Механизм действия бактерий при выщелачивании

Многие ОВР, которые бактерии используют как источник энергии, в природе в обычных условиях протекают очень медленно. Из этого следует, что бактериальные клетки содержат ферменты, которые являются биокатализаторами реакций. Участие ферментов приводит е ускорению некоторых реакций в 10⁹-10¹⁴ раз.

Для гидрометаллургии наибольший интерес представляют процессы выщелачивания, в которых используется способность бактерий типа th.fer. окислять сульфат двухвалентного железа до сульфата трехвалентного железа. Последний, как сильный окислитель, вступает в реакцию с сульфидами меди или цинка, превращая их в сульфаты. Образующийся при этом FeSO₄ снова окисляется бактериями до Fe₂(SO₄)₃. Таки образом, роль бактерий сводится к регенерации сульфата трехвалентного железа. Кроме того, бактерии могут окислять элементарную серу, образующуюся при окислительном бактериальном выщелачивании сульфидов. Можно представить процесс бактериального выщелачивания сульфида меди в присутствии пирита и кислорода следующими реакциями:

2FeS₂+7O₂+2H₂O→2FeSO₄+2H₂SO₄

бакт.

4FeSO₄+O₂+2H₂SO₄→2Fe₂(SO₄)₃+2H₂O

2Fe₂(SO₄)₃+Cu₂S→2CuSO₄+4FeSO₄+S

бакт.

S+1,5O₂+2H₂O → H₂SO₄

В присутствии пирита как источника FeSO₄ возможно бактериальное выщелачивание сульфидов цинка, молибдена, а также урана из руд, содержащих U₃O₈. Процесс протекает по схеме:

U₃O₈+Fe₂(SO₄)₃+2H₂SO₄→3UO₂SO₄+2FeSO₄+2H₂O

бакт.

2FeSO₄+0,5O₂+ H₂SO₄→ Fe₂(SO₄)₃+ H₂O

Организация бактериального выщелачивания

Рисунок 69 - Схема подземного бактериального выщелачивания медной руды: 1 — прудок для выращивания и регенерации бактерий; 2 — насосная для перекачки бактериального раствора к руде; 3 — трубопровод; 4 — задвижка; 5 — коллектор; 6 — полиэтиленовый шланг; 7 — скважина для орошения рудного тела бактериальным раствором; 8 — орошаемый участок рудной залежи; 9 — горизонтальные горные выработки для сбора бактериального раствора, обогащенного медью; 10 — насос; 11 — отстойник для насыщенных медью растворов; 12 — цементационная ванна для получения порошкообразной меди; 13 — сушка цементной меди; 14 — транспортировка меди потребителям; 15 — компрессорная для обогащения бактериального раствора кислородом.

Рисунок 70 – БВ меди