Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Бич Г. -> "Биотехнология. принципы и применение " -> 85

Биотехнология. принципы и применение - Бич Г.

Бич Г., Бест Д., Брайерли К., Кумбс Дж. Биотехнология. принципы и применение — М: Мир, 1988. — 480 c.
ISBN 5-03-000058-5
Скачать (прямая ссылка): biotehnologiyaprincipiiprimeneniya1988.djvu
Предыдущая << 1 .. 79 80 81 82 83 84 < 85 > 86 87 88 89 90 91 .. 210 >> Следующая

сульфидов (например, PbS, CdS, NiS) н присут-ствии элементарной серы.
Умеренные термофилы
Обнаружены различные термофильные, окисляющие пирит, железо и серу
бактерии, которые лучше всего растут при температурах около 50 °С. Эта
группа умеренных термофилов включает факультативных гетеротрофов,
хемолитотрофных гетеро-трофов и автотрофов, причем обнаруживаются все
новые и но-
Рис. 5.1. Микрофотография Sulfolobus brierleyi, растущего на элементарной
сере при 60 °С. Получена с помощью сканирующего электронного микроскопа
(увеличение 10 000).
вые организмы этого класса. Данные организмы могут играть существенную
роль в выщелачивании саморазогревающихся минералов и угольных отвалов.
Крайние ацидотермофилы
Лучше всего изучен род Sulfolobus (рис. 5.1). Все его виды окисляют серу,
а некоторые (например, S. brierleyi) способны к окислению железа и таких
минералов, как халькопирит. Эти
13-1344
194
Глава 5
организмы переносят температуру до 85 °С и выделены в основном из горячих
источников. Впрочем, недавно из дренажных вод угольных отвалов был
получен организм, сходный с Sulfo-lobus. Род Sulfolobus относится к
Archebacteriaceae - отдельной группе бактерий, которую предлагают считать
третьим царством живых организмов. Представители этого рода, вероятно,
играют важную роль в выщелачивании минералов при повышенных температурах.
Все упомянутые выщелачивающие бактерии переводят металлы в раствор
различными путями. Соответствующие методы были названы "прямыми" и
"непрямыми". Окислительным процессом, "прямо" катализируемым бактериями,
является окисление железа,
4FeS04 + 02 + 2Н2 S04--> 2Fe2 (S04)3 + 2Н3 О, (1>
и окисление серы,
S8 + 1202 + 8Н2 О 8Н2 S04. (2>
Ряд минералов непосредственно окисляется некоторыми выщелачивающими
организмами. Примерами такого рода могут быть окисление пирита,
4FeS2 + 1502 + 2НаО > 2Fe2 (S04)3 + 2Н2 S04, (3>
и сфалерита,
ZnS + 202 v ZnS04 (4>
Ион трехвалентного железа служит сильным окисляющим агентом, переводящим
в раствор многие минералы, например зщль-коцит,
Cu2 S + 2Fe2 (S04)3-> 2CuS04 + 4FeS04 + S°, (5>
и уранинит,
U02 + Fe2 (S04)3 v U02 S04 + 2FeS04. (6>
Выщелачивание, происходящее при участии иона трехвалентного железа,
который образуется в результате жизнедеятельности бактерий, называют
"непрямой" экстракцией. Нередко в ходе этой химической реакции образуется
элементная сера [реакция (5)], которая может непосредственно окисляться
бактериями до серной кислоты [реакция (2)].
5.2.2. Промышленное применение биоэкстрактивной металлургии
В настоящее время бактериальное выщелачивание, известное также как
биогидрометаллургия или биоэкстрактивная металлургия, применяется в
промышленных масштабах для перевода в растворимую форму меди и урана.
Материалы и биотехнология
195
Выщелачивание медных отвалов
Методы, использовавшиеся в XVIII в. на месторождении Рио-Тинто (Испания)
для извлечения меди из груд выветрившейся породы, в основном сохранились
до наших дней. В нынешнем ¦столетии выщелачивание отвалов, как называют
этот процесс, развивалось в США; оно используется для получения меди из
¦бедных руд [содержащих менее 0,4% меди (по весу)], а также из отвального
материала с очень низким содержанием меди. Такие отвальные материалы
накапливаются при крупномасштабной открытой разработке руды. Бедную руду
или отвальную породу перевозят из карьера куда-либо поблизости (обычно в
долину), где естественный уклон дает возможность собирать используемые
растворы. Во избежание загрязнения подпочвенных и поверхностных вод
выбирают непроницаемые для воды участки. Отвалы, образующиеся в
результате работы землеройной техники, имеют огромные размеры, достигая в
высоту 300 и более метров. Самым большим в мире отвалом является Бингхэм-
Каньон ("Кеннекотт Коппер Корпорэйшн"), Он вмещает около 3,6-1012 кг
породы.
Для начала процесса выщелачивания отвал смачивают водой, подкисленной
серной кислотой до pH 1,5-3,0, путем ее распыления, полива или инъекции
через трубы, помещенные вертикально внутри породы. Этот кислый раствор,
или "выщелачиватель", просачивается сквозь бедную руду или отвальные
материалы. Он содержит кислород и углекислый газ и создает благоприятную
среду для размножения ацидофильных гиоба-цилл, широко распространенных в
сульфидных рудах. В некоторых случаях содержание Thiobacillus
ferrooxidans превышает 106 клеток на 1 кг породы и на 1 мл
выщелачивающего раствора. Этот организм активно окисляет растворимые ионы
двухвалентного железа и воздействует на серу- и железосодержащие
минералы. Активность Т. ferrooxidans необходима для оптимального
выщелачивания. При pH ниже 3,5 окисление железа перестает зависеть от pH:
d (Fe+2)
-¦ -=*' (Fe+2) (02),
di
где К!= 1,0-Ю-7 атм_1-мин-1 при 25 °С. Следовательно, при кислых
значениях pH, необходимых для выщелачивания отвалов, и в отсутствие Т.
ferrooxidans железо оставалось бы в двухвалентном состоянии и экстракция
меди из сульфидных минералов была бы минимальной. Т. ferrooxidans
Предыдущая << 1 .. 79 80 81 82 83 84 < 85 > 86 87 88 89 90 91 .. 210 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed