Биотехнология. принципы и применение - Бич Г.
ISBN 5-03-000058-5
Скачать (прямая ссылка):
использование его для удаления серы из угля перед сжиганием последнего.
Выщелачивающие бактерии легко катализируют растворение неорганической
(пирит-ной) серы, содержащейся в каменном угле; однако на органическую
серу эти бактерии не действуют. Были исследованы и другие бактерии,
способные эффективно удалять серусодержа-щие органические вещества из
каменного угля.
Прежде чем проводить точный экономический анализ технологии
бактериального выщелачивания, необходимо тщательно изучить все ее
достоинства и недостатки, сравнив их с таковыми для существующих
пирометаллургических и гидрометаллургических процессов. По сравнению с
обычными методами добычи и обогащения руд и выплавки металлов
бактериальное выщелачивание может оказаться вполне конкурентоспособным
благодаря меньшим энергозатратам, снижению расхода реагентов при
экстракции металлов, а также меньшему влиянию на окружающую среду.
Недостатки метода
В предыдущих разделах в общих чертах говорилось о практическом
использовании бактериального выщелачивания в настоящее время и в
перспективе. Однако немедленное практическое применение бактериального
выщелачивания сдерживается по
Материалы и биотехнология
203
ряду причин. Главное препятствие заключается в том, что процесс еще плохо
исследован как на опытных установках, так и в полевых условиях.
Большинство экспериментов было проведено в полупроизводственных условиях.
Поэтому трудно судить об экономической значимости процессов
бактериального выщелачивания' и оценить технологические трудности,
которые могут возникнуть при широкомасштабном промышленном использовании
микробиологических процессов. Обычно применяемые процессы бактериального
выщелачивания страдают также от недостатка хорошей техники. Вполне
вероятно, что создание специальной системы оптимизации биологической
активности сильно расширило бы .использование бактерий при выщелачивании.
К параметрам, которые должны при этом учитываться, относятся температура,
питательные вещества, содержание кислорода и углекислого газа, размер
частиц, качество минерала, плотность пульпы (масса частиц на единицу
объема выщелачивающего раствора), скорость протекания выщелачивающего
раствора и pH.
Процессы бактериального выщелачивания нередко протекают медленнее, чем
химические процессы, в которых мелкие частицы обрабатывают сильными
реагентами при повышенных температуре и давлении. При экстракции металлов
из ряда минеральных концентратов быстрые химические процессы экономически
более выгодны. Однако в тех случаях, когда при обработке минералов
стоимость химических реагентов и энергозатраты очень высоки, а скорость
переработки не имеет решающего значения, правильно выбранные,
технологичные способы бактериального выщелачивания могут оказаться
предпочтительными.
При бактериальном выщелачивании сульфидных минералов в системе должно
образовываться достаточное количество кислоты и не содержаться слишком
много минералов, поглощающих кислоты. Для бактерий, окисляющих железо и
серу, требуется кислая среда. Поэтому для переработки непригодны руды и
отходы, поглощающие кислоты в большом количестве.
Для выщелачивания металлов in situ бактерии применялись мало. При
подземном выщелачивании с помощью растворов следует принимать во внимание
такие факторы, как влияние на активность бактерий повышенного
гидростатического давления и гипербарической оксигенации.
Гидростатическое давление возникает в результате введения выщелачивающих
растворов под давлением, а также за счет веса столба жидкости, а гиперба-
рическая оксигенация обусловлена введением кислорода под давлением в
рудное тело in situ для регенерации окисляющего агента. Однако при
использовании бактерий кислород в такой концентрации не нужен, поскольку
эти организмы сами регене-
204
Глава 5
рируют окислитель. Кислород требуется лишь в концентрациях, необходимых
для обеспечения жизнедеятельности микроорганизмов. Первоначально
технология выщелачивания in situ применялась для пород типа песчаников;
при этом размельчать породу не было необходимости, поскольку она обладала
высокой проницаемостью для выщелачивающего раствора. Для выщелачивания
такого типа микроорганизмы не использовались. При бактериальном же
выщелачивании встает вопрос: не будет ли рост бактерий на ненарушенном
массиве пород ограничивать проницаемость и не уменьшится ли при этом
циркуляция раствора? Такая проблема вряд ли возникнет при выщелачивании
рудных тел in situ, предварительно разрушенных взрывом или иным способом.
Если какой-то микробиологический процесс отработан для выщелачивания
металла (металлов) из определенного рудного тела, то вряд ли его удастся
применить без изменений для получения оптимальных результатов при
выщелачивании подобного металла из другого рудного тела. Даже если
металлы сходны, тип рудного минерала и содержащей его породы вполне могут
различаться. Выщелачивающие бактерии действуют на разные минералы
неодинаковым образом. Известно, например, что некоторые халькопириты
