Rossi G., Agate A., Grudev S., Avakyan Z.A. Biogeotehnologia metallov (Biogeotechnology metals). Moscow: Tsentr mezhdunarodnyh proektov GKNT, 1989, 375 p.
2. Hainasova T.S. Bakterial'no-himicheskoe vyschelachivanie sul'fidnoj kobal't-medno-nikelevoj rudy v laboratornyh uslovijah s ispol'zovaniem posevnoj kul'tury (Bacterial-chemical leaching of sulphide cobalt-copper-Nickel ores in the laboratory using the seed culture) // Vestnik Dal'nevostochnogo otdelenija RAN, 2014, No 4, pp. 101-107.
3. Levenets O.O. Bakterial'no-himicheskoe vyschelachivanie sul'fidnoj kobal't-medno-nikelevoj rudy pri raznyh plotnostjah pulpy (Bacterial-chemical leaching of sulphide cobalt-copper-Nickel ore at various pulp densities) // Vestnik Dal'nevostochnogo otdelenija RAN, 2014, No 4, pp. 96-100.
4. Levenets O.O., Truhin Y.P. Vlijanie temperaturnogo rezjima na biovyschelachi-vanie sul'fidnoj kobal't-medno-nikelevoj rudy (Influence of temperature conditions on bioleaching of sulphide cobalt-copper-Nickel ores) // Gornyj informacionno-analiticheskij bulleten' (nauchno-tehnicheskij zhurnal), 2014, No 9, pp. 48-51.
5. Homchenkova A.S. Mikrobiologicheskie aspekty bakterial'no-himicheskogo vyschelachivanija sul'fidnyh rud (Microbiological aspects of bacterial-chemical leaching of sulfide ores) // Gornyj informacionno-analiticheskij bulleten' (nauchno-tehnicheskij zhurnal), Specialnyj vypusk 63 «Kamchatka-2», M.: Gornaya kniga, 2015, No 11, pp. 371-377.
23. Levenets O.O., Khainasova T.S., Balykov A. A., Pozolotina L.A. Biovyshchelachivanie sul'fidnoj kobal't-medno-nikelevoj rudy s variaciyami pitatel'noj sredy dlya hemolitotrofnyh mikroorganizmov (Bioleaching of sulphide cobalt-copper-Nickel ore with variations of a nutrient medium for microorganisms chemolitotrophic) // Gornyj
informacionno-analiticheskij bulleten' (nauchno-tehnicheskij zhurnal), Specialnyj vypusk 63 «Kamchatka-2», Moscow: Gornaya kniga, 2015, No 11, pp. 255-261.
24. Rogatykh S.V., Dokshukina A.A., Levenets O.O., Muradov S.V., Kofiadi I.A. Evaluation of quantitative and qualitative composition of cultivated acidophilic microorganisms by real-time PCR and clone library analysis (Evaluation of qualitative and quantitative community composition of cultivated acidophilic microorganisms by methods of real-time PCR and analysis of the library) // Microbiology. 2013. V. 82, No 2. pp. 210-214.
25. Khainasova T.S., Rogatyh S.V., Kuzyakina T.I., Kornilova T.I. Okislennaya ruda kak istochnik vydelenija acidofil'nyh hemolitotrofnyh mikroorganizmov dlya biovyschela-chivanija sul'fidnyh medno-nikelevyh rud (The oxide ore as a source of acidophilus chemo-lithotrophic selection of microorganisms for the bioleaching of sulphide copper-Nickel ores) // Gornyj informacionno-analiticheskij bulleten' (nauchno-tehnicheskij zhurnal), 2013, No 10, pp. 127-134.
26. Levenets O.O., Balykov A.A., Yakovishina O.A. Bakterial'noe vyshchelachivanie sul'fidnoj kobal't-medno-nikelevoj rudy mestorozhdenia Shanuch v mezofil'nyh usloviyah (Bacterial leaching of sulphide cobalt-copper-Nickel ore deposits chanoch under mesophilic conditions) // Gornyj informacionno-analiticheskij bulleten' (nauchno-tehnicheskij zhurnal), 2013, No 10, pp. 89-93.
27. Homchenkova A.S., Musihin V.O., Kioresku A.V., Pozolotina L.A. Opyt vydeleniya aborigennyh hemolitotrofnyh mikroorganizmov iz okislennyh sul'fidnyh medno-nikelevyh rud mestorozhdenia Shanuch (Kamchatka) (Experience chemolithotrophic selection of native microorganisms from oxidized copper-Nickel sulfide ores chanoch (Kamchatka)) // Gornyj informacionno-analiticheskij bulleten' (nauchno-tehnicheskij zhurnal), Specialnyj vypusk 63 «Kamchatka-2», Moscow: Gornaya kniga, 2015, No 11, pp. 366-370.
28. Khainasova T.S., Homchenkova A.S., Pozolotina L.A. Vydelenie chistyh linij acidofil'nyh zhelezo- i serookislyajushchih hemolitotrofnyh mikroorganizmov iz rud mestorozhdenia Shanuch (Selection of pure lines of acidophilic iron and sulfur - oxidizing microorganisms chemolitotrophic of ore deposits chanoch) // Gornyj informacionno-analiticheskij bulleten' (nauchno-tehnicheskij zhurnal), Specialnyj vypusk 31 «Kamchatka-3», Moscow: Gornaya kniga, 2016, No 11, pp. 186-194.
29. Khainasova T.S., Kungurova V.E. Levenets O.O. Vydelenie aborigennyh hemolitotrofnyh mikroorganizmov iz rud Kamchatskoj nikelenosnoj provincii (Chemolith-otrophic Selection of native microorganisms from the ore Kamchatka Nickel province) // Gornyj informacionno-analiticheskij bulleten' (nauchno-tehnicheskij zhurnal), Specialnyj vypusk 31 «Kamchatka-3», Moscow: Gornaya kniga, 2016, No 11, pp. 176-185.
