CC BY
229
УДК 546.289:579.002.68
ВЛИЯНИЕ СОСТАВА ВЫЩЕЛАЧИВАЮЩИХ РАСТВОРОВ НА ПРОЦЕССЫ БАКТЕРИАЛЬНОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ИЗ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ
И. А. Блайда Т. В. Васильева
Л. И. Слюсаренко Одесский национальный университет имени И. И. Мечникова
Б. Н. Галкин
В. А. Иваница
Е-mail: [email protected]
Получено 23.09.2011
Установлена высокая окислительная активность аборигенной микробиоты, которая доминирует в золошлаковых отходах сжигания углей и представлена мезофильными, умеренно термофильными и термофильными ацидофильными железо-, сероокисляющими бактериями.
Изучено влияние компонентного и концентрационного состава выщелачивающих растворов на эффективность извлечения сообществом ацидофильных хемолитотрофных бактерий германия, циркония, никеля, марганца и цинка из золы. Выявлена зависимость извлечения микроколичеств германия, циркония и сопутствующих макрокомпонентов исследуемого сырья от минерального состава выщелачивающих растворов (на основе рецептур питательных сред 9К, Летена, для железоокисляющих бактерий) и источников энергии (тиосульфат, тиомочевина, железо(П)). Установлено, что в первую очередь извлекаются и переходят в раствор германий, никель и цирконий. Определены наиболее эффективные сочетания «минеральный состав + источник энергии», при которых достигается степень извлечения металлов из золы углей (%): Ge — 85,0; Ni — 75,0; Zr — 45,9.
Ключевые слова: сообщество ацидофильных сероокисляющих хемолитотрофных бактерий,
выщелачивающие растворы, источники энергии, золы от сжигания углей, германий, цирконий.
В минеральную часть природных углей наряду с кремнием, алюминием, железом, кальцием, магнием и др. входят редкие металлы — германий, галлий, скандий, иттрий, цирконий, имеющие промышленное и коммерческое значение [1, 2]. После использования углей на предприятиях металлургической и энергетической промышленности происходит концентрирование этих металлов в золошлаках и зольных уносах, поэтому отходы от сжигания углей в настоящее время рассматриваются как перспективные нетрадиционные источники редких, цветных и драгоценных металлов [3-5]. Для их получения из природных руд и минералов в последнее время широко используют биогеохимические методы, в основе которых лежит процесс окисления природными микроорганизмами сульфидов металлов и элементов с переменной валентностью, в результате чего металлы из нерастворимой формы переходят в растворимую [6-8].
Сведения об использовании этого перспек-
тивного метода для переработки промышленных отходов с целью извлечения из них ценных микро- и макросоставляющих в литературе ограничены [9, 10].
Техногенные отходы предприятий металлургической и энергетической промышленности представляют собой бедную органическими веществами систему. Данные о таксономическом составе, физиолого-био-химических особенностях и практически полезных свойствах микроорганизмов, обитающих в этих искусственных экосистемах, отсутствуют. Изучение микробного состава минерального сырья природного происхождения свидетельствует о наличии представителей мезофильных и умеренно термофильных сероокисляющих бактерий. Оценка их биогеохимической активности показывает, что эти микроорганизмы в природных условиях играют важную роль в выщелачивании металлов из сульфидных руд. Аналогичные процессы могут происходить и в минеральном сырье техногенного происхождения
[10-13]. В работе [14] показана бактериальнохимическая природа гидрометаллургических процессов, протекающих при воздействии на промышленные отходы выщелачивающих растворов на основе водных или неагрессивных слабокислых сред. Определен вклад в процесс извлечения металлов в раствор собственной микробиоты сырья, представленной мезофильными, умеренно термофильными и термофильными ацидофильными железо-, сероокисляющими бактериями.
Цель работы — изучение влияния состава выщелачивающих растворов на извлечение сообществом ацидофильных сероокисляющих бактерий редких металлов из золы от сжигания углей.
Материалы и методы
В работе использовали золошлаковые отходы, образующиеся при сжигании Пав-лоградских энергетических углей на Ладыжинской ТЭС (Украина) следующего химического состава (%): А1 — 5,94; 81 — 45,34; Fe — 1,58; Ge — 0,07; Zr — 0,02; Мп — 0,05; N1 — 0,005; Zn — 0,007; Са+Мя — 1,24; 8 —
1,23. Исследуемое сырье представляет собой мелкодисперсный пылевидный продукт, представленный однородными частицами серого цвета размером <1±0,05 мм. Основными фазами сырья являются кварц а-8Ю2, оксиды железа Fe2O3 и алюминия а-А1203, в значительном количестве содержатся также карбонаты и силикаты. В процессе выщелачивания следили за поведением тех компонентов сырья, которые находятся в микроколичествах и входят в кристаллическую решетку основных фаз субстрата в качестве изоморфных примесей, — германий, цирконий, цинк, никель, марганец. Определяли степень извлечения металлов в раствор (%) по отношению к содержанию соответствующего металла в исходном твердом субстрате. По этому показателю судили об активности аборигенной микробиоты исходного продукта с точки зрения ее способности разрушать достаточно устойчивые кристаллические структуры основных фаз.
Объектом исследования служило сообщество ацидофильных сероокисляющих хе-молитотрофных бактерий, обитающих в исследуемом субстрате. Особое внимание в наших исследованиях было уделено тио-новым бактериям. Эти организмы способны существовать в широком диапазоне значений температуры и рН, в том числе экстремальных, являются одной из лидирующих групп в микробных ценозах, которые при-
нимают участие в бактериально-химических процессах выщелачивания металлов из руд и природных концентратов в мезофиль-ных и умеренно термофильных условиях [10, 14-17].
В традиционной гидрометаллургии в качестве выщелачивающих применяют растворы кислот, щелочей, реже воду; сами процессы часто ведут при высоких температурах и давлении. Выщелачивающие растворы в технологиях биогидрометаллургии — это растворы питательных сред, рекомендованных для активизации жизнедеятельности определенной группы микроорганизмов, обитающих в сырье.
Методической основой проведенных исследований было использование в качестве выщелачивающих растворов для извлечения металлов из исследуемого субстрата питательных сред, рекомендованных для ацидофильных тионовых бактерий. В основу рецептуры выщелачивающего раствора № 1 положен минеральный фон среды для выщелачивания железа [15], раствора № 2 — минеральный фон среды 9К; раствора № 3 — среды Летена. Состав выщелачивающих растворов, отличающихся компонентным и концентрационным составом, приведен в табл. 1.
Таблица 1. Состав используемых выщелачивающих растворов
Минеральные компоненты Концентрация минеральных компонентов в растворах, мг/дм3
№ 1 № 2 № 3
NH4Cl 0,50 - -
MgCl2 0,25 - -
KH2PO4 0,25 - -
(NH4)2SO4 0,50 3,00 0,15
MgSO4 - 0,50 0,50
KCl - 0,10 -
K2HPO4 - 0,50 0,10
Ca(NO3)2 - 0,01 0,01
В качестве энергетического субстрата к минеральному фону питательных сред добавляли тиосульфат, тиомочевину и двухвалентное железо в концентрации 2,0 г/дм3 в пересчете на ион Fe+2. Такой методический подход способствует интенсификации биогеохими-ческой активности аборигенной микробиоты, обитающей в исследуемых субстратах.
Бактериальное выщелачивание проводили в колбах объемом 0,5 дм3 при температуре
30,0±2,0 °С, соотношении твердой и жидкой фаз 1:10, каждые 7 дней осуществляли замену 1/3 объема минеральной среды свежей порцией, значение рН на уровне ~ 1,8-2,0 поддерживали добавлением 1 N H2SO4.
О биогеохимической деятельности сообщества ацидофильной сероокисляющей микробиоты судили по появлению металлов в выщелачивающем растворе и развитию микробных клеток.
Количественное содержание металлов в исследуемом сырье осуществляли спектральным методом на приборе Спектрограф СТЭ-1.
В выщелачивающих растворах германий, цирконий, цинк, никель и марганец определяли методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии на приборах AAS-1 и С-115ПК Selmi [18]. Параллельно германий находили экстракционно-фотометрическим методом на приборе КФК-2 в виде германомолибденовой кислоты с предварительным экстракционным отделением примесей четыреххлористым углеродом [19]. Цирконий определяли фотометрическим методом на приборе КФК-2 с использованием пирокате-хинового фиолетового и комплекса (III) [20].
В работе использовали реактивы марки «хч» и «чда» ООО НПФ «Симеста ВААЛ» (Украина). Статистическую обработку данных осуществляли стандартными методами с использованием программы Excel, 2003. При определении содержания элементов в твердых и жидких образцах относительное стандартное отклонение для трех повторяемых измерений не превышало 0,03-0,05.
Результаты и обсуждение
При добавлении используемых выщелачивающих растворов к исследуемому субстрату на протяжении всего срока эксперимента регистрировали развитие бактериальных клеток (рис. 1). Изучение окрашенного микроскопического препарата показало наличие во всех вариантах опыта бактериальных клеток; их количество изменялось от 102 до 106 КОЕ/мл в начале и конце эксперимента соответственно. Особым разнообразием морфологических признаков развивающаяся бактериальная культура не отличалась. Независимо от состава выщелачивающего раствора в нем доминировали палочковидные тонкие, мелкие, одиночные, образующие небольшие цепочки, иногда в скоплениях, бактериальные клетки (рис. 1).
Из различных выщелачивающих растворов в чистую культуру выделена 21 ацидо-
а б в
Рис. 1. Микрофотографии окрашенного препарата бактериальных клеток в выщелачивающих растворах:
а — № 1; б — № 2; в — № 3. Х100
фильная сероокисляющая бактерия; проводится изучение их основных культуральноморфологических, физиолого-биохимичес-ких и практически полезных свойств.
В условиях наших экспериментов при использовании выщелачивающих растворов, отличающихся по компонентному, концентрационному составу и источникам энергии, наблюдали извлечение из твердой фазы в раствор германия, циркония, никеля, цинка, марганца. Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что эффективность выщелачивания металлов сообществом ацидофильных сероокисляющих бактерий, обитающих в исследуемой золе, была различной и зависела как от минерального состава, так и от источника энергии.
Выщелачивание германия. Сравнительный анализ полученных данных указывает на то, что при использовании выщелачивающего раствора № 2, независимо от источника энергии, показатели извлечения германия из твердой фазы были значительными и колебались от 51,45 до 85,00 % (рис. 2). При этом максимальная степень извлечения германия — 68,4 и 85,00 % — была достигнута при использовании в качестве энергетических субстратов неорганических соединений — тиосульфата и двухвалентного железа.
Аналогичные результаты получены в случае использования выщелачивающего раствора № 3. Однако количественные показатели извлечения германия были в 1,5 и 1,7 раза меньше и составляли 46,29 и 52,15%. При использовании выщелачивающего раствора № 1 максимального извлечения германия — 62,64% — достигали только в присутствии тиосульфата (рис. 2). С добавлением к минеральному фону всех выщелачивающих растворов тиомочевины максимальное извлечение германия регистрировали только при использовании раствора № 2. Показатели извлечения германия при применении растворов № 1 и № 3 были соответственно в 1,3 и 1,2 раза меньше (рис. 2).
Раствор №3
Двухвалентное
железо
Раствор №1 Раствор №2
| Тиосульфат И Тиомочевина
Рис. 2. Эффективность выщелачивания германия при использовании исследуемых выщелачивающих растворов
Таким образом, для извлечения германия сообществом сероокисляющих ацидофильных бактерий исследуемых зол наиболее эффективной оказалась рецептура выщелачивающего раствора № 2 с добавлением двухвалентного железа в качестве энергетического субстрата. Это обеспечило переход германия из твердой фазы в раствор на 85,0%. Такой состав выщелачивающего раствора создает благоприятные условия для проявления максимальной активности таких представителей ацидофильных тионо-вых бактерий, как AcidithiobacШus ferrooxi-dans, которые, безусловно, являются одной из лидирующих групп бактерий в микробном ценозе исследуемых зол. Согласно имеющимся в литературе данным именно эти бактерии широко используют для выщелачивания металлов из природных минералов и концентратов как в исследовательских целях, так и в промышленных объемах [19, 20].
Выщелачивание циркония. В условиях наших экспериментов эффективность извлечения циркония сообществом ацидофильных сероокисляющих бактерий из исследуемых зол была незначительной. Состав выщелачивающих растворов № 1 и № 3 и используемые при этом источники энергии не оказывали влияния на бактериальное извлечение циркония из исследуемых зол; показатели перехода циркония из твердой фазы в раствор практически не отличались и не превышали 12,0% (рис. 3). Наиболее эффективной рецептурой выщелачивающего раствора, как и в предыдущей серии экспериментов, оказался состав № 2. Максимальный показатель извлечения циркония — 45,9% — достигнут с добавлением к минеральному фону этого раствора тиомочевины (рис. 3). При использовании в качестве источника
энергии неорганических соединений — тиосульфата и двухвалентного железа эффективность извлечения циркония снижалась в 2,6-4,9 раза. Можно предположить, что такое сочетание минеральных компонентов и тиомочевины в качестве энергетического субстрата способствует проявлению биогео-химической активности другой группы сероокисляющих бактерий, которая в качестве источника энергии предпочитает органические соединения серы или, возможно, нуждается в органических веществах.
Раствор №1 Раствор №2 Раствор №3
&
° Тиосульфат Тиомочевина Двухвалентное
железо
Рис. 3. Эффективность выщелачивания циркония при использовании исследуемых выщелачивающих растворов
Выщелачивание других металлов. В процессе бактериального окисления техногенного сырья сообществом сероокисляющих бактерий в выщелачивающий раствор, кроме редких металлов, переходили и макрокомпоненты — никель, цинк, марганец. В условиях нашего эксперимента на извлечение никеля из твердой фазы также оказывали влияние минеральный состав выщелачивающего раствора и используемые энергетические субстраты (рис. 4).
Как следует из представленных на рис. 4 данных, использование в качестве энергетического субстрата тиомочевины, независимо от состава выщелачивающего раствора, обеспечивало максимальное извлечение никеля из сырья (56,96, 57,60 и 75,80% соответственно растворами №№ 1, 2, 3) (рис. 4). Наиболее эффективным сочетанием «состав раствора + источник энергии» для бактериального выщелачивания никеля из исследуемых зол является раствор № 3 с тиомочеви-ной, обеспечивающий 75,8% извлечения никеля.
Состав выщелачивающих растворов и источники энергии практически не влияли на
Раствор №3
о 1 Тиосульфат И Тиомочевина И Двухвалентное
железо
Рис. 4. Эффективность выщелачивания никеля при использовании исследуемых выщелачивающих растворов
количество марганца и цинка, которые переходили из твердой фазы в раствор в процессе бактериального окисления зол (табл. 2). Степень извлечения металлов при этом была незначительной и составляла 9,14-24,16 %.
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о различной эффективности применяемых выщелачивающих растворов для активизации деятельности аборигенных микроорганизмов, направленной на извлечение с их помощью металлов в раствор. Большое значение при этом имеет фазовый состав исходного сырья — приуроченность германия, циркония, марганца, никеля и цинка как микрокомпонентов в качестве изоморфных примесей к основным фазам-носителям, за счет разрушения кристаллической структуры которых и происходит выделение металлов в раствор. С другой стороны, эти различия свидетельствуют о более широком спектре микроорганизмов, принимающих участие в выщелачивании металлов. Так, к настоящему времени получены данные об участии в процессах биовыщелачивания представителей нитрифицирующих (Nitrosomonas, Nitrobacter) и железоокисляющих (LeptospiriUum) бактерий, сульфобацилл (SulfobacШus) [12, 15, 21-23],
поскольку пищевые потребности сероокисляющих и железоокисляющих хемолитоав-тотрофных бактерий практически совпадают [23]. По данным отечественных и зарубежных специалистов, извлечению из горных пород и руд золота, меди, урана, титана, кремния, никеля, алюминия, марганца и других металлов способствуют также гетеротрофные микроорганизмы [8, 21-23].
Механизм бактериального выщелачивания металлов — сложный процесс, который до конца не изучен и зависит от многих причин, в том числе от физико-химических свойств, электрохимического потенциала минералов, а также от биологических особенностей бактериальной клетки [24, 25]. Доказано, что на прямом контакте бактерий с поверхностью минерала совершается стимулирование бактериальной клеткой окисления минерала «перекачкой электронов» на клетку. Тем самым создаются условия для жизнеобеспечения клеток бактерий и их участия в формировании «биокоррозии» минеральной частицы. Ведущую роль в этом механизме играет способность микроорганизмов прикрепляться к субстратам. Эти факторы в совокупности обеспечивают разрушение даже таких устойчивых кристаллических структур, как силикаты, кварц, алюмосиликаты и др., присутствующих в исследуемом нами исходном сырье и являющихся носителями германия, изоморфно замещающего в этих фазах кремний [26].
В результате проведенных исследований впервые показана возможность извлечения редких металлов — германия и циркония сообществом ацидофильных сероокисляющих бактерий, обитающих в техногенных отходах энергетической промышленности. Сравнительный анализ полученных экспериментальных данных позволил определить оптимальное сочетание состава выщелачивающего раствора и энергетического субстрата, обеспечивающих максимальный переход германия и циркония из твердой фазы в раствор. Эти результаты могут быть положены в основу многостадийного выщелачивания металлов в автотрофных, миксотрофных и гетеротрофных условиях с использованием
Таблица 2. Степень извлечения металлов при бактериальном выщелачивании различными выщелачивающими растворами (%)
Выщелачивающие растворы Используемые источники энергии
Тиосульфат Тиомочевина Ее (II)
7п Мп 7п Мп 7п Мп
№1 24,16 9,14 23,16 11,52 18,30 9,74
№2 24,72 8,90 24,72 11,24 21,30 11,24
№3 19,44 9,44 25,72 11,64 24,44 10,64
микроорганизмов, доминирующих в иссле- идентификацию выделенных из выщелачи-
дуемом минеральном сырье. вающих растворов чистых культур бакте-
Дальнейшие исследования будут направ- рий, а также на повышение эффективности
лены на изучение основных культурально- извлечения с их помощью металлов из мине-
морфологических, физиолого-биохимичес- рального сырья природного и техногенного
ких, практически полезных свойств и происхождения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Юдович Ю. Я., Кетрис М. П., Меред А. В. Элементы-примеси в ископаемых углях. — Л.: Химия, 1985. — 238 с.
2. Ломашов И. П., Лосев Б. М. Германий в ископаемых углях. — М.: Изд-во АН СССР, 1962. — 312 с.
3. Пашков Г. Л. Золы природных углей — нетрадиционный сырьевой источник редких элементов //Сорос. обр. журн. — 2001. — Т. 7, № 11. — С. 67-72.
4. Галич С. А. Перспективы использования золошлаков ТЭС в качестве микроудобрения для почв // Электронная версия материалов 4-й Междунар. конф. «Сотрудничество для решения проблемы отходов». — Харьков, 2006.
5. Зубова Л. Г. Терриконики угольных шахт — источники сырья для металлургии // Уголь Украины. — 2000. — № 6. — С. 32-33.
6. Толстов Е. А., Латышев В. Е., Лильбок Л. А. Возможности применение биогеотехнологии при выщелачивании бедных и упорных руд // Горн. журн. — 2003. — № 8. —
С. 63-65.
7. Brierly J. A. Expranding role microbiology in metallurgical processes // Mining Engin. — 2000. — V. 52, N 11. — P. 49-53.
8. Кузякина Т. И., Хайнасова Т. С., Левенец О. О. Биотехнология извлечения металлов из сульфидных руд // Вестн. наук о Земле. —
2008. — Т. 60, Вып. 12. — С. 76-85.
9. Васильева Т. В., Блайда И. А., Иваница В. А. Металлы из промышленных отходов // Энергосбережение. — 2011. — № 5. — С. 31-33.
10. Блайда И. А. Извлечение ценных металлов при переработке промышленных отходов биотехнологическими методами (Обзор) // Энерготехнол. ресурсосбер. — 2010. — № 1. — С. 39-45.
11. Gericke M., Pinches A., van Rooyen J. V. Bioleaching of a chalcopyrite concentrate using an extremely thermophilic culture // Int. J. Min. Proc. — 2001. — V. 62, N 1. — P. 243-255.
12. Каравайко Г. И,, Кузнецов С. И., Голомзик Э. И. Роль микроорганизмов в выщелачивании металлов из руд. — М.: Наука, 1972. — 248 с.
13. КулебакинВ. С. Бактериальное выщелачивание сульфидов. — Н.: Наука, 1978. — 262 с.
14. Блайда И. А., Васильева Т. В., Слюсаренко Л. И. и др. Биогеохимическая роль микроорга-
низмов в процессе выщелачивания ценных компонентов из германийсодержащего сырья // Компл. испол. мин. сырья. —
2010. — № 3. — С. 59-68.
15. Каравайко Г. И, Дубинина Г.А., Кондратьева Т. Ф. Литотрофные микроорганизмы окислительных циклов серы и железа // Микробиология. — 2006. — Т. 75, № 5. — C. 593-629.
16. Zeng Wei-min, Wu Chang-bin, Zhang Ru-bing et. al. Isolation and identification of moderately thermophilic acidophilic iron-oxidizing bacterium and its bioleaching characterization // Trans. Nonfer. Met. Soc. China. —
2009. — V. 19. — P. 222-227.
17. Васильева Т. В., Блайда И.А., Васильева Н. Ю. и др. Изучение ацидофильных сероокисляющих бактерий и оценка их способности выщелачивать металлы // Тезисы 1-й междунар. научно-практической конф. «Современные энерго- и ресурсурсосберегающие технологии. Проблемы и перспективы», 28 сентября — 2 октября 2009 г., Одесса. — С. 109-110.
18. Хавезов И., Цалев Д. Атомно-абсорбционный анализ. — Л.: Химия, 1983. — 144 с.
19. Назаренко В. А. Аналитическая химия германия. — М.: Наука, 1973. — 264 с.
20. Елинсон О. В. Аналитическая химия циркония. — М.: Наука, 1965. — С. 128-158.
21. Каравайко Г. И. Практическое руководство по биогеотехнологии металлов. — М.: АН СССР, 1989. — 371 с.
22. Bosecker K. Bioleching: metal solubilization by microorganisms // FEMS Microbiol. Rev. — 1997. — V. 20. — P. 591-604.
23. Абдрашитова С. А., Мынбаева Б. Н., Илял-летдинов А. Н. Окисление мышьяка гетеротрофными бактериями Pseudomonas putida и Alcaligenes eutrophus // Микробиология. — 1981. — Т. 50, Вып. 1. — С. 41-45.
24. Cheng-Hsien Hsu, Roger G. Harrison. Bacterial leaching of zinc and copper from mining wastes // Hydrometallurgy. — 1995. — V. 37.— P. 169-179.
25. Sookie S. Bang, Sandeep S. Deshpande, Kenneth N. Han. The oxidation of galena using Thiobacillus ferrooxidans // Ibid. — 1995. — V. 37. — P. 181-192.
26. Блайда І. А., Васильєва Т. В., Іваниця В. О. та ін. Вилучення германію з відходів свинцево-цинкового виробництва тіоновими бактеріями // Мікробіол. і біотехнол. —
2011. — № 2 (14). — С. 73-82.
ВПЛИВ СКЛАДУ ВИЛУГОВУЮЧИХ РОЗЧИНІВ НА ПРОЦЕСИ БАКТЕРІАЛЬНОГО ВИЛУЧЕННЯ МЕТАЛІВ ІЗ ПРОМИСЛОВИХ ВІДХОДІВ
І. А. Блайда Т. В. Васильєва Л. І. Слюсаренко Б. М. Галкін В. О. Іваниця
Одеський національний університет імені І. І. Мечникова
E-mail: [email protected]
Встановлено високу окиснювальну активність аборигенної мікробіоти, яка домінує в золошлакових відходах спалювання вугілля і представлена мезофільними, помірно термофільними і термофільними ацидофільними залізо-, сіроокиснювальними бактеріями. Вивчено вплив компонентного і концентраційного складу вилуговуючих розчинів на ефективність вилучення угрупованням ацидофільних хемолітотрофних бактерій германію, цирконію, нікелю, марганцю і цинку із золи. Виявлено залежність вилучення мікрокіль-костей германію, цирконію та супутніх макро-компонентів досліджуваної сировини від мінерального складу вилуговуючих розчинів (на основі рецептур живильних середовищ 9К, Ле-тена, для залізоокиснювальних бактерій)
і джерел енергії (тіосульфат, тіосечовина, залізо (II)). Встановлено, що насамперед вилучаються і переходять у розчин германій, нікель і цирконій. Визначено найбільш ефективні поєднання «мінеральний склад + джерело енергії», за яких досягається ступінь вилучення металів із золи вугілля (%): Ge — 85,0; Ni — 75,0; Zr — 45,9.
Ключові слова: угруповання ацидофільних сіркоокиснювальних хемолітотрофних бактерій, вилуговуючі розчини, джерела енергії, золи від спалювання вугілля, германій, цирконій.
INFLUENCE OF LEACH SOLUTION COMPOSITION ON PROCESSES OF BACTERIAL EXTRACTION OF METALS FROM TECHNOGENIC WASTE
I. A. Blayda T. V. Vasyleva L. I. Slysarenko B. N. Galkin V. O. Ivanytsia
Mechnikov Odesa National University
E-mail: [email protected]
The high oxidative activity of aboriginal microbiota which dominates in the ash-and-slag wastes of energy sector and is represented by mesophilic, moderately thermophilic and thermophilic iron-acidophilus sulpho-oxidating bacteria, was defined. Influence of component and concentration compound of leach solutions on efficiency of extraction of germanium, zirconium, nickel, manganese and zinc from coal ash by acidophilic chemolithotrophic bacteria community was studied. The dependence of the extraction of trace amounts of germanium, zirconium and accompanying macrocomponents of investigated raw materials from mineral compound of leach solutions (based on the formulations of culture media 9K, Letena, for iron-oxidizing bacteria) and a power substratum (thiosulfate, thiourea, iron (II)) was established. It was established that germanium, nickel and zirconium were extracted in the solution first of all. The most effective combinations of «mineral components + an energy source» at which metals extraction degree from coal ash reached certain percentages (Ge — 85,0; Ni — 75,0; Zr — 45,9) were defined.
Key words: acidophilic chemolithotrophic
sulpho-oxidating bacteria community, leach solutions, energy sources, coal ash, germanium, zirconium.
