استفاده از میکروارگانیسم ها در استخراج طلا

استفاده از میکروارگانیسم ها در استخراج طلا

اسلاید 1: هو الحق استفاده از میکروارگانیسم ها در استخراج طلا محقق : فهیمه رحیمی 860103902 استاد مربوطه: جناب آقای دکتر بهشتی مآل پاییز 89

اسلاید 2: مقدمه : میكروارگانيسم ها جهت سوخت و ساز و انجام فرآيند هاي حياتي خود از منابع آلي و معدني موجود در محيط تغذيه مي كنندميكروارگانيسم هايي در طبيعت وجود دارند كه ضمن داشتن بار الكتريكي منفي به شدت آب گريز اند و مي توان از آنها براي تغليظ بعضي از مواد معدني استفاده كرد. بررسي هاي انجام شده نشان داده است كه گونه اي از ميكروارگانيسم ها را مي توان براي جدا سازي بعضي از كاني ها مانند فسفات ها ، ذرات ريز ذغال و كاني هماتيت مورد استفاده قرار داد

اسلاید 3: استفاده در استخراج فلزات :در استخراج فلزات به روش هيدرو متالوژي يكي از مهمترين مراحل حل كردن كاني هاي معدني به كمك حلال مناسب است كه در اين فرآيند قسمت بيشتر فلز مورد نظر به صورت محلول و يا رسوب درمی آيد. اكسيده كردن و انحلال ميكروبي سنگ هاي معدني بويژه سنگ هاي سولفوري كم عيار مهمترين جنبه كاربرد ميكروارگانيسم ها به منظور افزايش بازدهي حل شدن مي باشد كه در مورد كاني هاي طلادار و كانسنگ هاي اورانيم كاربرد صنعتي دارد. بكارگيري ميكروارگانيسم ها جهت تسريع واكنش هاي مورد نظر در حل كردن كه در نهايت به آزاد سازي آنها منجر مي شود. تحت عنوان فروشويي زيستي شناخته مي شود.

اسلاید 4: مزاياي اين روش نسبت به روش هاي ديگر عبارت اند از : 1) اثرهاي مضر زيست محيطي به مراتب كمتر بر روي منابع آبي و هوایی2) نياز به انرژي كمتر 3) عدم نياز به تجهيزات پيچيده و در نتيجه سرمايه گذاري كمتر 4) عمل حل كردن بيولوژيكي را مي توان در اعماق زمين و بدون استخراج معدني انجام داد. محدوديت عمده بكار گيري اين روش ناشي از نياز به دانش فني و آگاهي عميق به مباني بيوتكنولوژي مي باشد. دست اندر كاران پروژه هاي تحقيقاتي در اين زمينه بايد حتما از مباني ميكروب شناسي ، بيوشيمي و بيوتكنولوژي اطلاع كافي داشته باشند.

اسلاید 5: فرآيند بيوليچينگ - تعريفبيوليچينگ روشي براي استفاده از ميکروارگانيسم ها براي جدا کردن فلزات باارزش از کانسنگ مي باشد. مخصوصاً براي بازيافت فلزات با عيار پايين مانند طلا استفاده مي شود. بيوليچينگ کاني هاي سولفيده روشي صنعتي براي بازيافت طلا از کانسنگ پيريت آرسنيکي و بيوليچينگ مس مي باشد کانسنگ در تماس با ميکروارگانيسم انتخابي سولفور اکسيده قرار مي گيرد سولفور شامل ترکيبي ازميکروارگانيسم هاي قبلي، در طول يا بعد از تماس با اسيد سولفوريک براي ليچينگ فلزات از کانسنگ مي باشد. در اين صورت کانسنگ به شکل محلول در مي آيد. فلزات مي توانند از مايع غني از فلز جدا شوند

اسلاید 6: لینچینگ میکروبیال کانیهای سولفیدی به منظور بازیابی طلا به خواص فیزیکوشیمیایی بیوشیمیایی و ژنتیک اجزا شامل : باکتریهای سولفوبوس وتیوباسیلوس بر میگردد.از مهمترین عوامل موثر درفرایند بیولیچینگ میتوان به : پتانسیل احیا دمای تعادل سولفور فلزات pH واپتیم کردن فعالیت باکتریها اشاره کرد در این فرایند باکتریها گوگرد کانی ها را با اکسیداسیون محلول حذف میکنند و طلا با محلول سیانید استخراج میشوددر فرآيند تانک ليچينگ، شرايط خاصي براي کاني هاي حذف کننده ماده معدني طلا وجود دارد که اغلب اين کانيها شامل پيريت-آرسنوپيريت و يا هردو هستند 

اسلاید 7: - مکانيسم ليچينگ: انحلال باکتريايي سولفيدي فلزات، در بيوليچينگ شامل باکتريهايي مانند فرواکسيد تيوباسيلوس، فرواکسيد لپتوسپيريلوم، تيواکسيد تيوباسيلوس، نمونه هاي سيلفولوبوس مي باشد. اين ميکروارگانيسم ها انرژي براي بقاي خود را بوسيله اکسيده کردن قسمت هاي سولفيده کانيها و يون هاي فروس بدست مي آورند. انحلال باکتريايي کانيهاي سولفيده شامل دو مکانيزم مستقيم و غيرمستقيم مي باشند ليچينگ مستقيم:در طول لینچینگ مستقیم باکتريها خود را به بلورهاي فلزات سولفيده درون سنگ مي چسباند. در مدت فعاليت بيوشيميايي که به نام اکسيداسيون شناخته مي شود، باکتريها بلورهاي سولفيده فلزي را تغيير داده و به صورت محلول سولفات که فلزات در آن حل شده اند، درمي آيند

اسلاید 8: بیولیچینگ غیرمستقیم: در طول ليچينگ غيرمستقيم باکتريها به تماس مستقيم با سطح کاني ها نيازي ندارند. نقش باکتريها، اکسيده کردن مجدد آهن هاي فرو و تبديل به فرم فريک همانند عناصر سولفوري اکسيده شده است که در بعضي از نمونه ها تشکيل شده اند. سپس آهن فريک به صورت شيميايي کانيهاي سولفيده را اکسيده کرده و آهن فروس توليد مي نمايد. باکتريها تنها اثر کاتاليزوري داشته و باعث سرعت بخشيدن به اکسيداسيون مجدد آهن فروس به فريک شده که در صورت عدم وجود باکتريها بسيار آهسته انجام خواهد شد 

اسلاید 9: - انواع بيوليچينگ دو روش معمول بيوليچينگ وجود دارد، يکي بيوليچينگ تانک و ديگري بيوليچينگ توده اي است . روش دوم شامل قرار دادن توده اي کانسنگ خرد شده و ريختن محلول اسيدسولفوريک شامل باکتري ها و مواد مغذي روي آنها بوده است. سپس جريان هاي انحلالي به درون ذخيره ها هدايت شده و مجدداً بر روي ذخيره ها پخش مي شوند. هنگاميکه اين محلول به اندازه کافي غني شد، فلزات درون آن جدا مي شوند

اسلاید 10: ديگر شکل مهم بيوليچينگ، تانک متحرک است. با توجه به نام اين فرآيند بدون نياز به توضيح، به فرآيندي گفته مي شود که نياز به تانک هايي که تحت تأثير هوازگي قرار گرفته اند، و معمولاً در سري هايي مرتب شده اند. در اين روش رآکتور مي تواند ثابت عمل کند و کانسنگ تازه به تانک اول اضافه شود و هنگاميکه اين جريان به تانک آخري رسيد، کانسنگ حذف مي شود. کانسنگ معمولاً خرد شده و به اندازه هاي بسيار کوچک درمي آيد و باقيمانده هاي جامد در مواد مايع معلق مي شود

اسلاید 11: اصول کلی بیولیچینگ طلای مقاوم:براي استحصال كاني هاي طلاي مقاوم كه با روش سيانوراسيون بازيابي کمی دارند از روش بیولیچینگ استفاده می شود . شباهت هایی بین بیولیچینگ مس و مواد معدنی سولفیدی طلای مقاوم وجود دارد و البته اختلافاتی نیز وجود دارد.به طور مثال طلا نيز مانند مس بايد تا ابعادي كه از نتايجآزمايشگاهي به دست آمده است، خرد شود. اگر ماده معدني به شدت اسيد مصرف كند، به منظور آماده سازي كانه از اسيدسولفوريك غليظ در حين آگلومراسيون استفاده مي شود واگر ماده معدني اسيد مصرف نكند از محلول برگشتي از عملياتي قبلي استفاده مي شود. بعد از آگلومراسيون، ماده معدني بر روي پدهاي ديناميكي با بسترگر اولي درشت انباشته مي شوند. خطوط هوادهي در بسترگر اولي درشت قرار داده مي شوند. هوادهي هنگامي كه پد كاملا پر شد، انجام مي شود. پدهاي فلزات قيمتي با مخلوطي از باكتري هاي اكسيدكننده آهن كه سولفات فريك توليد مي كنند، آبياري مي شوند.

اسلاید 12: زمان قرار گرفتن ماده معدني تحت تاثير باكتري به خصوصيات كاني شناسي، ميزان اكسيداسيون مورد نياز براي تبديل سولفيد به سولفور و فاكتورهاي ديگر مثل دماي توده هاي انباشته بستگي دارد. به منظور از بين بردن اسيد از پدها و كم كردن ميزان آهك و سيانور مصرفي ماده معدني اكسيد شده، توسط آب تميز شسته مي شوند. بعد از شستشو، ماده معدني اكسيد شده، از پدها حمل و با آهك مخلوط مي شوند و بر روي پدهاي موقت به منظور سيانوراسيون انباشته مي شوند و عمليات سيانوراسيون طلاي اكسيد شده مانند روش هاي مرسوم انجام مي شود

اسلاید 13: منابع: http://biologytown.blogfa.comwww.nature.comwww.springerlink.comwww.prophetau.comwww.siencedaily.com