GJ - Privredna komora Srbije
GJ - Privredna komora Srbije GJ - Privredna komora Srbije
UVOĐENJE KOMERCIJALNOG POSTROJENJA ZA BIOLUŢENJE RUDE BAKRA - ŠANSA DA BOR "PROĈISTI PLUĆA" THE INTRODUCTION OF COMMERCIAL PLANT FOR BIOLEACHING OF COPPER ORES - BOR CHANCE TO "PURIFY LUNGS" Apsktrakt Biljana Maluckov Tehnički fakultet u Boru, Bor Bioluţenje predstavlja primenu biotehnologije u metalurgiji. Izborom odgovarajućih vrsta mikroorganizama i odgovarajućih uslova za njihov rast, moţe se dobiti bakar iz njegovih ruda. Za siromašne rude najekonomiĉnije je bioluţenje gomile, a za bogatije rude bioluţenje u reaktorima. U reaktorima se mogu lakše kontrolisati uslovi, ali su poĉetna ulaganja veća nego za luţenje gomile. Dobijanje bakra ovakvom tehnologijom je opravdano zbog dva veoma bitna razloga. Prvi je da je to ekološki ĉista tehnologija bez toksiĉnih gasova. Drugi je da se ovakvom tehnologijom mogu obraĊivati i niskoprocentne rude. Imajući u vidu trenutnu cenu bakra i ograniĉene resurse ruda, dugoroĉno gledano treba se opredeliti za ovakvu tehnologiju. Luţenje rude bakra pomoću mikroorganizama se već dugi niz godina primenjuje u svetu i kada se već planira uvoĊenje nove tehnologije u RTB-u Bor, trebalo bi razmišljati o uvoĊenju ovakve tehnologije za dobijanje bakra. Kljuĉne reĉi: bioluţenje, biohidrometalurgija, biotehnologija Abstract Bioleaching represents the application of biotechnology to metallurgy. Choosing proper microorganisms and adecvate conditions for their growth, copper can be obtained from its ores. The most economical bioleaching processes of ores with small and high concenrtion of cooper are bioleaching of heap and bioleaching in reactors, respectively. The second bioleanching process is more controlable then the first one. However, the initial costs are then higer. The copper production by bioleaching is desarable due to two significant advanteges with respect to other technologies. Firstly, the bioleaching is environmentally clean technology without production of toxic gases, and secondly it can be adopted for ores with low grade of cooper. Currently a high price of copper, and limited resources of corresponding ores favorize the application of the bioleaching technology. This technique has been widely used in the word in the last decade. Having in mind all mentioned advategaes of the bioleaching process we strogly suggest development of it in RTB Bor. Keywords: bioleaching, biohydrometallurgy, biotechnology Uvod Rudarstvo redovno ostavlja svoj peĉat na okolinu proizvodeći velike koliĉine otpadnih stena, koje se uglavnom odlaţu na površini zemlje [1]. Fiziĉko hemijski procesi ekstrakcije metala proizvode sumporne okside, otrovne emisije koje su sve više meta regulatornog zakonodavstva [2]. Rastvaranje metala iz mineralnih ruda delovanjem mikroorganizama, i kasnije dobijanje metala iz rastvora predstavlja bioluţenje. To je ekonomiĉna metoda za dobijanje metala iz minerala, naroĉito nekvalitetne rude i otpada iz tekućih rudarskih operacija, koja zahteva umerena kapitalna ulaganja i operativne troškove [3]. Prednosti bioluţenja ruda i kocentrata u odnosu na konvencionalne pristupe, kao što je pirometalurgija, ogledaju se u: potencijalu za obradu nekvalitetnih naslaga i one koje sadrţe znaĉajne koliĉine arsena, ponovnoj obradi ranije metalo sadrţavajućeg otpada, niţoj energiji, kao i u ekološkim prednostima (nula proizvodnje toksiĉnih gasova itd.) [4]. Biohidrometalurgija je neoĉekivani izdanak biotehnologije i metalurgije. Specifiĉna svojstva nekih ekstremnih biotipova, interakcije izmeĊu mikrobnog metabolizma i minerala su bila izdvojena da bi se koristila kao efikasni metalurški procesi [5]. Najranije korišćena inţenjerska tehnologija („dump luţenje―) je bila veoma prosta. Ova metoda je ukljuĉivala okupljanje velikih naslaga nekvalitetne (inaĉe otpada) bakarne rude i njihovo kvašenje sa razblaţenom sumpornom kiselinom u cilju podsticanja rasta i aktivnosti mineralno-oksidirajućih acidofila, prvenstveno gvoţĊe oksidirajućih mezofila. Bakar je precipitiran iz odvodnih tokova iz otpada zamenom sa 473
gvoţĊem (bakarna cementacija). Kasniji razvoj inţenjeringa ukljuĉio je korišćenje tankog sloja gomile sulfidne rude nagomilane na vodootporne membrane. Rastvoreni bakar se dobijao korišćenjem solventne ekstrakcije i elektrolize (SX/EW). Proces dozvoljava dobijanje bakra, cinka i drugih metala korišćenjem katalitiĉke aktivnosti nekoliko sojeva gvoţĊe i sumpor oksidirajućih hemolitotrofnih bakterija. In situ ukljuĉuje, propuštanje kiselih rastvora za luţenje koji sadrţe metal-imobilisane bakterije kroz podzemne pukotine nastale pomoću eksploziva, a zatim pumpanje teĉnosti na površinu i ekstrakciju rastvorenog metala [4]. Sa stanovišta inţenjerskog procesa, sloţene mreţe biohemijskih reakcija obuhvaćene bioluţenjem najbolje se izvode u reaktorima koji omogućavaju dobru kontrolu relevantnih promenljivih [6]. Scale-up takvih studija na nivou industriskih procesa zahteva razvoj kroz inţenjering i modelovanje procesa. Klasa rude i veliĉina ĉestica su kontrolni faktori, na osnovu kojih se vrši izbor za proces luţenja. Pogodni resursi ili sirovine pogodni za ove vrste luţenja su u rasponu od srednjeg do visokog stepena sadrţaja rude [2]. U poreĊenju sa luţenjem gomile, bioluţenje u reaktoru moţe pruţiti homogeniju reakcionu masu i dopustiti zatvorenu kontrolu procesa glavnih promenljivih [7]. Pojednostavljeni šematski prikaz o ulozi biotehologije bakra u industriji je prikazan na slici 1. Slika 1. Tehnologije ekstrakcije bakra [8]. Najveći interes leţi u potencijalnoj primeni biotehnologije za postizanje velikog stepena luţenja gomile halkopirita [8]. Evropa je ranije bila lider u biohidrometalurgiji, ali su sada lideri u Juţnoj Africi, Americi i Australiji. Evropska rudarska industrija obojenih metala je pokrenula i razvila projekat BioMinE (Biotechnology of Metal-bearing material in Europe), jer je identifikovana potreba za pronalaţenje novih procesa ekstrakcije metala iz postojećih resursa [5]. Ĉlanica ovog projekta je Institut za bakar Bor. U okviru ovog projekta raĊena su i neka ispitivanja u Institutu za bakar Bor [9,10]. U Majdanpeku i Veliki Krivelj, glavni mineral bakra je halkopirit. Inicijalni testovi uzoraka sulfida bakra koncentrata topionice šljake RTB Bor su potvrdili da uzorci pokazuju dobru pogodnost za bioluţenje [5]. Preliminarna ispitivanja u okviru projekta su pokazala: Aglomeracija jalovine, a zatim bioluţenje gomile je tehniĉki izvodljivo. Treba proceniti troškove implikacije na osnovu specifiĉnog projekta. Izvršeno je ispitivanje bioluţenja jalovine RTB-Bor u bioreaktoru. Rezultati su pokazali da bi kotretman šljake RTB-Bor sa Cu koncentratima bio opcija za integrisano biohidrometalurško postrojenje RTB Bor [5]. Mezofilno i termofilno luţenje gomile nekvalitetne sulfidne bakarne rude Komercijalno bioluţenje odlagališta moţe se ekonomski opravdati, zbog ĉega se smatra da je to jeftin tehnološki proces. MeĊutim, sam proces bioluţenja i ekstrakcije metala moţe biti mnogo efikasniji konstruisanjem posebno dizajniranih gomila. Planskim stvaranjem gomile stvaraju se uslovi za optimizaciju procesa bioluţenja (slika 2. i slika 3.). 474
- Page 424 and 425: Slika br.7: Izgled oblika korita po
- Page 426 and 427: EKOGEOHEMIJSKA ISPITIVANA ZA POTREB
- Page 428 and 429: otpada pomoću TCLP metode. Pored g
- Page 430 and 431: Tabela 2: Sadrţaji teških metala
- Page 432 and 433: TRETMAN OTPADNIH VODA IZ KOPOVA “
- Page 434 and 435: 3. REZULTATI I DISKUSIJA Nastavak e
- Page 436 and 437: gornje jure, muskovitskih škriljac
- Page 438 and 439: ZNAĈAJ INFORMATIĈKE OBRADE GEOLO
- Page 440 and 441: stepeni.Iz tih razloga razumljivo j
- Page 442 and 443: 500 400 300 200 100 0 -100 -200 0 2
- Page 444 and 445: ISPITIVANJE UNAPREĐENIH ELEKTROKIN
- Page 446 and 447: emedijacije se zasniva na tome da s
- Page 448 and 449: Slika 2. Distribucija metala u sedi
- Page 450 and 451: PRIMENA KOMPJUTERSKOG PROGRAMA GIS
- Page 452 and 453: Slika 1. Digitalizovana situaciona
- Page 454 and 455: 3. ZAKLJUĈCI Primenom kompjuteriza
- Page 456 and 457: TEHNIĈKI OPIS SISTEMA VAZDUŠNIH R
- Page 458 and 459: -Ukoliko se primeti da su ĉašice
- Page 460 and 461: Usvaja se cev za razvod komprimiran
- Page 462 and 463: Ci Ce 100 (1) Ci gde je: α - s
- Page 464 and 465: iz rastvora Cu(NO 3 ) 2 ostvaren za
- Page 466 and 467: a) b) Slika 2. Desorpcija jona (a)
- Page 468 and 469: ADSORPCIJA JONA Pb 2+ IZ SINTETIĈK
- Page 470 and 471: 2.3. Metode analize Za odreĊivanje
- Page 472 and 473: a) Slika 4. a) Adsorpciona izoterma
- Page 476 and 477: Slika 2. Šemtski prikaz luţenja g
- Page 478 and 479: MS x +Fe 3+ Hemijski M x+ +Fe 2+
- Page 480 and 481: Literatura [1] Johnson D.B., Biohyd
- Page 482 and 483: spaljena a potom ţarena na 815°C.
- Page 484 and 485: Slika 3. Kinetiĉki model pseudo-dr
- Page 486 and 487: TEHNIĈKA REKULTIVACIJA DEGRADIRANI
- Page 488 and 489: Slika 2. Poprečni profili 1 -5 i
- Page 490 and 491: Tabela 4 - Granulometrijska analiza
- Page 492 and 493: 3. R.Lekovski, M.Mikić, M.Martinov
- Page 494 and 495: ANDENZITSKI PRST ISTOĈNO ODLAGALI
- Page 496 and 497: Slika 3. 3D prikaz Istoĉnog odlaga
- Page 498 and 499: Površine flotacijskog jalovišta
- Page 500 and 501: HIDROGEOLOŠKE KARAKTERISTIKE LEŢI
- Page 502 and 503: podzemnih voda. Kada se eksploataci
- Page 504 and 505: leţišta gde je kreĉnjaĉka stens
- Page 506 and 507: Slika 10 - Uprošćena geološka ka
- Page 508 and 509: NEMETALIĈNE MINERALNE SIROVINE - P
- Page 510 and 511: Kolicina adsorbovanog aresenata, mg
- Page 512 and 513: Sa Slike 3 se moţe videti da je i
- Page 514 and 515: Hercegovine. Pomijeranjem masa u kl
- Page 516 and 517: Slika 4. Velika livada u vršnom di
- Page 518 and 519: površinskom dijelu, stijene ovog k
- Page 520 and 521: FORMIRANJE SIROVINSKE DEPONIJE OPTI
- Page 522 and 523: Sirovinski deo obuhvata les, glinu,
UVOĐENJE KOMERCIJALNOG POSTROJENJA ZA BIOLUŢENJE RUDE<br />
BAKRA - ŠANSA DA BOR "PROĈISTI PLUĆA"<br />
THE INTRODUCTION OF COMMERCIAL PLANT FOR BIOLEACHING<br />
OF COPPER ORES - BOR CHANCE TO "PURIFY LUNGS"<br />
Apsktrakt<br />
Biljana Maluckov<br />
Tehnički fakultet u Boru, Bor<br />
Bioluţenje predstavlja primenu biotehnologije u metalurgiji. Izborom odgovarajućih vrsta mikroorganizama i<br />
odgovarajućih uslova za njihov rast, moţe se dobiti bakar iz njegovih ruda. Za siromašne rude najekonomiĉnije je<br />
bioluţenje gomile, a za bogatije rude bioluţenje u reaktorima. U reaktorima se mogu lakše kontrolisati uslovi, ali su<br />
poĉetna ulaganja veća nego za luţenje gomile. Dobijanje bakra ovakvom tehnologijom je opravdano zbog dva veoma<br />
bitna razloga. Prvi je da je to ekološki ĉista tehnologija bez toksiĉnih gasova. Drugi je da se ovakvom tehnologijom<br />
mogu obraĊivati i niskoprocentne rude. Imajući u vidu trenutnu cenu bakra i ograniĉene resurse ruda, dugoroĉno<br />
gledano treba se opredeliti za ovakvu tehnologiju. Luţenje rude bakra pomoću mikroorganizama se već dugi niz godina<br />
primenjuje u svetu i kada se već planira uvoĊenje nove tehnologije u RTB-u Bor, trebalo bi razmišljati o uvoĊenju<br />
ovakve tehnologije za dobijanje bakra.<br />
Kljuĉne reĉi: bioluţenje, biohidrometalurgija, biotehnologija<br />
Abstract<br />
Bioleaching represents the application of biotechnology to metallurgy. Choosing proper microorganisms and adecvate<br />
conditions for their growth, copper can be obtained from its ores. The most economical bioleaching processes of ores<br />
with small and high concenrtion of cooper are bioleaching of heap and bioleaching in reactors, respectively. The<br />
second bioleanching process is more controlable then the first one. However, the initial costs are then higer. The copper<br />
production by bioleaching is desarable due to two significant advanteges with respect to other technologies. Firstly, the<br />
bioleaching is environmentally clean technology without production of toxic gases, and secondly it can be adopted for<br />
ores with low grade of cooper. Currently a high price of copper, and limited resources of corresponding ores favorize<br />
the application of the bioleaching technology. This technique has been widely used in the word in the last decade.<br />
Having in mind all mentioned advategaes of the bioleaching process we strogly suggest development of it in RTB Bor.<br />
Keywords: bioleaching, biohydrometallurgy, biotechnology<br />
Uvod<br />
Rudarstvo redovno ostavlja svoj peĉat na okolinu proizvodeći velike koliĉine otpadnih stena, koje se<br />
uglavnom odlaţu na površini zemlje [1]. Fiziĉko hemijski procesi ekstrakcije metala proizvode sumporne<br />
okside, otrovne emisije koje su sve više meta regulatornog zakonodavstva [2].<br />
Rastvaranje metala iz mineralnih ruda delovanjem mikroorganizama, i kasnije dobijanje metala iz rastvora<br />
predstavlja bioluţenje. To je ekonomiĉna metoda za dobijanje metala iz minerala, naroĉito nekvalitetne rude<br />
i otpada iz tekućih rudarskih operacija, koja zahteva umerena kapitalna ulaganja i operativne troškove [3].<br />
Prednosti bioluţenja ruda i kocentrata u odnosu na konvencionalne pristupe, kao što je pirometalurgija,<br />
ogledaju se u: potencijalu za obradu nekvalitetnih naslaga i one koje sadrţe znaĉajne koliĉine arsena,<br />
ponovnoj obradi ranije metalo sadrţavajućeg otpada, niţoj energiji, kao i u ekološkim prednostima (nula<br />
proizvodnje toksiĉnih gasova itd.) [4].<br />
Biohidrometalurgija je neoĉekivani izdanak biotehnologije i metalurgije. Specifiĉna svojstva nekih<br />
ekstremnih biotipova, interakcije izmeĊu mikrobnog metabolizma i minerala su bila izdvojena da bi se<br />
koristila kao efikasni metalurški procesi [5].<br />
Najranije korišćena inţenjerska tehnologija („dump luţenje―) je bila veoma prosta. Ova metoda je<br />
ukljuĉivala okupljanje velikih naslaga nekvalitetne (inaĉe otpada) bakarne rude i njihovo kvašenje sa<br />
razblaţenom sumpornom kiselinom u cilju podsticanja rasta i aktivnosti mineralno-oksidirajućih acidofila,<br />
prvenstveno gvoţĊe oksidirajućih mezofila. Bakar je precipitiran iz odvodnih tokova iz otpada zamenom sa<br />
473