EA005069B1 - Способ бактериального окисления сульфидных руд и концентратов и культура бактерий - Google Patents

Способ бактериального окисления сульфидных руд и концентратов и культура бактерий Download PDF

Info

Publication number
EA005069B1
EA005069B1 EA200200328A EA200200328A EA005069B1 EA 005069 B1 EA005069 B1 EA 005069B1 EA 200200328 A EA200200328 A EA 200200328A EA 200200328 A EA200200328 A EA 200200328A EA 005069 B1 EA005069 B1 EA 005069B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
ore
bacterial
concentrate
culture
concentrates
Prior art date
Application number
EA200200328A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200200328A1 (ru
Inventor
Росс Дэвид Гилдерс
Елена Коннорс
Симон Энтони Роджер Перкисс
Тамсин Лиза Уильямс
Колин Джон Хантер
Лео Вай-Чиу Чеун
Original Assignee
Пэсифик О Текнолоджи (Острейлиа) Элтиди
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Пэсифик О Текнолоджи (Острейлиа) Элтиди filed Critical Пэсифик О Текнолоджи (Острейлиа) Элтиди
Publication of EA200200328A1 publication Critical patent/EA200200328A1/ru
Publication of EA005069B1 publication Critical patent/EA005069B1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00—Obtaining copper
    • C22B15/0063—Hydrometallurgy
    • C22B15/0065—Leaching or slurrying
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/18—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes with the aid of microorganisms or enzymes, e.g. bacteria or algae
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

Способ бактериального окисления сульфидных руд и концентратов, характеризующийся тем, что руду или концентрат выщелачивают с помощью культуры бактерий, депонированной в Австралийских государственных аналитических лабораториях (Australian Government Analytical Laboratories) под регистрационным № NM99/07541, или соответствующей ей культуры бактерий, адаптированной к данной руде или концентрату. Выщелачивание проводят при температуре между приблизительно 40-65°С и рН между приблизительно 0,8-2,2.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к способу бактериального окисления сульфидных руд и концентратов с использованием культуры бактерий, который в особенности применим при бактериальном окислении руд и концентратов, содержащих халькопирит.
Уровень техники
Бактериальное окисление использовали в течение ряда лет для эффективной обработки руд и концентратов, представленных арсенопиритом, пиритом, пирротитом, ковеллитом и халькоцитом, при этом единственным исключением из данного способа обработки было окисление руд и концентратов, содержащих халькопирит (СиРе82).
Согласно предшествующему уровню техники в смесях бактерий, применяемых для облегчения окисления сульфидных руд и концентратов, отличных от руд и концентратов, содержащих халькопирит, используют ряд наборов бактерий. Например, смешанная бактериальная культура, используемая южно-африканской кампанией Сепеог Ытйеб, содержит, в основном, ТЫоЬасШик Геггоох1бапк, ТЫоЬасШик 1Ыоох1бапк и Ьер!окрш11ит Геггоо\|бапк. Культуры кампании Сепсог состоят из смешанной популяции мезофильных бактерий, которые функционируют при температуре, лежащей в интервале 35-45°С (Лете Ό.Μ. и Ό.Μ. Мйег, Процесс ВюШС, биовыщелачивание концентратов минерального сульфида с целью выделения никеля (ТНе ВюШС Ргосекк; Вю1еасЫпд оГ Мшега1 8и1рЫбе Сопсеп1га!ек Рог Весоуегу оГ №ске1), Материалы конференции 1В8 Вютте'97, Сидней, стр. М7.1.0-М7.1.9, 1997).
Кроме того, в патентной заявке Финляндии 953488, принадлежащей Сепсог Ытйеб, раскрывают применение ТЫоЬасШик Геггоох1бапк, ТЫоЬасШик 1Ыоох1бапк и Ьер!окрш11ит Геггоойбапк для достижения окисления при предпочтительном значении рН 3 с использованием руды, предпочтительно измельченной до размера частиц менее 6 мм.
Бактериальная культура, используемая компанией ВасТесН (Аик1гайа) Р1у Ыб (см., например, патент США 5429659), представляет собой умеренно термофильную бактериальную культуру, функционирующую при температуре, лежащей в интервале 46-50°С. Культура была названа М4 (Ваггей 1. и соавт., Выделение и характеризация умеренно термофильной смешанной культуры автотрофных бактерий для применения с целью окисления тугоплавких концентратов золота (ТНе 1ко1айоп апб сйагас!ег1кайоп оГ а шобега!е1у ШегторЫйс т1хеб сийиге оГ аи!о!горЫс Ьас1епа: аррБсайоп оГ Ше ох1бабоп оГ геГгас!огу до1б сопсеп1га!ек). РегШ Со1б, 88, Вапбо1 1п1ета1юпа1 Ыб. Со1беп, Со1огабо, стр. 148-150, 1988) и была описана ЫоЬаг и соавт. (ЫоЬаг
А.М. и соавт., Выделение и характеризация смешанного микробного сообщества из австралий ской шахты, с целью применения для выщелачивания золота из тугоплавких руд (1ко1айоп апб сйагас!ег1кайоп оГ а т1хеб т1сгоЫа1 соттипйу Ггот ап Аикйайап тте: аррйсайоп 1о Ше 1еасЫпд оГ до1б Ггот геГгасЮгу огек), Вюйубготе!а11шду под ред. Р.Р. Мотк и Ό.Ρ. Ке11у, 8с1епсе апб ТесНпо1оду Ьейегк, Кете 8иггеу, ИК, стр. 530531, 1988); (см. также Впебеу С.Ь и В. Вгапк, Выбор процесса термофильного биоокисления с использованием ВасТесН для шахты Уоиапш1 (8е1ес1юп оГ ВасТесН'к ТНегторНШс Вю-Ох1байоп Ргосекк Гог Уоиаппн Мше), Материалы конференции Вютте'94, РегШ, Аек1егп Аик1гайа. Раздел 5, 1994).
В способе МГПВАС, разработанном англоамериканской корпорацией Мш1ек, находящейся в г.Рандбург в Южной Африке, используют смешанную культуру мезофильных бактерий, содержащую ТЫоЬасШик Геггоох1бапк/Ьер!окрт11ит Геггоох1бапк (см. статью Впебеу и Вгапк, 1994, выше).
Бактериальные культуры, используемые в настоящее время, непригодны для получения приемлемых для промышленности результатов при обработке халькопирита без либо ультратонкого измельчения (Р80<20 мкм) руды или концентрата, с целью облегчения бактериального окисления, либо использования очень длительного периода выщелачивания для достижения окисления. При этом нередкими являются периоды времени, превышающие 100 дней.
Современные подходы направлены на применение повышенных температур для стимуляции окисления железа. Однако используемые высокие температуры приводят к необходимости охлаждения после окисления и изготовления реакторов из специальных материалов, например хирургической нержавеющей стали. Оба этих условия повышают стоимость данного процесса.
Одной из задач способа, соответствующего данному изобретению, является преодоление вышеупомянутых проблем, связанных с предшествующим уровнем техники, или, по крайней мере, создание эффективной альтернативы предшествующему уровню техники.
Вышеизложенное обсуждение предшествующего уровня техники служит только для облегчения понимания данного изобретения. Должно быть понятно, что обсуждение не является признанием или допущением того, что любой материал, на который сделана ссылка, входил в общие основные знания в Австралии на дату приоритета данной заявки.
В данном описании, если согласно контексту не требуется иначе, слово содержать или такие его производные, как содержит или содержащий будет пониматься, как означающее включение обозначенного целого числа или группы чисел, но не включения какого-либо другого числа или группы чисел.
В данном описании при упоминании вида бактерий следует понимать, что он включает в себя также и подвиды данного вида.
В данном описании термин руда подразумевает материал, который удаляют из земли и не обрабатывают каким-либо образом для повышения концентрации металла. Концентрат получают при прохождении рудой процесса обработки, в основном, обогащения гравитационным способом или флотацией, с целью повышения концентрации желательных металлов и снижения объема материала, который впоследствии обрабатывают, с целью извлечения данных желательных металлов.
Сущность изобретения
Согласно одному из объектов данного изобретения предложен способ бактериального окисления сульфидных руд и концентратов, характеризующийся тем, что руду или концентрат выщелачивают с использованием культуры бактерий, депонированной в Австралийских государственных аналитических лабораториях (Аи81га11ап СоусгптсШ Аиа1уйса1 БаЬога1опс5) под регистрационным № ΝΜ99/07541, или соответствующей ей культуры бактерий, адаптированной перед выщелачиванием к руде или концентрату.
Предпочтительно, когда используемая культура бактерий не является автохтонной для руды или концентрата, предназначенных для окисления.
Руду или концентрат выщелачивают с использованием культуры бактерий в процессе кучного выщелачивания, выщелачивания в реакторе, выщелачивания в чанах или выщелачивания из отвалов. Руда или концентрат могут быть рудой или концентратом неблагородного металла, драгоценного металла либо металла группы платины. Сульфидная руда или концентрат предпочтительно содержат халькопирит.
Выщелачивание может происходить в интервале температур приблизительно 45-60°С. Руду или концентрат предпочтительно выщелачивают при размере частиц при перемалывании или измельчении Р80, равном 75 мкм и более. Предпочтительно также, когда размер перемолотых или измельченных частиц Р80 равен 90 мкм и более.
Процесс адаптации предпочтительно включает введение как образца руды или концентрата, так и культуры бактерий в емкость для выщелачивания и проведение выщелачивания полученной суспензии до тех пор, пока уровень целевого металла, описанный для раствора, не достигнет 100% либо не выйдет на плато.
Согласно другому объекту данного изобретения предложена культура бактерий (консорциум), используемая при бактериальном окислении сульфидных руд и концентратов, депонированная в Австралийских государственных аналитических лабораториях (ЛиЧгайап Соуегптеп! Аиа1уйса1 БаЬога1опс5) под регистрационным № ΝΜ99/07541, или соответствующая ей бактериальная культура, адаптированная к упомянутым рудам или концентратам. Предложенная культура бактерий характеризуется тем, что она способна окислять руды или концентраты в интервале температур выщелачивания приблизительно 40-65°С и при рН между приблизительно 0,5-3,0.
Предпочтительно, когда культура содержит по меньшей мере два вида бактерий, выбранных из 8и1ГоЬасШи5 111сгто5и1Пбоох|бап5. ТЫоЬасШик са1би5 и ТЫоЬасШик Геггоох1бап5.
Культура бактерий предпочтительно обладает способностью окислять руды и концентраты, содержащие минерал халькопирит, при размере перемолотых или измельченных частиц Р80, равном 75 мкм или более.
Предпочтительно также, когда размер частиц при перемалывании или измельчении равен или больше, чем Р80 90 мкм.
Далее данное изобретение будет описано только в качестве примера со ссылкой на прилагаемую фигуру.
Перечень чертежей и иных материалов
Чертеж представляет собой фотографическое изображение результатов, полученных на денатурирующем градиентном геле для шести образцов культуры бактерий, соответствующей данному изобретению, обработанных тремя различными способами.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Для того чтобы вырастить культуру, способную обрабатывать руды и концентраты, содержащие халькопирит, велись поиски культуры бактерий, обитающей в руде, содержащей халькопирит (автохтонной культуры). Автохтонные культуры бактерий, как правило, превосходят модифицированные выделенные культуры, поскольку автохтонная культура уже адаптирована к токсинам и минеральным компонентам, связанным с определенной рудой, что приводит к получению более эффективных и жизнеспособных бактериальных штаммов.
Автохтонные бактериальные культуры из халькопиритных руд выращивают и тестируют на способность окислять как их природную руду/концентрат, так и другие халькопиритные руды и концентраты. При выполнении данной программы работы культуру выделяют из концентрата халькопирита (СиРе82), полученного из руды простых (неблагородных) металлов, найденной в Нью-Брансвике (Канада) (№\ν Вгциоткк, Саиаба). После выделения культуры бактерий проводят тестирование культуры как на ее природной руде и концентрате, так и на ряде других руд и концентратов. Имели место добавления к исходной культуре, поскольку при тестировании культуры различного состава любая нативная бактерия, способная функционировать в условиях теста и обладающая способностью конкурировать по своему действию с интродуцированной культурой, должна не толь ко выживать, но и хорошо развиваться в окружающей среде. Таким образом любую нативную бактерию из руды или концентрата, предназначенных для тестирования, вводят в культуру. Кроме того, культуру успешно выращивают при различных температурах, лежащих в интервале от 40 до 65°С, и при варьировании уровней кислотности при уровнях рН, лежащих в интервале 0,8-2,2. Успешное тестирование культуры проведено как в аэрируемых реакторах с мешалкой, так и в аэрируемых колоннах, с целью облегчения выщелачивания в колонне. Успешное тестирование культуры имеет место при различных температурах и с использованием ряда руд и концентратов.
Культура бактерий, соответствующая данному изобретению, состоит из ряда бактерий, окисляющих железо, сульфид и серу, которые способны работать при температурах до 65°С и значении рН, лежащем в диапазоне между 0,8 и 2,5. Культура бактерий может включать, но без ограничения перечисленным, 8и1£оЬасШик 1Нсгтоки1£1йоох1йапк, ТЫоЬасШик са1йик, ТЫоЬасШик £еггоох1йапк и ряд еще не идентифицированных видов бактерий. Культура (консорциум) бактерий, соответствующая данному изобретению, депонирована в Австралийских государственных аналитических лабораториях (Аийгайап Согегптеп1 Апа1уйса1 ЬаЬога1опек) под регистрационным № ΝΜ99/07541.
Пример.
Перед тестированием какого-либо материала маточную бактериальную культуру сначала адаптируют к материалу, представляющему интерес. Для облегчения данного процесса 2700 мл модифицированного раствора ОК (1,0 г/л сульфата аммония, 0,5 г/л ортофосфата дикалия, 0,16 г/л гептогидрата сульфата магния, рН 1,6-1,8) помещают в реактор с мешалкой, нагретый до необходимой температуры при перемешивании и аэрации. К модифицированной среде ОК добавляют 150 г образца перемолотого (Р80<45 мкм) тест-материала и при необходимости снижают рН до 1,6-1,8, используя концентрированную серную кислоту. В данную смесь вводят 300 мл образца маточного инокулюма в виде суспензии. Аэрацию в реакторе с перемешиванием поддерживают на уровне 1 л/мин/л суспендированной смеси. Адаптацию продолжают до тех пор, пока уровень соответствующих металлов, описанный для раствора, либо не достигает 100%, либо не выйдет на плато. Образцы раствора анализируют на уровни содержания металла в растворе при использовании 1СР, когда рН суспензии подводят до подходящего значения с помощью концентрированной серной кислоты таким образом, что рН составляет между 1,6 и 1,8. Кроме уровней металлов, описанных для раствора, развитие адаптации в тесте далее мониторируют в соответствии с его окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП), концентрацией железа и концентрацией растворенного кислорода (РК).
После адаптации культуры к представляющему интерес материалу ее используют в качестве инокулюма для следующих тестов в аэрируемом реакторе с мешалкой или в качестве инокулюма для кучного или колоночного теста. Адаптированный бактериальный инокулюм далее разбавляют путем добавления кислого базового питательного раствора, содержащего сульфат аммония, ортофосфат калия и сульфат магния. Концентрация данных питательных компонентов в растворе может изменяться в лабораторных тестах и в промышленном эксперименте, а также при различных промышленных процессах. Во всех случаях ход окисления мониторируют по уровням металлов, описанным для раствора, рН, значениям ОВП, концентрации железа и содержанию РК.
Культуру бактерий, соответствующую данному изобретению, тестируют на ряде образцов, содержащих халькопирит, из различных областей со всего мира. В табл. 1 приведены минералогические данные и происхождение халькопиритовых концентратов и руд, протестированных с использованием культуры бактерий, соответствующей данному изобретению.
Таблица 1
Образец Минералогические данные Происхождение
А Медный концентрат халькопирита США
В Молибденовый концентрат с низкими уровнями содержания меди в халькопирите Канада
С Концентрат, содержащий в основном халькопирит (35%) и кубанит (17%) при более низких количествах пирротита (10%) и минорных количествах пентландита (3%) и сфалерита (3%). Канада
ϋ Медно-никелевый концентрат, в котором медь присутствует как в халькопирите (18,5-28,5%), так и кубаните (15,830,8%). Никель присутствует в виде пентландита (17,7-10,4%) и иногда заменяется виларитом. США
Е Три концентрата меди, состоящие из халькопирита, пирита и минорных количеств борнита. Канада
Р Концентрат меди, состоящий их халькоцита (14%), халькопирита (10%), борнита (1%) и пирита (1%). Южная Африка
С Образцы ί и ϋί являются образцами руды и образец ϋ является образцом концентрата. Сульфидные руды в основном представлены пентландитом, халькопиритом и пирротитом. Западная Австралия
Общая процедура тестирования
Все тесты на образцах руд проводят в аэрируемых реакторах при перемешивании. Каждый тест проводят при густоте твердых частиц 10 мас./об. % и аэрации посредством барботирования со скоростью 1 л воздуха/мин/л суспензии в реакторе. Потери от испарения вследствие нагревания и аэрации суспензии компенсируют до отбора проб для тестирования. Это осуществляют путем добавления водопроводной воды. Все суспензии готовят с использованием подходящей питательной среды с исходным рН 1,0. Отбор образцов включает анализ раствора на содержание железа, меди и других имеющих отношение к процессу ионов металлов. Кроме того, мониторируют и регистрируют также окислительно-восстановительный потенциал (ОВП), рН, уровни содержания железа и растворенного кислорода (РК). Выход меди используют для мониторирования прохождения теста и считают, что тестирование закончено, когда выход меди достигает стабильного плато или доходит приблизительно до 100% от содержания меди, описанного для раствора. По окончании процесса массу фильтруют под давлением, анализируют полученный выщелоченный раствор, а полученный при фильтровании осадок промывают подкисленной водой и сушат. Высушенный осадок от фильтрования взвешивают и определяют остаток с целью подведения металлургического баланса.
Результаты основного анализа, анализа размера частиц и результаты, полученные после окисления, суммируют и представляют в табл. 2.
Таблица 2
Образец Основной анализ т°с Кол-во дней выщелачивания Результаты выщелачивания
Анализ размера частиц Ее, % Си, % % Выщелоченная Си.%
А Ра,<90мкм 28,60 29,40 32,1 48 36 96,6
Рв6<90мкм 2,85 1,95 37,6 48 20 96.9
С Рао<75мкм 27,30 20,97 27,37 48 22 98,0
ϋ Рв0<75мкм 26,30 12,80 25.1 48 27 95,0
Е ί РВ4<75мкм 15,00 2,87 13,9 48 28 99,3
Е ίϋ Р7В<75мкм 26,6 4,62 34,4 48 28 99,3
Р Р90<43мкм 6,79 28,5 10,2 60 1« 95,3
С ί РВ0<75мкм 17.8 1.18 7,88 ,4 98,8
О II Р80<75мкм’ 45.1 6.82 34,8 50 ю 98.0
6 III Рво<75мкм 18,2 0,1 3,11 50 8 97,3
РВ0<75мкм‘ 23,8 19,7 36,7 48 15 99,2
* Номинальный размер частиц концентрата в том виде, как он получен.
Ряд образцов адаптированной культуры бактерий, соответствующей данному изобретению, выращивают при температурах, лежащих в интервале от 35 до 65°С, из каждой культуры отбирают образцы и готовят их для идентификации с использованием секвенирования 168 рРНК. Подготовку образцов перед секвенированием РНК проводят с использованием трех различных способов. Использованные способы и результаты, полученные при секвенировании 168 рРНК, представляют ниже.
Способы
Тестируют шесть образцов (образцы обозначены 8Ν45, 8М45, РО45, 8845, РН14К и 014А).
Образцы перемешивают в ручном смесителе при максимальной скорости в течение 30 мин и обрабатывают следующим образом.
A. Способ с встряхиванием образца.
500 мкл образца после встряхивания немедленно осаждают на фильтрах из стекловолокна (#30 8ПесПег и 8сйис11. Кеепе, ΝΗ) в микропробирке объемом 1,5 мл путем центрифугирования при 14000 об./мин в течение 4 мин. Супернатант осторожно удаляют и осажденный материал дважды промывают в 1 мл воды для культуры ткани.
B. Способ быстрого приготовления.
500 мкл образца немедленно удаляют и гомогенизируют с использованием устройства для быстрого приготовления 8ауаи1 ΒΙΟ 101 (ВюСап 8с1епййс) со скоростью 4-20 с. Гомогенаты осаждают и промывают, как описано выше.
C. Способ с использованием супернатанта.
После встряхивания образцам дают отстояться в течение 5 мин для оседания частиц на дно пробирок. Затем 500 мкл супернатанта осаждают и промывают, как описано ранее.
РНК экстрагируют из образцов с использованием носителя 1п81аСепе (ВюВаб, Негси1е8, СА) согласно инструкциям изготовителя. Концентрацию РНК определяют с помощью УФспектрофотометрии (А260) и добавляют 50 нг в реакционную смесь для ПЦР (полимеразной цепной реакции) при конечной концентрации 2 мМ иона магния, 100 мкМ б№ТР (дезоксинуклеотидтрифосфата), 0,32 мкм каждого праймера и 0,625 единиц Тад Оо1б-полимеразы. Для амплификации сегмента из приблизительно 300 пар оснований гена 168 рибосомальной РНК используют универсальные праймеры р515Г и р806г (К.е1шап Ό.Α. Амплификация и секвенирование универсальной бактериальной 168 рРНК (ишуег8а1 Ьас(ег1а1 16з γΚΝΑ ашрййсайоп апб кедиепстд), стр. 489-495 в монографии под ред. Ό.Η. РегЦпд, Т.Е. 8шйй, Е.С. Тепоуег и 1. \У1Ше Основы и применение диагностической молекулярной биологии (П|адпо50с Мо1еси1аг Вю1оду Рг1пс1р1ез апб АррПсаПопз), Американское микробиологическое общество (Ашепсап 8ос1е1у Гог МюгоЬю1о§у), ^акЫпдХоп, ЭС, 1993). Прямой праймер модифицируют богатой ГЦ последовательностью из 40 пар оснований, что приводит к окончанию миграции амплифицированного продукта при различных концентрациях мочевины/формамида в денатурирующем градиентном геле (8йеГйе1б и соавт., Присоединение богатой Г+Ц последовательности из 40 пар оснований (ГЦ-блока) к фрагментам геномной РНК путем полимеразной цепной реакции способствует усовершенствованию детекции изменений отдельных оснований (Айасйшеи! οί а 40 Ьаке рай С+С Лей 5сс|испсс (СС-с1атр) 1о деиопйс ΕΝΑ йадшеий Ьу ро1утега8е οίκιίη геасйои ГС511115 ίη ппргоусс! йсЮсйоп οί 8тд1е Ьаке сйапдек). Ртос. №11. АсаЛ. 8οί. 118Α. 86:232-236, 1989; Миухсг и соавт., Определение профиля сложных микробных популяций посредством анализа с применением электрофореза в денатурирующем градиентном геле амлифицированных с использованием полимеразной цепной реакции генов, кодирующих 16§ рРНК (РтоДНид οί сошр1ех пйсгоЫа1 рори1а1юи8 Ьу беиайшид дгаЛ1еи1 де1 с1сс1гор1югс515 апаЬъй οί ро1утсга5с скат теасйои ашрНДеЛ деиек соЛтд ίοτ 1йе 16§ τΚΝΑ). Αρρί. Еиуйои. М1сгоЬю1., 59:695-700,1993). Представляющие интерес полосы вырезают из денатурирующих гелей и очищенный амплифицированный продукт подвергают циклическому секвенированию с использованием удлинения с помощью устройства Ейд Эус ТспшпаЮг с обратным праймером в рекомендованных условиях (РЕ АррйеЛ Вюкуйешк). Определение последовательности проводят на генетическом анализаторе (Оеиейс АпаЬъсг) 310 (РЕ АррйеЛ ВюкуЦетк). Сравнения последовательностей выполняют при использовании основного оборудования для исследований с локальным выравниванием оснований (ВЬА8Т; А115с1ш1 и соавт., Оборудование для исследований с локальным выравниванием оснований (Ваис 1оса1 айдшиеп! кеагсй 1оо1). I Μοί. Βίο., 215:403-410, 1990).
Результаты
Каждый из трех способов обработки образца приводит в результате к образованию различных профилей для каждого образца, как показано на фигуре. Для секвенирования отбирают девять основных полос. Секвенированные сегменты из 300 пар оснований наиболее близко соответствуют частичным последовательностям гена 168 рРНК видов бактерий, приведенных в колонке с результатами исследования методом ВЬА8Т. Для более точной идентификации должен быть секвенирован сегмент 168 большего размера.
Итоги исследования методом ВЬА8Т для секвенированных сегментов гена 168 рРНК из 300 пар оснований представлены в табл. 3. Числа в скобках относятся к % гомологии между неизвестными культурами и наиболее близко соответствующими им видами.
Таблица 3
Полоса Секвенировано из Полоса с такой же подвижностью Результат ΒΙΛδΤ
1 8М45-быстрое приготовление 8М45-встряхивание, С1 (1998)встряхивание, С/С (1998)встряхивание, 8и1(оЬасН1из 1Ьегто$и1Ядоох10апз (98%)
2 С1 (1998)встряхиеание 8М45-быстрое приготовление, 8и45-встряхивание, С/С (1998) встряхивание, ЗиКоЬасШиз Мегтози1(к1оохк1апз (98%)
3 8Ν45супернатант 014А-встряхивание 81гер1ососсиз за1тагНиз (100%) 81гер}ососсиз (ЬегторИНиз (100%)
4 014А (50®С)встряхивание 8М45-супернатант 81гер1ососсиз заМуагНиз (100%) 81гер(ососсиз МегторМиз (100%)
5 НН14К (60°С)встряхивание Саи1оЬас!ег зр. (99%) АзНссасаиНз ехеШпсиз (99%) АзИссасаиНз ЫргоМесит (99%) Рзеидотопаз есЫпо/дез (97%) ЗрЫпдотопаз раиатоРНиз (98%)
6 014А (50°С)· встряхивание РзеиСотопаз есЫпо/аез (98%) ЗрЫпдотопаз {гиереп (97%) Саи1оЬас1ег зр. (97%) АзИссасаиНз ЫргоИзесит (97%)
8 НН14К (60°С)супернатант Р045-быстрое приготовление/ встряхивание /супернатант 8845-супернатант Неидентифицированная бактерия (97%) β-протеобактерия (98%) Денитрифицирующая Ее(Н)-окисляющая бактерия (97%)
9 014А (50°С)супернатант 8Ы45-быстрое приготовление/ встряхивание/ супернатант 8М45-быстрое приготовление 014А - встряхивание ТЫоЬасШиз /еггоохМапз (96%)
Показано, что в вышепредставленной культуре виды бактерий могут быть пропущены или заменены, чтобы облегчить функционирование культуры при различных температурах. Например, окисляющая серу бактерия ТЫоЬасШиБ 1Ыоох1баи8 может быть заменена ТЫоЬасШик са1с1и5 при более низких температурах.
Показано, что материалы, для обработки которых может быть использована культура бактерий, соответствующая данному изобретению, включают руды и концентраты неблагородных металлов (меди, никеля, кобальта, цинка и т.п.), руды и концентраты драгоценных металлов (золота и серебра) и руды и концентраты металлов группы платины. Кроме того, показано, что культуру можно использовать при окислении путем кучного выщелачивания, выщелачивания в реакторе, выщелачивания в чанах или выщелачивания из отвалов.
Кучное выщелачивание, таким образом, представляет собой наиболее широко применяемый бактериальный способ выделения меди из более легко окисляемых вторичных медных руд, таких как ковеллит и халькоцит. Способ включает укладывание измельченной руды на специально подготовленную непроницаемую основу. Основа сконструирована таким образом, что обогащенная жидкость, просачивающаяся через кучу, собирается в месте, из которого ее отводят в бассейн для сбора жидкости. Металлы выделяют из обогащенной жидкости путем осаждения, экстракции растворителем и/или электролитическим способом.
Для успешного проведения кучного выщелачивания важно поддерживать целостность кучи. Основным фактором, определяющим стабильность кучи, является размер измельчения руды. Измельчение руды должно проводиться до такой степени, при которой руда является достаточно тонко измельченной, чтобы выщелачивающая жидкость хорошо просачивалась через кучу без излишнего образования каналов и при сохранении при этом свободных пространств, важных для хорошей аэрации и отвода выщелачивающей жидкости. При слишком тонком измельчении руды просачивание через кучу может быть очень медленным. При этом будет недостаточно свободных пространств и отвод будет неэффективным, приводя в результате к слеживанию кучи и большому фреатическому напору. Если, с другой стороны, размер частиц руды является слишком крупным, отвод жидкости из кучи будет слишком быстрым и уровень содержания металлов в растворе будет низким, кроме того, структура кучи может нарушиться, поскольку руда разрушится под действием биологических и химических процессов. Во многих случаях измельченную руду агломерируют с помощью связующих компонентов, серной кислоты и воды перед укладыванием, получая в результате большее единообразие в размере частиц и распределении кислоты в куче.
Перед образованием кучи на основу обычно помещают слой дренажа, который, в основном, состоит из нереакционного скального материала, такого как кварцит, и обеспечивает соответствующий отвод обогащенной среды. Кучи орошают подкисленной бактериальной средой, которая действует как выщелачивающий агент при выщелачивании меди из руды. Бактерии, используемые при кучном выщелачивании, как правило, являются аэробными, вследствие чего им требуется кислород. Он может подаваться в кучу с помощью воздуходувок с низким давлением, или воздух может засасываться в кучу благодаря эффекту печной трубы, который обусловлен тем, что бактерии окисляют руду и выделяют тепло.
Способ Оеоеоа! представляет собой вариант кучного выщелачивания, и он был представлен американской компанией ОеоЫойек. Способ включает получение концентрата из сульфидной руды, нанесение его на измельченный калиброванный скальный материал и образование кучи, которая может быть подвергнута бактериальному окислению.
Выщелачивание из отвала является очень близким кучному выщелачиванию, и его, как правило, используют для руд более низкого ка чества. Часто выщелачивание из отвала рассматривают как процесс, сопутствующий кучному выщелачиванию, а не как отдельную самостоятельную программу. По существу, когда отходы или низкокачественный скальный материал подлежат разработке или где-либо накапливаются, из данного материала можно извлечь некоторую пользу при предварительной небольшой обработке с целью измельчения. В отвале будут присутствовать автохтонные бактерии, и требуется только стимулировать их активность. Это осуществляют добавлением кислоты и питательных компонентов в раствор для орошения, такой как при кучном выщелачивании. Разница заключается в стоимости.
Перед насыпанием проводят небольшое измельчение или вообще не измельчают материал. Нужно произвести только необходимую минимальную подготовку основы. В данном случае усиленной аэрации может не требоваться.
Выщелачивание в чанах может рассматриваться как промежуточное между кучным выщелачиванием и выщелачиванием в реакторе в плане стоимости, сложности и эффективности. Оно представляет собой процесс, в котором материал, предназначенный для обработки, полностью погружают в выщелачивающий раствор, но не перемешивают, по крайней мере в какойлибо значительной степени, хотя происходит некоторое перемешивание, обусловленное потоком воздуха и/или раствора. Преимущество этого способа относительно кучного или отвального выщелачивания состоит в том, что достигается полное смачивание поверхности руды и не образуются каналы. В чанах можно также более успешно применять более тонкое измельчение, хотя в данном случае еще сохраняется ограничение тонкости измельчения, обусловленное необходимостью поддержания проницаемости как для воздуха, так и для раствора. Кроме данного ограничения, становится необходимым суспендировать материал в растворе. Если чаны предназначены только для одноразового применения, они могут быть сконструированы как ряд плотин, с наклоном в сторону одного из углов для обеспечения циркуляции и удаления выщелачивающей жидкости. Чаны для многоразового использования должны иметь более прочную конструкцию, например из бетона или кирпича. Аэрацию проводят с помощью погруженной трубки или в ином случае ее можно осуществлять путем прерываемого дренирования чана и обеспечения введения воздуха в руду с помощью жидкости для повторной обработки.
Выщелачивание в реакторе, как предполагается из названия, влечет за собой бактериальное выщелачивание аэрируемых смесей руды в реакторах с перемешиванием. Технология впервые предложена Оеиеог и в настоящее время хорошо разработана для обработки золота. Показано, что технология биовыщелачивания небла городных металлов могла бы быть очень близкой, но в настоящее время процесс получения меди не разработан в промышленном масштабе.
Имеющиеся результаты показывают, что, как можно ожидать, расходы, связанные с ультратонким перемалыванием концентрата (Р80<30 мкм), сделают капитальные затраты и текущие расходы по проведению работ слишком высокими.
Способ, соответствующий данному изобретению, возможно применять в широком интервале температур, что приводит, таким образом, к снижению затрат, связанных с охлаждением систем бактериального окисления. Кроме того, способ может служить для окисления всех форм халькопирита и при таких размерах измельченных частиц, которые не требуют значительных капитальных затрат и текущих расходов.
Считается, что модификации и варианты, как те, которые были бы очевидными для компетентных специалистов, входят в объем притязаний согласно данному изобретению.

Claims (8)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Культура бактерий, используемая при бактериальном окислении сульфидных руд и концентратов, депонированная в Австралийских государственных аналитических лабораториях под регистрационным № ΝΜ99/07541, или соответствующая ей адаптированная культура бактерий.
  2. 2. Культура бактерий по п.1, отличающаяся тем, что она способна окислять сульфидные руды и концентраты в интервале температур 4565°С.
  3. 3. Способ бактериального окисления сульфидных руд и концентратов, отличающийся тем, что руду или концентрат выщелачивают с использованием культуры бактерий, депонированной в Австралийских государственных аналитических лабораториях (Аийгайап Соусгптсп! Апа1уПса1 БаЬогаЮпск) под регистрационным № ΝΜ99/07541, или соответствующей ей адаптированной культуры бактерий.
  4. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что используют сульфидную руду или концентрат, содержащие халькопирит.
  5. 5. Способ по п.3, отличающийся тем, что выщелачивание проводят посредством кучного выщелачивания, выщелачивания в реакторе, выщелачивания в чанах или выщелачивания из отвалов.
  6. 6. Способ по п.3, отличающийся тем, что используемая культура бактерий не является автохтонной для руды или концентрата, предназначенных для окисления.
  7. 7. Способ по п.3, отличающийся тем, что используют руду или концентрат с размером перемолотых или измельченных частиц Р80, равным 75 мкм или более.
  8. 8. Способ по п.3, отличающийся тем, что используют руду или концентрат с размером перемолотых или измельченных частиц Р80, равным 90 мкм или более.
EA200200328A 1999-09-03 2000-08-29 Способ бактериального окисления сульфидных руд и концентратов и культура бактерий EA005069B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AUPQ2651A AUPQ265199A0 (en) 1999-09-03 1999-09-03 Improved bacterial oxidation of sulphide ores and concentrates
PCT/AU2000/001022 WO2001018264A1 (en) 1999-09-03 2000-08-29 Improved bacterial oxidation of sulphide ores and concentrates

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200200328A1 EA200200328A1 (ru) 2002-06-27
EA005069B1 true EA005069B1 (ru) 2004-10-28

Family

ID=3816821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200200328A EA005069B1 (ru) 1999-09-03 2000-08-29 Способ бактериального окисления сульфидных руд и концентратов и культура бактерий

Country Status (14)

Country Link
US (1) US20040241827A1 (ru)
EP (2) EP1244817B1 (ru)
CN (1) CN1243111C (ru)
AP (1) AP1560A (ru)
AT (1) ATE456680T1 (ru)
AU (2) AUPQ265199A0 (ru)
BR (1) BRPI0013716B1 (ru)
CA (1) CA2382618C (ru)
DE (1) DE60043786D1 (ru)
EA (1) EA005069B1 (ru)
ES (1) ES2460592T3 (ru)
MX (1) MXPA02002318A (ru)
WO (1) WO2001018264A1 (ru)
ZA (1) ZA200201421B (ru)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7189527B2 (en) * 1999-09-03 2007-03-13 Bioheap Limited Bacterial oxidation of sulphide ores and concentrates
PE20020912A1 (es) * 2000-11-25 2002-10-19 Billiton Sa Ltd Produccion de bioproducto
AUPR329201A0 (en) * 2001-02-22 2001-03-22 Pacific Ore Technology (Australia) Ltd Adaptation of bacteria for leaching
AUPR355101A0 (en) 2001-03-06 2001-04-05 Pacific Ore Technology (Australia) Ltd A method for the bacterially assisted heap leaching of chalcopyrite
CA2353002C (en) 2001-07-13 2009-12-01 Teck Cominco Metals Ltd. Heap bioleaching process for the extraction of zinc
US7455715B2 (en) 2001-07-13 2008-11-25 Teck Cominco Metals Ltd. Heap bioleaching process for the extraction of zinc
AUPR655401A0 (en) * 2001-07-23 2001-08-16 Pacific Ore Technology (Australia) Ltd Adaptation of bacteria for use in leaching
AU2003901050A0 (en) * 2003-03-05 2003-03-20 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Method for leaching mineral sulphides
AU2004217870B2 (en) * 2003-03-05 2009-03-12 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Microorganism and method for leaching mineral sulphides
PE20071046A1 (es) 2005-03-21 2007-12-21 Bioheap Ltd Lixiviacion por pilas de minerales de sulfuros
JP5052834B2 (ja) * 2006-07-27 2012-10-17 Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 黄銅鉱を含有する硫化銅鉱の浸出方法
CN100413959C (zh) * 2006-09-28 2008-08-27 中南大学 一种分离嗜温硫氧化硫化杆菌的方法
CN102173399B (zh) * 2011-03-08 2012-11-21 武汉工程大学 一种利用嗜热嗜酸菌溶解中低品位磷矿粉的方法
AU2012243436C1 (en) * 2011-04-13 2022-02-03 Bioheap Limited Leach process
ITFI20130156A1 (it) 2013-07-01 2015-01-02 Scuola Superiore Sant Anna Molla torsionale
US20160273060A1 (en) * 2013-11-20 2016-09-22 Biosigma S.A. Bacterial strain, cutipay, isolated from the sulfobacillus thermosulfidooxidans species, bacterial inoculum comprising same, and method for the bioleaching of minerals where said bacterial inoculum is inoculated
EP3034635B1 (en) 2014-12-15 2018-10-31 Middle East Mine and Industry Company Tank bioleaching of copper sulfide ores
PE20211080A1 (es) * 2017-10-31 2021-06-11 Teck Metals Ltd Recuperacion de cobre de residuos de lixiviacion en pilas
RU2692341C1 (ru) * 2018-12-28 2019-06-24 Николай Игоревич Агафонов Способ комплексной экстракции металлов 1 и 8 группы

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3105014A (en) * 1961-12-07 1963-09-24 Tidewater Oil Company Bacterial treatment of media containing hydrocarbons and sulfides
US4729788A (en) * 1987-01-23 1988-03-08 Advanced Mineral Technologies, Inc. Thermophilic microbial treatment of precious metal ores
US4888293A (en) * 1987-07-10 1989-12-19 Giant Bay Biotech Inc. Adapting bacteria to low pH and high arsenic concentration for use in oxidizing sulfide ores
US5429659A (en) 1991-03-22 1995-07-04 Bac Tech (Australia) Pty Ltd. Oxidation of metal sulfides using thermotolerant bacteria
US6420147B1 (en) * 1991-11-07 2002-07-16 Genencor International, Inc. Haloalkaliphilic microorganisms
PE11095A1 (es) * 1993-05-25 1995-05-08 Mim Holdings Ltd Proceso integrado de lixiviacion biologica/proceso de extraccion con solventes para la produccion de metal de cinc a partir de concentrados de cinc
FI110190B (fi) 1994-08-01 2002-12-13 Billiton Intellectual Pty Nikkelin talteenotto kasauuttoa käyttämällä
AU714364C (en) * 1997-03-27 2002-05-02 Billiton S.A. Limited Recovery of copper
US5873927A (en) * 1997-05-16 1999-02-23 Echo Bay Mines, Limited Integrated, tank/heap biooxidation process
AU749366B2 (en) * 1997-07-31 2002-06-27 M.I.M. Holdings Limited Silver catalysed leaching of chalcopyrite ore

Also Published As

Publication number Publication date
CN1372600A (zh) 2002-10-02
CN1243111C (zh) 2006-02-22
AU776064B2 (en) 2004-08-26
CA2382618C (en) 2012-08-07
AP1560A (en) 2006-01-24
EA200200328A1 (ru) 2002-06-27
CA2382618A1 (en) 2001-03-15
ATE456680T1 (de) 2010-02-15
ES2460592T3 (es) 2014-05-13
EP1244817B1 (en) 2010-01-27
AP2002002431A0 (en) 2002-03-31
WO2001018264A1 (en) 2001-03-15
EP2224022A1 (en) 2010-09-01
US20040241827A1 (en) 2004-12-02
ZA200201421B (en) 2004-07-28
AUPQ265199A0 (en) 1999-09-30
BR0013716A (pt) 2002-05-07
EP1244817A4 (en) 2005-09-28
EP2224022B1 (en) 2014-01-29
MXPA02002318A (es) 2004-07-16
AU6809800A (en) 2001-04-10
DE60043786D1 (de) 2010-03-18
BRPI0013716B1 (pt) 2015-08-11
EP1244817A1 (en) 2002-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA005069B1 (ru) Способ бактериального окисления сульфидных руд и концентратов и культура бактерий
Rawlings Industrial practice and the biology of leaching of metals from ores The 1997 Pan Labs Lecture
CN100471947C (zh) 用于浸出含有金属硫化物矿成分的矿石或精矿的菌株及其浸出方法
JP4360696B2 (ja) バクテリアを用いた硫化銅鉱からの銅浸出方法
Tupikina et al. Determining the effect of acid stress on the persistence and growth of thermophilic microbial species after mesophilic colonisation of low grade ore in a heap leach environment
US7189527B2 (en) Bacterial oxidation of sulphide ores and concentrates
ZA200600484B (en) Cyclic derivatives as modulators of chemokine receptor activity
CN100513599C (zh) 一种细菌辅助的黄铜矿堆浸方法
WO1991003424A1 (en) Biomining of gallium and germanium containing ores
Lizama et al. Dynamic microbial populations in heap leaching of zinc sulphide ore
CN100362116C (zh) 浸取矿物硫化物的微生物和方法
Puhakka et al. Biological leaching of sulfide minerals with the use of shake flask, aerated column, air‐lift reactor, and percolation techniques
Duarte et al. Thermophilic vs. mesophilic bioleaching process performance
EP4053298A1 (en) Method for biodisintegrating scrap metal using a bacterial consortium adapted to high concentrations of iron(ii) sulfate and iron(iii) sulfate
RU2413019C1 (ru) Способ извлечения золота из упорных золотосодержащих руд
Fonti et al. Bioprospecting and the microbial ecology of a coal production waste dump
Seifelnassr et al. Biologically assisted ferric ion leaching of a refractory copper sulphide ore
Blancarte-Zurita Controlled redox potential microbiological leaching of chalcopyrite
WO2002061155A1 (en) In-situ bio-oxidation of low-grade refractory sulphide minerals
AU2004217870B2 (en) Microorganism and method for leaching mineral sulphides
Babij et al. Microbial ecology of Rum Jungle III: leaching behaviour of sulphidic waste material under controlled conditions
Špaldon et al. Biotechnology of Metals and the Environment
Makita et al. Solubilisation of Arsenic, Antimony and Copper from a Complex Chalcopyrite Concentrate by Acidithiobacillus ferrooxidans

Legal Events

Date Code Title Description
TC4A Change in name of a patent proprietor in a eurasian patent

Designated state(s): KZ RU

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KG MD TM RU

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): KZ TJ