GJ - Privredna komora Srbije

GJ - Privredna komora Srbije GJ - Privredna komora Srbije

18.11.2014 Views

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

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

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!