Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Biometalurgia - bioługowanie metali z rud i odpadów

No description
by

Karolina Bednarska

on 15 June 2017

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Biometalurgia - bioługowanie metali z rud i odpadów

Biometalurgia - bioługowanie metali z rud i odpadów

Czym jest bioługowanie?
Bioługowanie
(ang. bioleaching) to proces, w którym stosuje się właściwości mikroorganizmów w celu wymycia (wyekstrahowania) różnych pierwiastków z ubogich rud zazwyczaj metali. Wykorzystuje się zdolność zakwaszania środowiska przez mikroorganizmy autotroficzne, dokładnie chemolitotroficzne.
Mechanizmy mikrobiolgicznego ługowania metali:
bezpośredniego bioługowania,
pośredniego bioługowania,
kooperacyjny,
elektorchemiczny,
biosorpcji,


Mechanizm bezpośredniego bioługowania
Mechanizm ten opiera się na założeniu, że komórki bakteryjne inicjują bezpoośredni kontakt na zasadzie adhezji z powierzchnią minerału siarczku i rozpoczynają bioutlenianie za pomocą systemu enzymów.
Mechanizm pośredniego bioługowania:
Polega na chemicznym utlenieniu minerałów siarczkowych przez związki żelaza (III) np. siarczan (VI) żelaza (III), produktami reakcji są jony Fe2+
i siarka, dalej utlenianie na drodze mikrobiologicznej.
Dziękujemy!!!
Baraniecka Julia, Baryczka Bartłomiej, Bednarska Karolina
Czym jest biometalurgia?
Rys. 1 Bakterie Thiobacillus ferrooxidans
W procesie tym piryt utleniany jest do siarczanu żelazowego:
Dla siarczków metali reakcję można zapsać następująco:
Mechanizm kooperacyjny:
Opiera się na założeniu, że komórki bakteryjne przylegają do powierzchni minerału, wytwarzają warstwę biofilmu polimeru pozakomórkowego (EPS-egzopolisacharydy) pomiędzy ścianą komórkową bakterii a siarczkiem.
Rozróżnia się także:

mechanizm
tiosiarczanowy
- produkt podstawowy siarczany, a pośredni tiosiarczany,
mechanizm
polisiarczkowy
- produkt podstawowy siarka, a pośredni polisiarczki
Mechanizm elektrochemiczny:
Na powierzchni minerału przebiega reakcja redukcji tlenu (K) rozpuszczonego w elektrolicie, podczas gdy minerał roztwarza się anodowo (A) z wydzieleniem jonów metalu do r-ru oraz siarki elementarnej. Przykład ługowania chalkopirytu:
Mechanizm biosorpcji:
Jest to proces usuwania metali ze środowiska przez materiały biologiczne - biosorbenty, którymi moga być żywe
i martwe komórki organizmów, jak również wydzielane lub wydalane
z komórki składniki ściany kómórkowej, polisacharydy i białka.
Czynniki wpływające na proces bioługowania
odczyn,
temperatura,
warunki tlenowe/beztlenowe,
typ odpadu, uziarnienie, stężenie zawiesin,
liczebność mikroorganizmów,
inne czynniki.
Rys historyczny:
Cypr - 166r. - bioługowanie miedzi,
Chiny - XI w. - roczna produkcja 190 ton miedzi,
Hiszpania - 1752 r. - rozpoczęto proces bioługowania miedzi z siarczków na skalę pemysłową w kopalni Rio Tinto,

Mikroorganizmy biorące udział w procesie buiołgowania
Organizmy prokariotyczne
- są to mikroorganizmy kwasolubne zwane acydofilami, wyróżnić można: mezofile, umiarkowane termofile i ekstremotermofile.
Grzyby
- wymienia się 34 gatunki grzybów, wymagają one obecności węgla będącego źródłem energii, pracują w pH > 4,0 i w zakresie temperatur 15-55 st. C
Przemysłowe technologie bioługowania metali
Bioługowanie miedzi
Bioługowanie uranu
Bioługowanie złota
Bioługowanie metali z odpadów
Próba utylizacji mikrobiologicznej - KGHM Polska Miedź SA
Bioługowanie jako technologia w ochronie środowiska naturalnego
Procesy mikrobiologicznego ługowania stosowane są do pozyskiwania metali ciężkich znajdujących się w nadmiernym osadzie czynnym, desulfuryzacji węgla kamiennego i ropy naftowej, oraz utylizacji odpadów, uważanych za niebezpieczne ze względu na ponadnormatywną zawartość metali ciężkich.

Pierwotne i wtórne źródła metali poddawanych bioługowaniu
W biologicznym ługowaniu odpadów wtórnych wykorzystuje się mechanizmy i naturalne zdolności mikroorganizmów do przekształcania metali obecnych w stałej matrycy odpadów do postaci rozpuszczonej, podobnie jak w przypadku surowców rudnych.
Metale analizowane pod kątem odzysku zostaly podzielone na następujące kategorie:
metale podstawowe (np. Cr, Pb, Zn, Cu, Ni),
metale szlachetne i platynowce (Au, Ag, Pt),
metale specjalne (Li, metale ziem rzadkich),
radionuklidy (np. Th, U).
Bioutlenianie siarczkowych minerałów jest procesem wstępnej obróbki trudnych do ługowania złotonośnych rud prowadzonym m.in. w Australii, Brazylii, Ghanie, Peru czy RPA. Obecnie około 1,5 miliona uncji złota jest produkowanych z wykorzystaniem procesu BIOX. W technologii tej koncentrat siarczku jest pompowany do zbiorników, gdzie wstępnie jest zagęszczany celem zminimalizowania ryzyka przeniesienia odczynników flotacyjnych do reaktorów zasadniczych BIOX. Wtłoczona do bioreaktorów pulpa przebywa w nich od 4-6 dni. W procesie wykorzystywane jest konsorcjum kultur mezofilnych bakterii, pozwalających na prowadzenie procesu w zakresie temperatur od 303 do 318 K.
i
Literatura:
Willner J. , "Wprowadzenie do hydrometalurgii i biometalurgii metali nieżelaznych", Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2015
Błaszczyk M. , "Mikroorganizmy w ochronie środowiska"m, PWN, Warszawa, 2007
Karwowska E. , "Mikrobiologiczne procesy usuwania metali ze ścieków i szlamów galwanizerskich", Oficyna wyd. Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2007
Bioługowaniu poddaje się siarczkowe minerały miedzi, najbardziej powszechne i o największym znaczeniu gospodarczym są: chalkopiryt, bornit, chalkozyn oraz kowelin. Ok. 22% miedzi na świecie jest obecnie produkowane metodami biohydrometalurgicznymi.
Porównanie metod bioługowania
Komercyjne bioługowanie uranu prowadzi się od 1957 roku, kiedy w zakładzie Urgeirica w Portugalii zapoczątkowano otrzymywanie tego pierwiastka z ubogich rud uranowych. Obecnie dwaj najwięksi producenci, tj. Kanada i Australia odpowiadają za ponad 50% światowej produkcji uranu.
Full transcript