بررسی تأثیر پارامترهای pH، درصد تلقیح و دانسیته پالپ بر تولید یون فریک از پیریت با استفاده از مخلوط باکتری های مزوفیل
محورهای موضوعی : میکروب شناسی صنعتیهادی هانی 1 , بهمن نظری 2 , اسماعیل جرجانی 3 , علی ریاحی 4
1 - کارشناس ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، گروه مهندسی معدن
2 - کارشناس ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، گروه مهندسی معدن
3 - دانشیار، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، گروه مهندسی معدن
4 - کارشناس، واحد تحقیق و توسعه، مجتمع مس سرچشمه
کلید واژه: بیولیچینگ, پیریت, بهینه سازی تولید, باکتری های مزوفیل,
چکیده مقاله :
سابقه و هدف: انحلال بیولوژیک پیریت باعث ایجاد یون فریک و اسید سولفوریک می شود. یون فریک یک عامل اکساینده قوی بوده که منجر به انحلال سولفیدهای فلزی مختلف می گردد. این مطالعه با هدف ارزیابی تأثیرpH ، دانسیته پالپ و درصد تلقیح باکتری بر میزان استخراج یون آهن فریک از پیریت با استفاده از مخلوط باکتری‌های مزوفیل انجام شده است. مواد و روش ها: نمونه پیریت از یک رگه پیریتی واقع در معدن مس میدوک تهیه گردید. در تمامی آزمایش های بیولیچینگ از مخلوط باکتری های مزوفیل شامل 40 درصد تیوباسیلوس فرواکسیدانس، 40 درصد تیوباسیلوس تیواکسیدانس و 20 درصد لپتوسپریلیوم فرواکسیدانس استفاده گردید. یافته ها: با توجه به نتایج به دست آمده مشخص گردید که تأثیرpH در بیولیچینگ پیریت و تولید یون فریک شاخص تر از سایر پارامتر ها بوده است. بیشترین میزان فریک تولیدی (1/93 گرم بر لیتر) در pH 2، دانسیته پالپ 25 گرم بر لیتر و درصد تلقیح 15 به دست آمد. نتیجه گیری: با کنترل پارامترهای عملیاتی چون pH، دانسیته پالپ و درصد تلقیح در بیولیچینگ پیریت می توان به مقادیر مورد نظر از محصولات جانبی تجزیه پیریت دست یافت. بنابراین با در نظر گرفتن شرایط بهینه پارامترهای یاد شده می توان راندمان تولید فلزات با ارزش را در فرآیندهای هیدرومتالورژی با استفاده از یون فریک افزایش داد.
Background and Objectives: Biological dissolution of pyrite leads to production of ferric ion and sulfuric acid. The produced ferric ion is a strong oxidant agent, which is able to dissolve different metal sulfides. This study aimed to examine effects of pH, pulp density and inoculation percent of bacteria on extraction rate of ferric iron ions from pyrite using a mixture of mesophilic bacteria. Material and methods: The pyrite sample was prepared from a pyrite lode in Midok copper mine. A mixture of mesophilic bacteria, including 40% Acidi thiobacillus ferrooxidans, 40% of Acidithiobacillus thiooxidans and 20% of Leptasprillum ferrooxidans, was used for all leaching tests. Results: According to results, effect of pH was more significant in bioleaching of pyrite and production of ferric ion than other factors. The maximum amount of produced ferric (1.93 g/l) was earned at pH 2, a pulp density of 25 g/l and inoculation percent of 15%. Conclusion: The desired amounts of byproducts of pyrite dissolution can be obtained by operational parameters such as pH, pulp density and inoculation percent in bioleaching. Thus, by taking into account the optimal conditions of mentioned parameters, it is possible to increase the production efficiency of valuable metals by hydrometallurgy processes of ferric ions.
1. Tupikina O, Kondrateva T, Samorukova V, Rassulov V, Karavaiko G. Phenotypic and
genotypic characteristics of Acidithiobacillus ferrooxidans strains as affected by physicochemical properties of pyrites. Hydrometallurgy. 2006; 83(1-4): 255-262.
2. Wang H, Bigham J, Tuovinen O. Oxidation of marcasite and pyrite by iron oxidizing bacteria and archaea. Hydrometallurgy. 2007; 88(1-4): 127-131.
3. Leathen WW, Braley SA, McIntyre LD. The role of bacteria in the formation of acid from certain sulfuritic constituents associated with bituminous coal. II. Thiobacillus thiooxidans. Appl Microbiol. 1953; 1(2): 61-64.
4. Leathen WW, Braley SA, McIntyre LD. The role of bacteria in the formation of acid from certain sulfuritic constituents associated with bituminous coal II. Ferrous iron oxidizing bacteria. Appl Microbiol. 1953; 1(2): 65-68.
5. Temple KL, Delchamps EW. Autotrophic bacteria and the formation of acid in bituminous coal mines. Appl Microbiol. 1953; 1(5): 255-258.
6. Gu G, Su L, Chen M, Sun X, Zhou H. Bioleaching effects of Leptospirillum ferriphilum on the surface chemical properties of pyrite. Min Sci Technol. 2010; 20(2): 286-291.
7. Boon M, Heijnen JJ. Chemical oxidation kinetics of pyrite in bioleaching processes. Hydrometallurgy. 1998; 48(1): 27-41.
8. Silverman MP, Ehrlich HL. Microbial formation and degradation of minerals. Adv Appl Microbiol. 1964; 6: 153-206.
9. Brierley CL. Microbiological mining. Sci Am. 1982; 247(2): 44-53.
10. Konishi Y, Asai S, Katoh H. Bacterial dissolution of pyrite by Thiobacillus ferrooxidans. Bioprocess Eng. 1990; 5(5): 231-237.
11. Shrihari J, Modak M, Kumar R, Gandhi KS. Dissolution of particles of pyrite mineral by direct attachment of Thiobacillus ferrooxidans. Hydrometallurgy 1995; 38(2): 175-187.
12. Fernandez MG, Mustin C, Donato P, Barres O, Marion P, Berthelin J. Occurrences at the mineral– bacteria interface during the oxidation of arsenopyrite by Thiobacillus ferrooxidans. Biotechnol Bioeng. 1995; 46(1): 13-21.
13. Savic DS, Veljkovic VB, Lazic ML, Vrvic MM. Effects of aeration intensity on pyrite oxidation by Thiobacillus ferrooxidans. Proceedings of the International Biohydrometallurgy Symposium IBS’99. Elsevier, Amsterdam. 1999; pp: 625-630.
14. Sand W, Gehrke T, Jozsa PG, Schippers A. Biochemistry of bacterial leaching direct vs.
indirect bioleaching. Hydrometallurgy. 2001; 59(2): 159-175.
15. Rodriguez Y, Ballester A, Blazquez ML, Gonzalez F, Munoz JA. New information on the
pyrite bioleaching mechanism at low and high temperature. Hydrometallurgy. 2003; 71
(1-2): 37-46 .
16. Nemati M, Harrison STL, Hansford GS, Webb C. Biological oxidation of ferrous sulfate by Thiobacillus ferrooxidans: a review on the kinetic aspects. Biochem Eng J. 1998; 1(3): 171-190.
17. Zhang L, Qiu G, Hu Y, Sun X, Li J, Gu G. Bioleaching of pyrite by A. ferrooxidans and L. ferriphilum. Trans Nonferrous Met Soc China. 2008; 18(6): 1415-1420.
18. Daoud J, Karamanev D. Formation of jarosite during Fe2+ oxidation by Acidithiobacillus
ferrooxidation. Miner Eng. 2006; 19(9): 960-967.