GJ - Privredna komora Srbije

MS x +Fe 3+ Hemijski
M x+ +Fe 2+ +S(?) (1)
koja, osim rastvaranja metalnog sulfida, stvara fero jone i neka primarna sumporna jedinjenja S(?). Fero joni
i primarna sumporna jedinjenja su kao oblik supstrata za mikrobni rast predstavljeni prema reakcijama:
i:
4Fe 2+ +O 2 +4H +
Mikrobiološki
4Fe 3+ +2H 2 O (2)
S(?)+O 2
Mikrobiološki
SO 4
2-
(3)
respektivno. Prelaz feri/fero jona moţe vrlo dobro da se odvija unutar ekstracelularnog polisaharidnog (EPS)
sloja izluĉenog od mikroorganizma koji je napao mineralnu površinu. Nastali primarni sumporni proizvod
zavisi od toga koji je sulfidni mineral bioluţen, i on se naknadno hemijski ili biološki transformiše u
elementarni sumpor ili sulfat [14].
Disulfidi FeS 2 , MoS 2 i WS 2 su degradirani preko tiosulfata kao glavnog intermedijera. Iskljuĉivo su
gvoţĊe(III) joni oksidaciona sredstva za rastvaranje. Tiosulfat se degradira do sulfata, sa elementalnim
sumporom kao sporednim proizvodom. To objašnjava zašto su samo gvoţĊe(II) jon-oksidirajuće bakterije u
stanju da oksiduju ove sulfide metala [15].
Metalni sulfidi PbS, ZnS i CuFeS 2, MnS 2 , As 2 S 3 , As 4 S 4 se razgraĊuju sa gvoţĊe(III) jonima i napadom
protona. Glavni intermedijeri su polisulfidi i elementalni sumpor (tiosulfat je samo nus-produkt u sledećim
koracima degradacije). Rastvaranje se odvija posredstvom H 2 S + -radikala i polisulfida do elementalnog
sumpora. Ove metalne sulfide razgraĊuju sve bakterije sposobne da oksiduju sumporna jedinjenja [15].
Razliĉite studije su pokazale da su mešovite kulture koje sadrţe gvoţĊe i sumpor oksidirajuće bakterije
efikasnije od ĉisth [2,16,12] .
Biološke oksidacije sulfidnih komponenti minerala predstavljaju egzotermnu reakciju koja oslobaĊa
znaĉajne koliĉine toplote. Uslovi koji preovladavaju u zamišljenom vertikalnom stubu kroz deo gomile, su u
velikoj meri nezavisni od uslova koji vladaju i drugde u gomili [8]. Niţe gomile (3,5 m aktivna zona)
omogućavaju nešto bolju raspodelu temperature od viših gomila. Temperatura unutar gomile je odreĊena
razliĉitim faktorima. Petersen i Dixon su svojim modelom, uspostavili korelaciju izmeĊu temperature,
aeracije i stepena kvašenja [17]. Zou i Zhang su pronašli da za postizanje termofilne temperature moţe biti
proizvedeno dovoljno toplote, ako razliĉiti mezofili, umereno termofili i termofili budu sukcesivno uvoĊeni u
masu [18]. Model koji je sposoban da opisuje autotoplotna izvoĊenja jedne gomile, koja sadrţi mešavinu
CuFeS 2 i FeS 2 , gde su mezofili i termofili korišćeni istovremeno, dali su Vilcaez i dr. [11].
Neki primeri komercijalne primene bioluţenja
Uspešan proces evolucije biohidrometalurgije u rudarskoj industriji odliĉno je ilustrovan primerom
komercijalnog bioluţenja Quebrada Blanca, koje je smešteno u severnom Ĉileu na Alti Plan na visini od
4400 m. Bez obzira na mišljenje da bakterije luţenja ne mogu da funkcionišu na hladnom i na niskom
parcijalnom pritisku kiseonika na visokim nadmorskim visinama, postrojenje Quebrada Blanca bioluţenje to
demantuje. Acociedad Contractual Minera El Abra i Codelco Division Radimiro Tomic u Ĉileu su primeri
velikih postrojenja za luţenje bakra koja proizvode 225.000 i 180.000 tona bakra godišnje, respektivno [6].
Ima još primera uspešnog komercijalnog bioluţenja koji ukazuju na to da je proces ostvarljiv, uspešan i
ekonomiĉan. U tabeli 3. dati su podaci za komercijalne procese bioluţenja gomile rude [3].
Tabela 3. Bioluţenje gomile ruda bakra (istorijski i aktuelno) [3].
Region/rudnik Rezerve (t) PreraĊena ruda (t/dan) Proizvodnja Cu
(t/god.)
Ĉile, Lo Aguirre
1980-1996
Bioluţenje gomile 12×10 6 -1.5% Cu
477
Oksidi / halkozin 14–15×10 3
16×10 3
Ĉile, Cerro Colorado Bioluţenje gomile 80×10 6 - 1.4% Cu Halkozin, kovelit 100×10 3