RO119015B1 - Metodă de biotratare a materialelor solide într-un bioreactor cu suprafaţă neagitată - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la o metodă de biotratare a unui material solid, pentru îndepărtarea unui compus nedorit, utilizând un bioreactor cu suprafaţă neagitată. Conform metodei, suprafaţa unei mulţimi de substraturi brute este acoperită cu un material solid care, prin biotratare, formează o mulţime de substraturi brute acoperite. Substraturile brute au o mărime a particulelor, în marea lor majoritate, mai mare decât 0,3 cm, iar materialul solid biotratat are o mărime a particulelor, în marea lor majoritate, mai mică decât 250 um. Un reactor cu suprafaţă neagitată se formează apoi prin amplasarea unei mulţimi de substraturi brute acoperite într-o grămadă sau prin amplasarea mulţimii de substraturi acoperite într-un rezervor, în aşa fel încât volumul rămas liber în reactor să fie mai mare sau egal cu 25%. Reactorul este inoculat cu un microorganism capabil să degradeze compusul nedorit din materialul solid, materialul solid fiind apoi biotratat pe suprafaţa bioreactorului până când compusul nedorit din materialul solid este degradat la o concentraţie prestabilită. Metoda este utilizată pentru bioremedierea solurilor contaminate, desulfurarea cărbunelui şi biooxidarea concentratelor şi a minereurilor sulfidice refractare. ŕ

Description

Prezenta invenție se referă la o metodă de biotratare a materialelor solide într-un bioreactor cu suprafață neagitată. în particular, prezenta invenție se referă la biotratarea ex situ a materialelor solide, într-un procedeu aerob, până la degradarea unui compus nedorit, prezent în materialul solid.

Procedeele de tratare biologică sunt aplicații constatate pretutindeni în industrie. Astfel de procedee sunt utilizate în tratamentul apei reziduale, remedierea sau tratarea reziduurilor periculoase, desulfurarea cărbunelui și biooxidarea sulfurilor minerale refractare.

O varietate de metode poate fi utilizată în tratamentul biologic al materialelor solide, incluzând tratamentul in situ, aplicarea îngrășămintelor compuse, tratamentul în vrac și tratamentul în recipiente sau rezervoare agitate sau neagitate. în tratamentul biologic exsitu al materialelor solide, sunt folosite câteva tipuri de bioreactoare la efectuarea biotratamentului. Un bioreactor poate fi definit ca un recipient sau ca un corp în care reacțiile biologice sunt efectuate de microorganisme sau de enzimele produse, conținute în însuși interiorul reactorului. Obiectivul principal în proiectarea unui bioreactor este acela de a asigura un mediu optim de desfășurare a procedeului biologic, dorit la scară mare și în condiții economice.

Atunci când un material solid este supus biotratamentului, reacțiile biologice tipice produc degradarea, în mod direct sau indirect, a câtorva componente prezente în materialul solid. Realizarea acestui deziderat în condiții economice cu ajutorul bioreactorului implică necesitatea reducerii concentrației unui compus nedorit la un nivel și într-o cantitate acceptabilă (în termenii debitului sau ai vitezei de curgere) a materialului solid ce trebuie tratat.

în general, procedeele de biotratare sunt lente și dacă sunt aerobe, ele necesită cantități mari de oxigen pentru microorganismele aerobe pentru a metaboliza, în mod direct sau indirect, compusul nedorit.

De aceea, transferul oxigenului este o problemă majoră, tipică pentru o clasă largă de procedee utile de tratament biologic aerob. Eforturile curente privind proiectarea unui bioreactor aerob constau în aceea că un bioreactor trebuie să garanteze faptul ca microorganismele utilizate nu numai să aibe acces la materialul supus biooxidării sau metabolizării, dar și faptul că, pe întreaga suprafață a bioreactorului, să fie o sursă adecvată de oxigen și substanțe nutritive în condițiile menținerii corecte a pH-ului și a temperaturii pentru desfășurarea procedeelor biologice.

Bioreactoarele cu rezervor cu amestecător sau cu agitare sunt utilizate în multe tipuri de procedee biologice aerobe, incluzând biooxidarea minereurilor sulfidice refracare cu conținut de aur și bioremedierea solurilor contaminate. Bioreactoarele cu rezervor cu amestecător presupun un foarte bun contact între soluția de bioleșiere și materialul solid ce trebuie tratat. în plus, procedeele “rezervoare cu amestecător” au, în mod normal, condiții de circulație favorabilă a oxigenului, deoarece rezervorul este pulverizat cu aer sau oxigen. Totuși, chiar dacă la bioreactoarele cu rezervor cu agitare este asigurat aerul și oxigenul, prin pulverizare, solubilitatea scăzută a oxigenului în apă (10 ppm) necesită o interfață mare gaz-apă. Aceasta este, în general, realizată cu agitatoare și consum de energie. Costurile ridicate de energie asociate cu necesitatea existenței unor amestecătoare și ventilatoare fac ca acest tip de reactor să fie utilizat, în principal, la bioprocedeele al căror punct final se dorește a fi atins cât mai rapid, de regulă în mai puțin de o săptămână. Pentru procedeele biologice lente, cu un cost de energie redus, cu suprafața mare, cea mai bună soluție este, în general, procedeul static discontinuu. în orice caz, scopul asigurării bacteriei sau a altui microorganism cu un mediu optim este de primă importanță.

Există trei tipuri esențiale de bioreactoare cu încărcare discontinuă, utilizate în biotratamentul solurilor contaminate cu compuși organici toxici.

RO 119015 Β1

Una din aceste metode este Landfarming. 50

Acesta este un tratament de calitate excepțională a solului contaminat într-un spațiu larg deschis. Solul este împrăștiat peste o folie de poliuretan de densitate mare, care în general, este acoperit cu nisip care să permită drenajul. Aerul poate fi introdus prin intermediul unor conducte perforate și prin lucrarea solului prin arătură o dată, de două ori pe săptămână. 55

Această metodă a fost larg introdusă pe terenuri contaminate cu hidrocarburi aromatice policiclice (PNA) și cu pentaclorfenol (PCP). Acest procedeu este limitat de necesitatea existenței unei suprafețe mari de sol, deoarece solul este acoperit relativ sumar pentru a asigura fluxul adecvat de aer. Această metodă necesită, de asemenea, lucrarea solului și poate limita cantitatea de aer, dacă stratul de sol este foarte subțire sau nu permite 60 o bună amestecare.

Altă metodă utilizată în bioremedierea solului contaminat este aplicarea îngrășămintelor compuse. îngrășământul compus este aplicat pe solul contaminat, îngrășământul respectiv fiind susținut de diferite materiale cum ar fi așchii de lemn, paie sau bălegar. Aceste materiale măresc cantitatea de elemente organice biodegradabile, îmbunătățind 65 structura îngrășământului compus de bază prin reducerea greutății sale și creșterea conținutului de aer liber și a cantității de substanțe nutritive anorganice în amestec. îngrășământul compus poate fi așezat într-un recipient cu flux de aer forțat sau în grămezi deschise care sunt aerate cu conducte de aer sau prin aratul solului respectiv. Un dezavantaj al adăugării materialelor organice constă în aceea că biodegradarea lor generează 70 căldură și necesită oxigen.

îngrășământul compus este administrat în mod discontinuu, și o parte a îngrășământului compus este utilizat la inocularea îngrășământului compus alăturat. Acest procedeu a fost utilizat în mod efectiv pentru multe tipuri de contaminanți organici, care includ combustibili pentru motoare Diesel, tip motorină, 2, 4, 6 trinitrotoluen (TNT), hidrocarburi 75 poliaromatice (PAH) benzen și xilen.

Bioremedierea în vrac sau în grămadă este un alt bioprocedeu static utilizat la bioremedierea solului contaminat excavat. în acest procedeu solul este structurat în straturi de 2,4 până la 3,7 m înălțime deasupra liniei brăzdate de suprafață. Fluxul de aer de ameliorare este introdus cu ajutorul unor conducte perforate. în astfel de circumstanțe 80 conductele sunt situate la aproximativ 31 cm de solul contaminat, la intervale egale. Conductele sunt acoperite, în mod obișnuit, cu un strat de nisip sau pietriș de protecție, în funcție de greutatea echipamentului. Solul excavat este apoi descărcat și depozitat în straturi de 2,4 până la 3,7 m înălțime peste nisip. Umiditatea este menținută cu un sistem de irigare.

Solul poate avea nevoie de fertilizare sau de oxid de calciu pentru reglarea pH-ului, sau 85 poate avea nevoie de nisip pentru îmbunătățirea porozității. Acest procedeu necesită costuri reduse și este aplicat la procedee biologice lente. Acest procedeu poate deveni și mai lent dacă accesul aerului este limitat, datorită compactizării solului în timpul și după formarea straturilor respective.

Prin urmare, accesul aerului și al lichidului rămâne principalul element în ceea ce 90 privește viteza de desfășurare a procedeului în cazul bioprocedeelor discontinue utilizate pentru remedierea solului, cum ar fi bioremedierea în straturi dispuse în grămezi sau în vrac, utilizarea îngrășămintelor compuse și îmbunătățiri funciare.

Perfecționarea fluxului de aer conduce la îmbunătățirea procedeuului și se realizează prin introducerea aerului prin conducte găurite sau prin prelucrarea sau aerarea solului. 95 Așadar, orice restricție privind fluxul respectiv de aer influențează în mod direct eficiența procedeului. De asemenea, dacă porțiuni ale solului contaminat nu sunt expuse acțiunii bacteriilor sau altor substanțe nutritive, precum și oxigenului, bioprocedeului în ansamblul

RO 119015 Β1 său, va fi încetinit sau nu se va produce complet. Similar, în cazul biooxidării în vrac a cărbunelui și a minereurilor sulfidice refractare aurifere, biooxidarea sulfurilor se produce sub acțiunea bacteriilor, aceasta fiind realizată în mod eficient numai atunci când sulfurile sunt expuse acțiunii bacteriilor, apei, substanțelor nutritive și aerului. Dacă sulfurile sunt conținute în minereu sau în zăcăminte solide de cărbune, biooxidarea nu se produce. în plus, dacă fluxul de aer sau lichid din interiorul grămezii respective este limitat, biooxidarea devine, de asemenea, limitată. Prin urmare, apare necesitatea proiectării unui bioreactor perfecționat, care să permită biotratarea materialelor solide cu ajutorul unui flux de aer și fluid îmbunătățit în tot interiorul bioreactorului și a masei de material solid care urmează a fi tratată.

Utilizarea bacteriilor acidofile, autotrofe la biooxidarea sulfurilor minerale din minereurile sulfidice refractare este un biotratament ce a fost aplicat mai intens în ultimii 20 de ani.

Aurul este unul din cele mai rare metale de pe pământ. Minereurile de aur pot fi împărțite în două tipuri: măcinate liber și refractare. Minereurile măcinate liber sunt acele minereuri care pot fi prelucrate mai simplu, prin tehnici gravitaționale sau prin cianurare directă. Minereurile refractare, pe de altă parte, răspund la tratamentul convențional de cianurare. Depozitele de fragmente aurifere sunt considerate refractare dacă ele nu pot fi prelucrate economic, utilizând tehnicile convenționale de solubilizare cu cianură, deoarece aurul este insuficient solubilizat. De asemenea, minereurile sunt adesea considerate refractare datorită conținutului lor excesiv de sulfură de metal (de exemplu pirite și arsenopirite) și/sau materiale organice cu conținut de carbon.

O gamă largă de minereuri refractare constă din minereuri cu conținut de metale prețioase cum ar fi aurul încorporat în particule de sulfură de fier sau alte particule de sulfuri metalice. Particulele de sulfură de fier constau, în principal, din pirită și arsenopirită. Cantitățile de metal prețios sunt în mod frecvent conținute în interiorul sulfurilor minerale. De exemplu, aurul apare adesea sub forma unor particule fine, submicroscopice, diseminate în interiorul unui purtător refractar sulfidic de pirită sau arsenopirită. Dacă aurul sau alt metal prețios rămâne ascuns în interiorul purtătorului sulfidic, adesea, după măcinare, sulfura trebuie să fie oxidată pentru a se elibera cantitatea de metal prețios încapsulat, răspunzând astfel la acțiunea agentului de solubilizare (sau tratamentului cu leșie); astfel procedeul de oxidare a sulfurilor reduce natura refractară a minereului.

O gamă de procedee de oxidare a sulfurilor minerale pentru punerea în libertate a cantităților de metale prețioase sunt binecunoscute în tehnică. în general, aceste metode pot fi împărțite în două categorii: prelucrarea prin măcinare și prelucrarea în vrac. Prelucrările prin măcinare sunt procedee tipic expansive, caracterizate printr-un înalt grad de prelucrare și costuri ridicate. Ca rezultat, chiar dacă gradul de recuperare totală este, în mod obișnuit, mult mai ridicat pentru procedeele de măcinare, de regulă operațiile de măcinare nu sunt aplicabile la minereurile sărace, definite ca fiind minereurile care au o concentrație de aur mai mică decât aproximativ 2,4 g/t. Operațiile de măcinare sunt neindicate chiar la minereurile care au o concentrație de aur mai mică de 68 g/t.

Sunt binecunoscute două metode de oxidare a sulfurilor obținute prin operații de măcinare, și anume oxidarea sub presiune și calcinarea.

Oxidarea sulfurilor din minereurile sulfidice refractare poate avea loc, de asemenea, utilizând microorganisme de tipul: Thiobacillus ferrooxidans, Sulfolobus sp., Acidianus sp.

și bacterii facultativ-termofile, într-un pretratament microbian. Aceste microorganisme utilizate la oxidarea sulfurilor minerale sunt o sursă de energie în timpul metabolismului. în timpul procedeului de oxidare, microorganismele anterior enumerate oxidează particulele din sulfură de fier, determinând solubilizarea fierului ca ion feric și sulfură ca ion sulfat.

RO 119015 Β1

Dacă minereul refractar ce trebuie prelucrat este un minereu sulfidic carbonic, atunci etapele procedeului adițional necesită un pretratament microbian pentru a împiedica preextragerea nerațională a auro-cianurilor complexe sau a altor complexe de metale prețioase în leșie din materialul carbonic natural după tratamentul cu o leșie. 150

Din cele menționate, rezultă că minereurile sulfidice sau minereurile sulfidice refractare cuprind, de asemenea, și minereuri refractare carbonice.

O metodă cunoscută a biodizolvării minereurilor sulfidice carbonice este descrisă în brevetul US 4729788 înregistrat la 8 martie 1988. Conform procedeului descris, bacterii termofile, cum ar fi bacteria Sulfolobus, și bacteriile facultativ-termofile, sunt utilizate la oxidarea 155 constituenților sulfidici ai minereurilor. Minereul biodizolvat este apoi tratat cu un agent de suprimare care blochează tendința de preextracție a componentei carbonice din minereu. Metalele prețioase sunt apoi extrase din minereu, utilizând o leșie de cianură sau tiouree.

O altă metodă cunoscută de biodizolvare a minereurilor sulfidice carbonice este descrisă în brevetul US 5127942 înregistrat la 7 iulie 1992. Conform acestei metode, mine- 160 reul este supus printr-o biodizolvare la oxidarea componentului sulfidic al minereului, punând astfel în libertate anumite cantități de metal prețios. Minereul este atunci inoculat cu o asociere de bacterii, asocierea respectivă de bacterii fiind caracterizată de proprietatea de a dezactiva tendința de preextracție a materiilor carbonice din minereu. Cu alte cuvinte, asocierea sau combinația de bacterii funcționează ca un agent de blocare biologic. Urmează 165 tratamentul cu o asociere microbiană capabilă să dezactiveze legătura metal prețios-cărbune absorbit, după care minereul este solubilizat cu o leșie potrivită, care determină dizolvarea metalului prețios din minereu.

Oxidarea minereurilor sulfidice refractare, cât și biooxidarea la care se face referire, pot fi realizate într-un procedeu de măcinare sau prin dispunerea lor în vrac sau în grămadă. 170 Comparând presiunea de oxidare și măcinare, procedeele de biooxidare sunt mult mai simple în funcționare, necesită mai puțin capital și au costuri de funcționare mult mai mici. Bineînțeles că biooxidarea este, cel mai adesea, aleasă ca procedeu pentru oxidarea sulfurilor minerale din minereurile sulfidice refractare, deoarece este mai avantajoasă decât alte mijloce de oxidare a minereului. Totuși, deoarece viteza de oxidare este mai lentă în 175 cazul utilizării microorganismelor, atunci când se face comparația între mijloacele chimice și mecanice utilizate la oxidarea minereurilor sulfidice refractare, biooxidarea este, adesea, etapa limită în procedeul de recuperare a mineralelor.

Un procedeu tip de biooxidare prin măcinare implică sfărâmarea minereului, urmată de tratamentul unei suspensii de minereu într-un bioreactor agitat, unde microorganismele 180 pot utiliza sulfurile măcinate mărunt ca o sursă de energie. Astfel, procedeul de măcinare a fost utilizat la scară comercială la mina Tonckin Springs. Totuși, industria minieră a considerat, în general, operația de biooxidare Tonckin Springs ca fiind un eșec. Al doilea procedeu tip de biooxidare prin măcinare implică separarea metalului prețios, legat prin sulfură, de minereu, utilizând tehnologii convenționale de concentrare a minereului, cum ar 185 fi flotația și, după aceea, oxidarea sulfurilor într-un bioreactor agitat, până la starea lor ușor refractară. Procedeele comerciale de acest tip sunt utilizate în Africa, America de Sud și Australia.

Biooxidarea în vrac sau în grămadă constă într-un procedeu de alcătuire a unei grămezi de particule din minereu sulfidic refractar măcinat în care se inoculează apoi un 190 microorganism capabil să realizeze biooxidarea sulfurilor minerale din minereul respectiv. După ce biooxidarea a ajuns la punctul final dorit, grămada respectivă este drenată și îndepărtată prin spălări repetate. Cantitățile de metal prețios eliberate sunt apoi gata pentru solubilizare prin tratarea cu leșie adecvată.

RO 119015 Β1

Minereurile ce conțin metale prețioase, în mod obișnuit, sunt tratate cu o leșie de cianură, deoarece aceasta este cel mai eficient dizolvant sau lixiviant pentru recuperarea metalelor prețioase din minereu. Totuși, dacă cianura este utilizată ca lixiviant sau dizolvant, grămada respectivă trebuie să fie mai întâi neutralizată.

Deoarece biooxidarea se produce la o valoare redusă a pH-ului, pH acid, în timp ce procedeul de cianurare trebuie să se producă la o valoare ridicată a pH-ului, pH bazic, biooxidarea în vrac, urmată de procedeul de cianurare, este inerent să se desfășoare în două etape separate. Drept urmare, procedeul de biooxidare în vrac trebuie separat în două etape distincte. Aceasta se realizează, în mod convențional, separând etapele în timp. De exemplu, la procedeul de biooxidare în vrac a minereului sulfidic refractar aurifer, grămada respectivă este mai întâi biodegradată și apoi clătită prin spălare, neutralizată și tratată cu cianură. La realizarea acestui procedeu, în condiții economice și practice, majoritatea operațiilor de biooxidare în vrac utilizează o grămadă căptușită permanent cu mai multe straturi de minereu într-o anumită configurație.

Dintre diversele procedee de biooxidare existente, biodegradarea în vrac se realizează cel mai ușor și implică cele mai reduse costuri de capital. Aceasta face ca procedeele de biooxidare, în particular, să fie aplicabile la minereurile cele mai sărace și mai sterile, minereuri care au o concentrație de aur (sau echivalentul în metal prețios) mai mică decât aproximativ 2,4 g/t. Așadar, biooxidarea în vrac este foarte lentă din punct de vedere cinetic, comparativ cu procedeele de biooxidare prin măcinare. în mod obișnuit, biooxidarea în vrac necesită multe luni pentru a putea avea loc o oxidare suficientă a minereurilor sulfidice, fapt ce permite ca aurul sau alte metale prețioase să fie recuperate în cantități suficiente prin tratarea cu leșii cianurate, pentru ca procedeul să poată fi considerat economic. Prin urmare, operațiile de biooxidare sunt limitate de durata de timp necesară pentru ca, în urma unei biooxidări suficiente, aurul existent în minereu să poată fi recuperat în condiții economice. Cu cât timpul necesar biooxidării este mai mare, cu atât mai mari devin investițiile necesare. La exploatările miniere unde suprafața de teren disponibil pentru realizarea grămezilor de minereu este limitată, mărirea grămezii permanente poate deveni un factor de limitare a cantității de minereu prelucrat în mina respectivă, limitând astfel și profitabilitatea minei. în astfel de circumstanțe, condiționările privind limitarea vitezei procedeului de biooxidare devine de mare importanță.

Factorii care condiționează limitarea vitezei de desfășurare a procedeului de biooxidare în vrac sunt accesul inoculului, accesul substanței nutritive, accesul aerului sau oxigenului și accesul dioxidului de carbon, care sunt necesare pentru a face procedeul mult mai eficient și pentru ca opțiunea de tratament să fie mai atractivă.

Mai mult, pentru procedeul de biooxidare timpul necesar biooxidării, dezvoltarea ciclurilor, activitățile biocide, viabilitatea bacteriilor și altele sunt considerații importante, deoarece variabilele, cum ar fi accesibilitatea, mărimea particulei, gradul de depunere sau de decantare, gradul de tasare și altele, sunt ireversibile din punct de vedere economic dacă o grămadă a fost bine construită. Aceasta, deoarece grămezile o dată formate nu pot fi reparate decât într-o măsură limitată.

Minereurile care au un conținut ridicat de argilă și/sau un conținut de granule fine reprezintă o problemă în cazul în care procedeul se realizează prin leșierea sau biooxidarea grămezii respective. Aceasta, deoarece argila și/sau particulele fine pot migra în interiorul grămezii, producând înfundarea canalelor de aer sau de lichid, rezultând obturarea, formarea de canale, substanțe nutritive, bioxid de carbon sau oxigen subalimentar, distribuția neregulată a biooxidantului și altele. Ca urmare, are loc obturarea sau înfundarea unor suprafețe mari și, deci, leșierea devine ineficientă. Această este o problemă comună în cazul leșierii cu cianură și conduce la procesul de aglomerare a particulelor cu liant sau cu adeziv

RO 119015 Β1 pentru un pH ridicat al leșiei cu cianură, și cu polimeri pentru o leșie cu pH scăzut. Mijloacele de aglomerare ale polimerului pot fi utilizate într-un mediu cu pH-ul ridicat, care sunt utilizate, în mod obișnuit, pentru leșierea metalelor prețioase, urmată de bioleșierea oxidativă a sulf urii de fier din minereu.

Biooxidarea minereurilor sulfidice refractare este, în mod special, sensibilă la blocarea canalelor de infiltrare prin înmuierea argilei și a materialului fin, deoarece bacteria necesită o cantitate mare de aer sau oxigen la dezvoltare și biooxidează particulele de sulfură de fier din minereu. Debitul de aer este, de asemenea, important la disiparea căldurii generate de reacția de biooxidare exotermică, deoarece excesul de căldură poate opri sau chiar distruge dezvoltarea bacteriei, în mare măsură, în cazul unei ventilări reduse a grămezii.

Metodele descrise în brevetele US 5246486 și US 5431717 se referă la creșterea eficienței procedeului de biooxidare, aplicat la un material dispus în vrac sau grămadă, prin asigurarea unui flux corespunzător de fluid (atât gaz cât și fluid) în toată grămada.

Minereurile care au un conținut redus de sulfuri sau pirită sau cele care conțin materiale mari consumatoare de acid, cum ar fi carbonatul de calciu sau alți carbonați, pot constitui o problemă în cazul procesării prin biooxidare în vrac. Aceasta se datorează faptului că acidul generat de aceste minereuri, cu conținut redus de pirită, este insuficient pentru a menține un pH scăzut și o concentrație ridicată de fier, necesare dezvoltării bacteriilor.

Economisirea și controlul consumului soluției impun considerente limitative pentru procedeele de biooxidare în vrac. Soluția obținută după drenarea grămezii biooxidante va fi acidă și va conține bacterii și ioni ferici. Prin urmare, această soluție se poate utiliza, în mod avantajos, în aglomerarea unui nou minereu sau prin reciclarea pe la partea superioară a grămezii. Totuși, materiale toxice și inhibitoare se pot forma în această soluție. De exemplu, ionii ferici care sunt utilizați, în general, în leșierea piritei, sunt inhibitori în dezvoltarea bacteriilor atunci când concentrația lor este mai mare de aproximativ 30 g/l. Alte metale care întârzie procesul de biooxidare pot să apară, de asemenea, în această soluție. Astfel de metale, care se găsesc deseori în minereurile sulfidice refractare, conțin arsenic, antimoniu, cadmiu, plumb, mercur și molibden. Alte metale toxice, produse secundare ale biooxidării, săruri dizolvate și materiale produse bacterian pot fi, de asemenea, inhibitoare ale vitezei de biooxidare. Atunci când aceste materiale inhibitoare se formează în soluție la un nivel suficient, reciclarea soluției este în detrimentul vitezei la care se produce procedeul de biooxidare. într-adevăr, continuându-se reciclarea soluției care are suficiente materiale inhibitoare în ea, aceasta va opri în totalitate procedeul de biooxidare.

Metoda descrisă în cererea de brevet US 08/329002, din 25 oct. 1994, este o metodă de tratare a soluției de bioleșiere, care determină reducerea la minimum a formării materialelor inhibitoare. Ca rezultat, când soluția de leșiere este reciclată în partea superioară a grămezii, viteza de biooxidare din interiorul grămezii nu este încetinită sau va fi încetinită într-o măsură mai mică decât în cazul în care soluția este reciclată fără a fi tratată.

în timp ce metodele de mai sus au îmbunătățit viteza la care are loc procedeul de biooxidare în grămadă, totuși, biooxidarea este de durată mai mare decât procedeul de biooxidare prin măcinare, cum ar fi cazul unui bioreactor cu suprafață agitată. Totuși, conform celor de mai sus, în cazul unor sulfuri minerale refractare sărace, un bioreactor cu agitare nu este o alternativă viabilă, datorită costurilor inițiale ridicate și a costurilor ridicate de funcționare.

Totuși, se simte nevoia unei tehnici de bioleșiere în vrac, grămadă care să poată fi folosită la biooxidarea minereurilor sulfidice refractare cu conținut de metal prețios și care să asigure îmbunătățirea fluxului de aer și de fluid în interiorul grămezii. în plus, se simte nevoia unui procedeu de bioleșiere în vrac, în care minereurile cu conținut redus de sulfuri minerale sau minereurile care conțin materiale mari consumatoare de acid, cum ar fi carbonatul de calciu, să poată fi procesate.

245

250

255

260

265

270

275

280

285

290

RO 119015 Β1

De asemenea, se simte nevoia unui procedeu de biooxidare care să poată fi utilizat la eliberarea metalelor prețioase încorporate în concentrate de sulfuri minerale refractare. Procedeele de măcinare, utilizate în mod curent pentru oxidarea acestor concentrate, includ bioleșierea într-un bioreactor cu agitare, oxidarea sub presiune într-o autoclavă și calcinarea. Aceste procedee de măcinare oxidează sulfurile minerale din concentrate relativ rapid, prin urmare eliberează metalele prețioase incluse în acestea. Totuși, în cazul în care concentratul nu are o concentrație ridicată de aur, nu pot fi justificate din punct de vedere economic costurile ridicate de investiție și de funcționare. în timp ce un procedeu de bioleșiere este cel puțin expansiv, procedeul de măcinare în limita ambilor termeni privind costurile de investiție inițială și costurile de funcționare nu sunt justificate dacă aceste concentrate au mai puțin de 17 g aur/t de concentrat și care necesită, în mod obișnuit, un minereu cu concentrație mai mare de aproximativ 2,4 g aur/t. Prin urmare, se simte nevoia unui procedeu care să utilizeze biooxidarea concentratelor din sulfuri minerale refractare care conțin metale prețioase cu o viteză acceptabilă într-un bioreactor cu rezervor cu suprafață agitată, dar care are costurile inițiale de investiție și costurile de funcționare mai apropiate de cele ale procedeului de bioleșiere.

în mod suplimentar, concentratele din minereurile sulfidice refractare cu conținut de metale prețioase au multe minereuri sulfidice care conțin sulfuri minerale metalifere care pot fi tratate printr-un procedeu de biooxidare. De exemplu, multe minereuri de cupru conțin sulfuri minerale cu cupru. Alte exemple includ minereuri de zinc, minereuri de nichel și minereuri de uraniu. Biooxidarea poate fi utilizată la determinarea dizolvării cantității de metal respectiv, cum ar fi cuprul, zincul, nichelul și uraniul din concentratele acestor minereuri. Cantitățile de metal dizolvat pot fi recuperate apoi prin utilizarea unor tehnici cunoscute ca: extracția cu solvent, cimentarea fierului și precipitarea. Totuși, datorită volumului redus de sulfuri concentrate obținute din minereurile sulfidice, un bioreactor cu agitare va fi cu extindere limitată și comportarea standard a grămezii va fi simplă pe toată durata procedeului, iar recuperarea cantităților de metal dorit este posibilă din punct de vedere economic. De asemenea, se simte nevoia unui procedeu de biooxidare a concentratelor de sulfuri minerale metalifere, obținute din minereuri sulfidice, biooxidare care determină dizolvarea cantităților de metal respective în așa fel, încât să se poată realiza recuperarea lor subsecvențială din soluția bioleșiată.

Prin urmare, se simte nevoia unei metode de biooxidare care să poată fi utilizată la prelucrarea concentratelor de sulfuri din minereuri sulfidice refractare, la o viteză mult mai mare decât cea din cadrul procedeelor de biooxidare cunoscute, care necesită, în plus, costuri inițiale de investiție și costuri de funcționare mai mici decât în cazul utilizării unui bioreactor cu agitare. în plus, se simte nevoia realizării unei metode de biooxidare, care să poată fi utilizată economic la prelucrarea concentratelor de sulfuri obținute din minereurile sulfidice de acest tip.

Prezenta invenție înlătură dezavantajele menționate prin realizarea unei metode de biotratare a unui material pentru eliminarea unui compus utilizând un bioreactor cu suprafața neagitată, care cuprinde următoarele etape:

a) acoperirea suprafeței unei mulțimi de substraturi brute neprelucrate având o mărime a particulelor mai mare decât 0,3 cm în marea lor majoritate, cu un material solid care va fi biotratat, și formarea, așadar, a unei mulțimi de substraturi brute neprelucrate acoperite, acest material solid care urmează a fi biotratat având mărimea particulei mai mică decât 250 pm și conținând un compus nedorit;

b) echiparea unui reactor cu suprafață neagitată prin așezarea numitei mulțimi de substraturi brute de acoperire într-o grămadă sau prin amplasarea numitei mulțimi de substraturi brute de acoperire într-un rezervor, acest reactor având un volum liber mai mare sau egal cu 25%;

RO 119015 Β1

345

c) inocularea numitului reactor cu un microorganism care poate degrada compusul nedorit din respectivul material solid, contribuind în felul acesta la formarea unui bioreactor cu suprafață neagitată; și

d) biotratarea numitului material solid în acest bioreactor până când respectivul compus nedorit din materialul solid este degradat la o concentrație dorită.

Prezenta invenție se referă la biotratarea materialelor solide într-un bioreactor cu suprafață neagitată. în acest scop, un prim aspect al prezentei invenții îl constituie o metodă de biotratare a materialului solid prin îndepărtarea unui compus nedorit utilizând un bioreactor cu suprafață neagitată. Conform acestei metode, suprafața unei mulțimi de substraturi brute este acoperită cu un material solid printr-un procedeu de biotratare a unei mulțimi de substraturi brute acoperite. Un reactor cu suprafața neagitată este format apoi prin suprapunerea, într-o grămadă, a unei mulțimi de substraturi brute acoperite sau prin amplasarea mulțimii de substraturi brute acoperite într-un rezervor, în așa fel încât volumul liber rămas al reactorului să fie mai mare sau egal cu 25%. Reactorul este inoculat cu microorganisme care pot degrada compusul nedorit din materialul solid, materialul solid fiind apoi biotratat în cadrul bioreactorului până când compusul nedorit din materialul solid este degradat la o concentrație dorită. Pentru asigurarea volumului liber adecvat în bioreactor, substraturile brute au, de preferință, mărimea particulelor în marea lor majoritate mai mare de 0,3 cm și materialul solid, care urmează a fi biotratat, are, de preferință, mărimea particulelor în marea majoritate a lor, mai mică de 250 pm. Grosimea stratului de material solid biotratat de pe mulțimea substraturilor brute este, de preferință, mai mică decât 1 mm, ceea ce asigură accesul peste tot al microorganismelor folosite în biotratarea materialului solid. Grosimea acoperirii va crește capaciatea bioreactorului dar viteza la care procedeul de biotratare avansează va fi încetinită datorită accesului limitat al microorganismelor utilizate în interiorul particulelor de material solid. Utilizarea la capacitatea totală a bioreactorului în timp ce se asigură accesul adecvat al microorganismelor se realizează în condițiile în care grosimea stratului de material depus va fi mai mare de 0,5 mm și mai mică de 1 mm. Pentru a spori accesul aerului și lichidului, volumul liber rămas al bioreactorului trebuie să fie mai mare sau egal cu 36%. Acest lucru va permite îmbunătățirea vitezei la care se produce procedeul de biotratare. O mulțime de materiale care pot fi utilizate ca substraturi brute includ rocă vulcanică, pietriș, rocă ce conține carbonați minerali, țiglă, cărămidă, zgură, cenușă și material plastic.

Metoda conform primului aspect al prezentei invenții este utilizată în diferite procedee de biotratare incluzând bioremedierea solurilor contaminate, desulfurarea cărbunelui și biooxidarea minereurilor sulfidice refractare.

Al doilea aspect al prezentei invenții se referă la o metodă de biooxidare a concentratului de sulfură minerală care constă din particule fine de sulfuri de metale în vederea eliberării cantității de metal respectiv utilizând un bioreactor cu suprafața neagitată.

Această metodă cuprinde următoarele etape:

a) acoperirea suprafeței unei mulțimi de substraturi brute având mărimea particulelor, în marea lor majoritate, mai mare decât 0,3 cm, cu concentrat și, astfel formându-se o mulțime de substraturi brute neprelucrate acoperite cu concentrat;

b) formarea unui bioreactor cu suprafață neagitată prin dispunerea mulțimii de substraturi brute acoperite cu concentrat de sulfură minerală într-o grămadă sau amplasarea mulțimii de substraturi brute acoperite cu concentrat într-un rezervor;

c) biooxidarea particulelor de sulfură de pe suprafața unei mulțimi de substraturi până când cantitățile de metal care interesează sunt eliberate.

350

355

360

365

370

375

380

385

390

RO 119015 Β1

Metoda constă în depunerea particulelor de concentrat de sulfura de metal pe o mulțime de substraturi brute, cum ar fi particulele de minereu brut, rocă vulcanică, pietriș sau rocă ce conține carbonați minerali, cum ar fi o sursă de CO₂ pentru bacterii. După depunerea sau aplicarea particulelor de sulfură de metal pe mulțimea de substraturi, un reactor cu suprafața neagitată este format prin suprapunerea substraturilor acoperite în interiorul unei grămezi sau amplasarea substraturilor acoperite într-un rezervor. Particulele de sulfură de metal de pe suprafața mulțimii de substraturi acoperite sunt biooxidate în vederea eliberării metalului respectiv.

Concentratele de sulfuri minerale utilizate în această invenție pot conține concentrate de sulfuri minerale, obținute din minereurile sulfidice refractare care conțin metale prețioase sau mai pot conține concentrate de sulfuri ale minereurilor sulfidice pe bază de metale, cum ar fi calcopirita, milerita sau sfalorita. Metalul prețios inclus în minereu este recuperat mai târziu și în funcție de natura minereului, acesta fiind un metal de bază cum ar fi cuprul, nichelul sau zincul.

Un al treilea aspect al prezentei invenții se referă la o metodă de recuperare a cantităților de metal prețios din minereurile sulfidice refractare, care conțin metale prețioase, conform căreia este prevăzută utilizarea unui bioreactor cu suprafața neagitată.

Această metodă cuprinde următoarele etape:

a) producerea unui concentrat de sulfură minerală constând din particule fine de sulfură de metal din minereu sulfidic refractar;

b) depunerea pe suprafața unei mulțimi de substraturi brute a concentratului și, prin urmare, formarea unei mulțimi de substraturi brute acoperite cu concentrat;

c) formarea unui bioreactor cu suprafață neagitată prin dispunerea mulțimii de substraturi brute acoperite cu concentrat într-o grămadă sau amplasarea mulțimii de substraturi brute acoperite cu concentrat într-un rezervor;

d) biooxidarea particulelor de sulfură de metal pe suprafața unei mulțimi de substraturi brute;

e) tratarea particulelor de sulfură de metal biooxidate cu un lixiviant de metal prețios și, prin urmare, dizolvarea cantităților de metal prețios din particulele de sulfură de metal biooxidate; și

f) recuperarea cantităților de metal prețios din lixiviant.

Metoda, conform acestui aspect al invenției, cuprinde etapele de producere a concentratului de sulfură minerală constând din particule fine de sulfură de metal obținute dintr-un minereu sulfidic refractar, depunerea pe suprafața unei mulțimi de substraturi brute a particulelor unui concentrat de sulfură de metal, biooxidarea particulelor de sulfură de metal cu un agent de solubilizare sau lixiviant al metalului prețios și, prin urmare, dizolvarea cantității de metal prețios din particule de sulfură de metal biooxidat și recuperarea cantității de metal din agentul de solubilizare.

Conform celui de-al patrulea aspect al prezentei invenții, aceasta se referă la o metodă de recuperare a cantității de metal prețios dintr-un minereu sulfidic refractar care conține metal prețios, utilizând un bioreactor cu suprafața neagitată. Metoda conform acestui aspect al invenției constă din următoarele etape: producerea concentratului de sulfură minerală, constând din particule de sulfură de metal obținute dintr-un minereu sulfidic refractar pe bază de metal prețios, acoperirea suprafeței unei mulțimi de substraturi brute cu concentrat de particule de sulfură de metal, așezarea mulțimii de substraturi acoperite într-un rezervor, biooxidarea particulelor de sulfură de metal cu un lixiviant pentru metalul prețios și, prin urmare, dizolvarea cantității de metal prețios din particulele de sulfură de metal biooxidate, și recuperarea cantității de metal prețios din lixiviant.

RO 119015 Β1

Conform celui de-al cincilea aspect al prezentei invenții, acesta are în vedere o metodă de recuperare a cantității de metal dintr-o sulfură minerală utilizând un bioreactor cu suprafața neagitată.

Această metodă cuprinde următoarele etape:

a) producerea unui concentrat de sulfură minerală constând din particule fine de sulfură de metal din minereul de sulfură minerală;

b) acoperirea suprafeței unei mulțimi de substraturi brute, având o mărime a particulelor, în marea lor majoritate, mai mare de 0,3 cm cu concentrat și, prin urmare, formarea unei mulțimi de substraturi brute acoperite cu concentrat;

c) formarea unui reactor cu suprafața neagitată prin amplasarea într-o grămadă a unei mulțimi de substraturi brute acoperite sau amplasarea mulțimii de substraturi brute acoperite cu concentrat într-un rezervor;

d) biooxidarea particulelor de sulfură de metal pe suprafața unei mulțimi de substraturi brute, determinând astfel obținerea unui bioleșiat în soluție și dizolvarea părții de metal din particulele de sulfură de metal;

e) recuperarea cantității de metal dorit din bioleșiatul în soluție.

Metoda, conform acestui aspect al prezentei invenții, constă din etapele de producere a unui concentrat de sulfură minerală constând din particule de sulfură de metal obținute dintr-un minereu de sulfură minerală, acoperirea unei de mulțimi de substraturi brute cu concentrat al unor particule de sulfură de metal, formarea unui reactor cu suprafața neagitată prin așezarea mulțimii de substraturi acoperite într-o grămadă sau, prin amplasarea mulțimii de substraturi acoperite într-un rezervor, biooxidarea particulelor de sulfură de metal de pe suprafața unei mulțimi de substraturi brute care determină astfel producerea unei bioleșii și dizolvarea metalului din particulele de sulfură de metal și recuperarea cantității de metal dorit din bioleșie. Minereurile care pot fi prelucrate prin utilizarea acestei metode includ minereuri sulfidice de cupru, zinc, nichel, molibden, cobalt și uraniu.

Cel de-al șaselea aspect al prezentei invenții se referă la o metodă de recuperare a cantității de metal prețios din concentrate constând din particule fine de metal obținute dintrun minereu sulfidic refractar, pe bază de metal prețios, procedeu care constă din următoarele etape:

a) distribuirea unui concentrat constând din sulfuri minerale refractare fine în partea superioară a unei grămezi de suporturi din material brut, în care suportul din material brut este selectat dintr-un grup constând din lava vulcanică, pietriș, rocă sterilă care conține un carbonat mineral, cărămidă, țiglă, zgură și cenușă; b) biooxidarea concentratului de sulfuri minerale refractare; c) leșierea cantității de metal prețios din sulfurile minerale refractare biooxidate cu un lixiviant; d) recuperarea cantității de metal prețios din lixiviant. Un avantaj al acestui procedeu constă în aceea că viteza la care are loc biooxidarea sulfurilor minerale este mult mai mare decât viteza observată în mod tradițional într-o operație de bioleșiere în vrac sau grămadă. în ciuda acestei viteze ridicate de biooxidare, costurile de investiție inițială și costurile de funcționare pentru procedeul amintit sunt totuși mult mai mici decât în cazul metodei de biooxidare cu măcinare.

Aurul este metalul prețios preferat, recuperat în cadrul aplicării metodei conform prezentului aspect al invenției. Totuși, pot fi recuperate și alte metale prețioase cum ar fi, de exemplu, argintul și platina. Roca vulcanică este substratul material preferat, datorită unui perimetru mare al suprafeței sale. Specialiștii în domeniu vor recunoaște imediat un număr de lixivianți care pot fi utilizați în conjuncție cu prezentul procedeu, fiind preferate totuși tioureea și cianura, dintre acestea cianura fiind lixiviantul preferat în mod deosebit.

440

445

450

455

460

465

470

475

480

485

RO 119015 Β1

Cel de-al șaptelea aspect al prezentei invenții se referă la recuperarea cantităților de metal din minereurile sulfidice constând din următoarele etape:

a) formarea unui concentrat de sulfura minerală constând din particule fine de sulfură de metal;

b) distribuirea concentratului pe partea superioară a unei grămezi de suport din material brut în care suportul material brut este selectat dintr-un grup constând din rocă vulcanică, pietriș, rocă de steril conținând un carbonat mineral, cărămidă, țiglă, zgură și cenușă;

c) biooxidarea concentratului;

d) recuperarea cantității de metal din soluție utilizând biooxidarea sulfurilor minerale cu metal. Minereurile sulfidice care pot fi procesate prin utilizarea prezentei invenții includ de exemplu calcopirita, sfalorita, minereuri sulfidice pe bază de nichel și minereuri sulfidice pe bază de uraniu. Datorită faptului că acest procedeu utilizează o grămadă formată din materialul suport pentru bioreactor, costurile inițiale de capital și costurile de funcționare sunt mai mici decât costurile operației de bioleșiere cu măcinare. Totuși, datorită unui flux optim de aer în grămada respectivă, viteza de biooxidare a sulfurilor minerale crește rapid și se poate apropia de cea întâlnită în cazul operațiilor tip de măcinare. Cantitatea de metal din care se obține concentratul depinde de minereul sulfidic din care se obține concentratul, conform prezentului aspect al invenției, și include cupru, zinc, nichel și uraniu. Suportul material utilizat în prezentul procedeu este, de preferință, roca vulcanică datorită perimetrului mare al suprafeței sale.

Cele de mai sus și alte obiective, trăsăturile caracteristice și avantajele vor fi evidente pentru specialiștii din domeniul tehnic de aplicare a prezentei invenții prin următoarea descriere a variantelor preferate.

în cele ce urmează, se prezintă semnificația fig. 1 ...11:

- fig.1, ilustrare schematică a procedeului tehnologic, conform unei prime variante de realizare a prezentei invenții;

- fig.2, secțiune transversală a unui substrat de minereu sulfidic refractar acoperit cu un concentrat de particule de sulfură de metal conform prezentei invenții;

- fig.3, ilustrare schematică a procedeului tehnologic, conform unei a doua variante de realizare a prezentei invenții,

- fig.4, ilustrare schematică a procedeului tehnologic, conform unei a treia variante a prezentei invenții,

- fig.5, ilustrare schematică a procedeului tehnologic, conform unei a patra variante a prezentei invenții;

- fig.6, ilustrare grafică a fierului oxidat, în procente, funcție de timp, în cadrul unui procedeu conform invenției,

- fig.7, reprezentare grafică a cantității medii zilnice de fier biooxidat din totalul de minereu, funcție de timp în cadrul unui procedeu conform invenției;

- fig.8, reprezentare grafică a cantității de biooxidat, în procente, pentru un alt procedeu, conform prezentei invenții,

- fig.9, reprezentare grafică a cantității medii zilnice, în procente, de biooxidat, conform invenției, pentru procedeul din fig. 8;

- fig. 10, reprezentare grafică a cantității de biooxidat, funcție de timp, pentru un concentrat de pirită depus pe un suport de rocă sterilă și același concentrat de pirită depus pe un suport de minereu sulfidic refractar ce conține o concentrație ridicată de carbonat mineral; și

- fig.11, reprezentare grafică a cantității de biooxidat pentru un concentrat distribuit deasupra unei grămezi de rocă de lavă în timpul unui procedeu, conform unei variante de realizare a prezentei invenții, funcție de tipul procedeului de agitare a rezervorului.

RO 119015 Β1

O primă variantă de realizare a invenției este descrisă, în continuare, variantă în care un material solid este biotratat într-un bioreactor cu suprafața neagitată în scopul eliminării compușilor nedoriți. Conform primei variante de realizare a invenției, suprafața unei mulțimi de substraturi brute, având dimensiunea particulei mai mare de 0,3 cm este acoperită cu material solid biotratat care formează o mulțime de substraturi brute acoperite. Materialul solid biotratat este format din particule a căror mărime este mai mică de 250 pm în așa fel, încât formează un strat destul de uniform pe substratul brut.

Un reactor cu suprafața neagitată este format, așadar, prin stivuirea unei mulțimi de substraturi brute acoperite în cadrul unei grămezi sau prin amplasarea mulțimii de substraturi brute într-un recipient în așa fel încât volumul liber al reactorului să fie mai mare sau egal cu 25%. Reactorul este inoculat cu un microorganism care poate degrada compusul sau substanța nedorită din materialul solid, acest material solid fiind în felul acesta biotratat pe suprafața bioreactorului până când compusul nedorit din materialul solid este degradat la o concentrație aleasă.

Procedeul de biotratare poate fi utilizat în bioremedierea solurilor, desulfurarea cărbunelui și biooxidarea minereurilor sulfidice refractare. în aplicațiile de bioremediere materialul solid este, în mod obișnuit, solul iar compusul nedorit este, în mod obișnuit, un compus organic din interiorul solului. Prezenta invenție are, prin urmare, aplicabilitate în multe situații existente. O listă parțială a substraturilor organice contaminante care pot fi înlăturate din sol utilizând prezenta invenție include: ulei uzat, unsori consistente sau lubrifianți, combustibili pentru motoare cu injecție, combustibili pentru motoare Diesel, petrol, benzen, toluen, etilbenzen, xilen, hidrocarburi poliaromatice (PAH), hidrocarburi poliaromatice ciclice (PNAs), pentaclorfenil (PCP), bifenil policlorinat (PCBs), creosot, pesticide, 2,4,6trinitrotoluen (TNT) hexahidro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazină (RDX), octohidro-1,3,5,7-tetranitro1,3,5,7-tetrazocină (HMX) N-metil-N-2,4,6-tetranitroanilină și nitroceluloză (NC).

Pe de altă parte, dacă prezenta invenție este utilizată la desulfurarea cărbunelui, materialul solid va consta din particule de cărbune iar compușii nedoriți vor fi particule de sulfuri minerale conținute în particulele de cărbune. La aplicarea biooxidării la minereurile sulfidice refractare, materialul solid va fi de regulă minereu sub formă de rocă măcinată sau un concentrat de sulfuri rezultat din minereu și compusul nedorit va consta din particule de sulfură de metal din interiorul minereului sau al concentratului.

în anumite situații procedeul poate fi util la obținerea unui concentrat prin flotație sau prin alte mijloace unde fracțiunea de material solid care urmează a fi biotratată este concentrată într-o fracțiune de greutate mai mică. Acest concentrat, în cazul în care conține majoritatea sulfurilor de metal sau a toxinelor nedorite, de exemplu, poate fi procesat la costuri efectiv mai mari decât tot materialul.

Specialiștii din acest domeniu tehnic, pe baza rezultatelor cercetărilor cunoscute și pe baza descrierii prezentate, vor constata că metodele conform invenției au o largă aplicabilitate, acestea putând fi utilizate la biotratarea oricărui material solid care conține un compus nedorit ce este susceptibil la biodegradare sau biooxidare de un microorganism sau de o enzimă produsă de un microorganism.

Scopul substraturilor brute, neprelucrate, este să asigure un suport cu un perimetru al suprafeței relativ mare pe care materialul solid biotratat poate rezulta în timpul procedeului de biotratare. Prin urmare, atunci când un număr mare de substraturi de material brut de acoperire sunt suprapuse într-o grămadă sau sunt amplasate într-un recipient, un reactor cu suprafața neagitată dispune de o suprafață activă foarte mare pe m³ de spațiu al reactorului.

540

545

550

555

560

565

570

575

580

RO 119015 Β1

Deși mărimea exactă a suprafeței reactorului pe m³ de spațiu al reactorului va depinde de dimensiunile individuale ale substraturilor brute neprelucrate utilizate, aceasta trebuie să fie de cel puțin 100 m² /m³ de reactor și, în mod obișnuit, de 500 sau chiar mai mult m²/m³ din spațiul reactorului. în plus, utilizând substraturile brute, neprelucrate care au o mărime a particulei mai mare de aproximativ 0,3 cm și limitând mărimea particulei de material solid biotratat la maximum 250 pm, reactorul va asigura spațiul liber adecvat care permite accesul aerului și al substanțelor nutritive în toate părțile reactorului în timpul procedeului de biotratare. în această privință, volumul liber ai reactorului trebuie să fie de cel puțin 25%. Un astfel de volum liber va asigura, de asemenea, căldura adecvată disipată în interiorul grămezii. Pentru intensificarea accesului aerului, lichidului și disiparea căldurii, volumul liber al bioreactorului poate fi stabilit în așa fel încât să fie mai mare sau egal cu 35%. Acest lucru va îmbunătăți viteza la care se produce procedeul de biotratament.

în timpul utilizării în amănunt a substraturilor brute, neprelucrate, va crește volumul liber al reactorului și se va îmbunătăți în felul acesta accesul aerului și al substanțelor nutritive, disiparea căldurii în tot interiorul reactorului, utilizarea substraturilor mari reducând capacitatea de încărcare a bioreactorului. Se poate realiza un compromis între volumul liber adecvat și capacitatea adecvată prin utilizarea de substraturi brute, neprelucrate, având o mărime nominală a particulei în majoritate mai mare de 0,6 cm și mai mică de 2,54 cm.

Se poate utiliza o varietate de materiale ca substraturi brute neprelucrate, materiale care constau din roci, pietriș, roci de lavă, roci sterile conținând carbonați minerali, cărămizi, țigle, blocuri de zgură, cenușă și materiale plastice. Este preferată roca de lavă deoarece este neuniformă, prezentând asperități mari și având o suprafață neuniformă, fapt ce conduce la creșterea mărimii suprafeței sale și care determină mărimea particulei substratului conducând la îmbunătățirea integrității acoperirii materialului solid care este aplicat pe el. Roca sterilă brută, conținând carbonați minerali, este avantajoasă dacă procedeul de biotratare este acid deoarece acidul va reacționa cu carbonații minerali, determinând eliberarea lentă a bioxidului de carbon la care microorganismele autotrofice pot fi utilizate ca sursă de carbon care realizează sinteza metabolică. Bioxidul de carbon produs poate fi astfel utilizat la creșterea cantității de microorganisme în reactor.

Când un minereu sulfidic refractar sau un concentrat de sulfuri este biooxidat pentru a se reduce sulfurile minerale conținute, particulele de minereuri brute pot fi utilizate ca substraturi brute. în mod similar, dacă procedeul este utilizat la desulfurarea cărbunelui, particulele de cărbune brut pot fi utilizate ca substraturi brute. în ambele cazuri, substratul poate fi favorizat de procedeul de biooxidare care are loc la suprafața sa.

Dacă substraturile brute neprelucrate au fost definite ca având mărimea unei granule mai mare de 0,3 cm, este recunoscut și apreciat faptul că în anumite cazuri, substratul material poate fi realmente mai mic decât acesta. Dacă specialiștii din domeniul tehnic vor recunoaște că în cazul în care substraturile brute sunt produse prin concasarea unei game largi de materiale într-o gamă de dimensiuni dorite, materialul concasat va avea o anumită distribuție dimensională și dacă materialul este sortat prin cernere pentru a elimina particulele de material mai mici de 0,3 cm, vor fi totuși unele granule de material având dimensiuni mai mici de 0,3 cm, în substraturile brute, datorită ineficienței inerente în procedeul de concasare și datorită granulelor fărâmițate în timpul manevrării.

Astfel, dacă majoritatea granulelor din substratul de material brut, neprelucrat, sunt mai mari de 0,3 cm, volumul liber rămâne mai mare de 25% în timpul formării reactorului și pe toată durata funcționării sale. De preferință, cantitatea de substraturi brute, neprelucrate, sub 0,3 cm este mai mică de 5% din greutate.

RO 119015 Β1 în general, materialul solid care trebuie biotratat trebuie să fie mult mai mic decât substratul brut, neprelucrat, pe care el este aplicat. Acest material trebuie să fie măcinat la o dimensiune destul de mică care să permită folosirea microorganismelor în biotratare, să aibă acces în tot materialul în așa fel încât componentul nedorit să fie biooxidat sau biodegradat într-un timp care este, în general, mai mare decât în cazul procedeului de agitare într-un rezervor dar, mai scurt, decât în cazul procedeului de îngrămădire al întregului material. Acest timp va fi, în general, de la 14 la 90 zile, în funcție de compusul nedorit și de viteza sa de biodegradare sau de biooxidare.

Dimensiunea maximă a granulei de material solid, în majoritate, se stabilește la 250 pm în așa fel încât materialul solid să formeze mai degrabă o acoperire relativ uniformă pe substraturile brute, neprelucrate, în timpul procedeului de acoperire decât o aglomerare între ele însele. Mai mult, particulele mai mari de 250 pm nu pot adera foarte bine la suprafața substraturilor brute, neprelucrate, fără utilizarea unui material de lipire.

Este de dorit să se realizeze o depunere relativ uniformă a particulelor fine pe substraturile brute, neprelucrate, în timpul procedeului de depunere, deoarece aceasta va spori la maximum integritatea depunerii și mărimea suprafeței de material expus la activitatea microorganismelor care sunt adăugate în bioreactor. Dacă aglomeratele de material solid se formează în timpul procedeului de depunere, particulele de material solid care sunt în interiorul aglomeratului vor fi blocate de acțiunea microorganismelor și în felul acesta va fi inexistent sau va fi redus efectul tratamentului biologic. în plus, aglomeratele nu au structura de bună calitate a substraturilor acoperite și sunt expuse pe de o parte riscului de spargere în timpul procedeului de așezare la formarea reactorului sau în timpul biotratamentului, fiind astfel posibilă apariția blocajelor în interiorul reactorului prin blocarea unor porțiuni ale reactorului la tratamentul biologic.

în mod obișnuit, când mărimea particulei de material solid biotratat descrește, procedeul de biotratare va înainta mai repede și mai multe materiale solide pot fi încărcate pe substraturile brute, neprelucrate. Particulele de dimensiuni mai mici vor avea, de asemenea, tendința să se lipească mai bine la suprafața substraturilor brute, neprelucrate. Dacă mărimea granulei de material supusă tratamentului este totuși mai mică de 25 pm, apar probleme mai deosebite privind praful excesiv care se produce în timpul manevrării și pot apărea câteva aglomerări sub formă de bulgări în timpul procedeului de depunere.

Este preferabil ca mărimea granulei de material solid să fie mai mare de 75 pm și mai mică de 106 pm. Granulele ale căror dimensiuni se situează în această gamă vor adera bine la substraturile brute, neprelucrate, și pot fi aduse unele îmbunătățiri suplimentare în ceea ce privește viteza procedeului de biotratare cu particule mai fine, îmbunătățiri care rareori sunt justificate de costurile suplimentare impuse de măcinarea produselor.

Substraturile de acoperire pot fi realizate prin introducerea substraturilor brute, neprelucrate, și a materialului solid într-un tambur cilindric rotativ în cantități potrivite. De preferință, substraturile brute, neprelucrate sunt uscate iar materialul solid este o suspensie de densitate mare și prin urmare acesta va adera foarte bine la substraturile brute, neprelucrate.

în mod alternativ atât substraturile brute, neprelucrate cât și materialul solid pot fi uscate prin introducerea apei pulverizate în tamburul rotativ, fapt ce va accelera aderarea materialului solid la substraturile brute, neprelucrate.

La formarea substraturilor brute, neprelucrate este de dorit să se mențină gradul de umiditate al materialului solid în proporția de 5...30% în greutate fapt ce permite accelerarea procedeului de aderare între materialul solid și substraturile brute, neprelucrate.

635

640

645

650

655

660

665

670

675

RO 119015 Β1

Specialiștii din acest domeniu tehnic vor fi de acord că pot fi utilizate multe alte proceduri tehnice pentru acoperirea substraturilor brute, neprelucrate. De exemplu, materialul solid înainte de a fi biotratat poate fi pulverizat într-o emulsie de înaltă densitate formată pe substratul brut neprelucrat după cum este așezată multitudinea de substraturi brute, neprelucrate la formarea reactorului.

Dacă materialul solid folosit la biotratament este aplicat în emulsie, se pot face anumite reglaje în așa fel încât procedeul de biotratare să poată fi optimizat. De exemplu, pH-ul poate fi reglat la o valoare optimă, astfel încât microorganismul utilizat să poată descompune și separa compusul dorit. Dacă este nevoie, pot fi adăugate în acest timp substanțe nutritive, agenți pentru îmbunătățire, inoculi. în anumite cazuri este avantajos să se înceapă bioprocedeul într-un alt recipient, anterior aplicării particulelor de material solid pe substraturile brute, neprelucrate.

Integritatea substraturilor brute, neprelucrate trebuie să fie suficientă pentru a putea preveni blocarea canalelor de curgere din interiorul reactorului, în timp ce particulele de material solid de pe substraturile acoperite sunt biotratate. Astfel de blocaje fac ca fluxul de oxigen și microorganisme care circulă în interiorul reactorului să descrească și, prin urmare, să reducă viteza procedeului de biotratare. Desigur, în mare măsură, substraturile brute, neprelucrate sunt în raport cu dimensiunea granulei de material solid, cel mai probabil astfel de blocaje vor apărea deoarece materialul solid este mult mai mic decât interstițiile dintre substraturile brute, neprelucrate. Integritatea substraturilor acoperite trebuie să fie, de asemenea, în așa fel încât să prevină acumularea excesivă de material solid de la spălarea bioreactorului în timpul procedeului de biotratare.

Deși tensiunea superficială a apei trebuie să mențină particulele de material solid la suprafața substraturilor brute, neprelucrate, în majoritatea cazurilor, dacă se constată că granulele de material solid sunt spălate în bioreactor în concentrație excesivă sau apar anumite blocaje în bioreactor, datorită degradării, depunerii, atunci poate fi folosit un liant care să amelioreze integritatea acoperirii. Deși liantul poate împiedica accesul microorganismelor pentru biotratament, poate fi biotratat un anumit material solid astfel încât crescând timpul necesar procedeului de biotratare să se atingă punctul final dorit.

Grosimea materialului solid utilizat la acoperirea unei multitudini de substraturi brute, neprelucrate este în majoritate, de preferință, mai mică de 1 mm pentru a asigura accesul adecvat al microorganismelor utilizate în procedeul de biotratare.

Depunerile mai groase vor crește capacitatea bioreactorului dar viteza la care procedeul de biotratare avansează va fi redusă datorită accesului limitat al microorganismelor, fiind utilizate particulele de dedesubt ale materialului solid. Pentru utilizarea completă a capacității bioreactorului în timpul asigurării accesului adecvat de microorganisme, grosimea materialului solid de depunere trebuie să fie în majoritatea cazurilor mai mare de 0,5 mm și mai mică de 1 mm. Când se utilizează o rocă sau un substrat de cărămidă sau țiglă, aceasta va asigura accesul în interiorul materialului solid de umplutură, în cea mai mare parte, 10 până la 30 procente din greutate.

Suprafața neagitată a reactorului se formează așezând o mulțime de substraturi de acoperire într-o grămadă sau într-un rezervor. Transportorul de stivuire va reduce tasarea substraturilor de acoperire în interiorul reactorului. Totuși, se pot utiliza și alte metode de stivuire.

Este preferabil ca reactorul să fie inoculat cu microorganismul care este utilizat în procedeul de biotratare în timp ce mulțimea de substraturi de acoperire este stivuită pentru a forma un reactor cu suprafața neagitată sau imediat după formarea reactorului.

Alternativ, microorganismul (microorganismele) utilizat în procedeul de biotratare acționează cel mai bine într-un domeniu anumit de pH, pH-ul reactorului poate fi reglat anterior inoculării prin metode deja cunoscute.

RO 119015 Β1

Microorganismele care sunt utilizate în prezent în procedeul de biotratare sunt câteva microorganisme folosite în mod tradițional la degradarea anumitor compuși nedoriți prin procedeele biodegradare sau de biooxidare. De exemplu, bacterii acidofile, autotrofe cum ar fi Thiobacillus ferrooxidans, Leptospirillum ferrooxidans și Sulfolobus poate fi utilizată la biooxidarea sulfurilor minerale în desulfurarea cărbunelui sau a minereurilor sulfidice refractare în aplicații ale biooxidării. Alte bacterii care sunt utilizate în aceste aplicații sunt cele cunoscute și folosite în mod obișnuit în astfel de proceduri tehnice.

Similar, referindu-se la aplicațiile privind remedierea solului, microorganismul sau microorganismele folosite sunt aceleași cu cele care se folosesc în prezent în procedeele de bioremediere cum ar fi: îngrășăminte compuse pentru agricultură, suspensii biodegradabile și elemente de bioremediere în vrac. Acestea fiind în general bine cunoscute de către specialiștii din domeniul tehnic respectiv, pot fi relativ ușor determinate acele microorganisme ce trebuie aplicate pentru îndepărtarea diverșilor compuși nedoriți care pot fi îndepărtați de materialul solid utilizat în procedeu conform prezentei invenții.

Imediat ce reactorul este inoculat cu un microorganism corespunzător, condițiile de pH, temperatură, cantitatea de substanțe nutritive și gradul de umiditate din interiorul reactorului trebuie să fie monitorizate și menținute pe toată durata procedeului de biotratament în așa fel încât să grăbească dezvoltarea microorganismelor în tot interiorul reactorului, reactorul fiind transformat într-un bioreactor având o suprafață foarte mare ce va biodegrada sau va biooxida compusul nedorit într-un timp mult mai scurt și într-o măsură mult mai mare decât în procedeele de biotratament tradițional cu grămezi statice cum ar fi grămezile de substanțe bromfiltrabile, îngrășămintele compuse pentru agricultură.

Reactorul poate fi prevăzut, de asemenea, cu conducte pentru aer care permit aerului să intre sau să iasă utilizând metodele bine cunoscute în domeniul tehnic respectiv. Indiferent dacă aerul este introdus sau scos complet, reactorul va depinde de specificul bioprocedeului care are loc în interiorul reactorului, selecția aparținând specialiștilor tehnici din domeniul respectiv.

Procedeul de biotratare continuă până când compusul nedorit din materialul solid este degradat până la concentrația dorită. în cazul aplicațiilor privind remedierea solului, acestea, în mod obișnuit, vor fi dictate de reglementările guvernamentale care definesc nivelul acceptabil de contaminare. în aplicațiile privind desulfurarea cărbunelui, cantitatea de sulf rezidual care este permis să rămână în cărbune va depinde în mare măsură de reglementările privind mediul înconjurător deoarece prin ardere cărbunele sulfurat produce bioxid de sulf ca produs secundar. Astfel, cantitatea de sulf acceptată să rămână în cărbune trebuie să fie mai mică decât cantitatea admisă de reglementările în vigoare în urma arderii cărbunelui. Desigur, aceasta va depinde de echipamentul existent utilizat la instalațiile de încălzit cu cărbune unde se folosește cărbune biotratat. Referitor la biooxidarea minereurilor sau concentratelor de sulfuri minerale refractare, cantitatea de sulfuri minerale care este permis să rămână în minereu va fi dictată de cantitatea care trebuie să fie biooxidată pentru a realiza o recuperare economică a cantității de metal dorit din minereu sau concentrat.

După ce fiecare compus nedorit a fost redus la concentrația prestabilită, bioreactorul poate fi plastifiat iar tratarea materialului solid se face separat de substraturile brute, neprelucrate. După separarea materialului solid biotratat, substraturile brute, neprelucrate pot fi reduse. După una sau mai multe utilizări în procedeul de biotratament, se va depune pe substraturi o peliculă de microorganisme utilizate în procedeul de biotratament. Acest biofilm va avea avantajul adaptării la orice materiale toxice sau inhibitoare care sunt prezente în materialul solid procesat. Este, așadar, necesar să se îndepărteze materialul solid biotratat în așa fel încât sa distrugă sau să îndepărteze biofilmul fixat pe substraturile brute, neprelucrate. Biofilmul constituie, de asemenea, un mod eficient de inoculare a următoarei

730

735

740

745

750

755

760

765

770

775

RO 119015 Β1 depuneri de material solid aplicat pe substraturile brute, neprelucrate. în final, adaptarea microorganismului, după ce a fost utilizat direct în procedeul de prelucrare, va accelera viteza la care are loc biodegradarea sau biooxidarea compusului nedorit în materialul solid prelucrat.

Prezenta invenție este descrisă în continuare în detaliu, cu un număr de variante posibile de realizare care pot fi utilizate la prelucrarea minereurilor sulfidice refractare.

A doua variantă de realizare a prezentei invenții este descrisă în legătură cu fig. 1 și 2.

Fig. 1 prezintă schematic un procedeu tehnologic pentru eliberarea și recuperarea unei cantități de metal prețios din minereuri sulfidice refractare cu conținut de metale prețioase. în scopul descrierii procedeului tehnologic prezentat în fig. 1, concentratul de sulfuri minerale 22 utilizat în prezenta variantă de realizare este obținut dintr-un minereu sulfidic refractar cu conținut de aur.

Rezultă așadar că, metalul prețios recuperat în prezenta variantă de realizare este aurul. Totuși, un specialist din domeniul tehnic respectiv va înțelege că și alte metale prețioase, cum ar fi platina și argintul, pot fi, de asemenea, eliberate și recuperate din minereuri sulfidice refractare utilizând procedeul tehnologic prezentat în fig. 1.0 combinație de metale prețioase poate fi recuperată, de asemenea, utilizând procedeul tehnologic conform prezentei variante de realizare dacă minereul sulfidic refractar de bază utilizat la producerea concentratului de sulfuri minerale 22 conține mai mult decât un metal prețios.

Conform schemei de procedeu tehnologic prezentată în fig. 1, o mulțime de substraturi 20 și un concentrat de sulfură minerală 22 sunt introduse într-un tambur cilindric rotativ 24. De preferință, concentratul de sulfură minerală 22 este sub forma unei suspensii și o mulțime de substraturi 20 sunt uscate când se introduc în tamburul cilindric rotativ 24, îmbunătățind aderența între substraturile 20 și concentratul 22.

Opțional, poate fi introdus în tamburul cilindric 24 un liant polimeric, substraturile 20 introduse în respectivul tambur sunt acoperite cu concentratul de sulfură minerală 22 formând substraturile acoperite 39. Substraturile acoperite 39 sunt apoi depozitate sub forma nei grămezi statice 26.

Prin utilizarea unui concentrat în suspensie în procedeul de acoperire se elimină necesitatea și respectiv costurile de uscare a concentratului după obținerea sa. Concentratul 22 și mulțimea de substraturi 20 pot, așadar, să fie introduse în tamburul cilindric rotativ 24 în stare uscată, situație în care după ce este introdus amestecul în tamburul 26, acesta este pulverizat cu apă sau cu o soluție acidă apoasă conținând de preferință ioni ferici, moment în care la aderarea concentratului pe suprafața substraturilor va începe un proces de oxidare chimică a concentratului de sulfură minerală. De asemenea, soluția este acidă în așa fel încât va micșora pH-ul substraturilor acoperite 39 în timpul pregătirii pentru biooxidare.

Dezavantajul utilizării unei astfel de soluții acide este faptul că aceasta conduce la creșterea costului echipamentului utilizat la formarea substraturilor acoperite 39, deoarece acest echipament trebuie să fie proiectat pentru a fi rezistent la acid.

Concentratul de sulfură minerală 22 constă dintr-o mulțime de particule sub formă de granule de sulfuri metalice fine 40 care conțin diseminații fine de aur și, posibil, alte cantități de metale prețioase incluse în ele.

Concentratele de sulfuri minerale 22 conțin, în mod obișnuit, particule fine de nisip sau alte materiale sterile 42 de la minereul sulfidic refractar din care se obține concentratul 22. Ca rezultat, fiecare substrat acoperit 39 va fi acoperit cu particule metalice sulfidice 40 și cu particule fine 42 de steril prezentate în fig. 2.

RO 119015 Β1

Integritatea substraturilor acoperite 39 trebuie să fie suficiente pentru a preveni un număr mare de blocaje ale canalelor din interiorul grămezii 26 în timp ce particulele sulfură de metal 40 de pe suprafața substraturilor 39 sunt biooxidate. Astfel de blocaje reduc circulația oxigenului și bacteriei migratoare din interiorul grămezii și, prin urmare, reduc viteza de biooxidare.

Deoarece particulele de sulfură de metal 40 sunt hidrofobe, ele tind să adere la substraturile 20 fără utilizarea unui liant cum ar fi un liant aglomerat polimeric. Aceasta presupune totuși că particulele de sulfură de metal 40 au o mărime corespunzătoare. Prin urmare, dacă concentratul 22 are o concentrație adecvată de particule de sulfură de metal 40, acesta va continua să rămână suficient de aderent la substraturile acoperite 39 chiar fără să utilizeze un liant, fapt ce permite substraturilor acoperite 39 să fie manipulate în timp ce sunt depozitate în grămada 26 sau sunt așezate în recipientul 45 care va fi descris când va fi prezentată varianta de realizare din fig. 5. în plus, substraturile acoperite 39 trebuie să-și mențină integritatea în tot timpul procedeului de biooxidare. Prin urmare, când se formează substraturile acoperite 39 fără să se utilizeze un liant, este important să se utilizeze un concentrat de sulfură minerală care prezintă o concentrație adecvată de particule de sulfură de metal și o mărime potrivită a granulelor.

în cazul utilizării unui liant este posibilă ameliorarea integrității substraturilor acoperite 39, însă utilizarea unui astfel de liant crește costul operației de prelucrare.

Există cel puțin doi factori care militează împotriva utilizării unui concentrat de sulfuri minerale 22 având o concentrație foarte ridicată a particulelor de sulfură de metal 40. în primul rând, un factor este costul foarte ridicat al producerii concentratului 22 care de obicei este proporțional cu concentrația sa de particule de sulfură de metal. Așadar, atunci când concentrația de particule de sulfură de metal 40 în cadrul concentratului 20 crește, crește și costul de producție al concentratului 22. Costul suplimentar de producție, foarte ridicat, al concentratului 22 nu poate fi compensat de perfecționarea mărită din încărcătura de sulfură de metial sau de integritatea substraturilor acoperite 39. în al doilea rând, dacă gradul de concentrat crește, cantitatea de particule de sulfură de metal 40 care rămâne în fracțiunea terminală a minereului sulfidic refractar va crește. Deoarece aceste particule de sulfură de metal conțin cantități de metal prețios încorporat, orice particulă de sulfură de metal 40 care rămâne în minereul final va reduce viteza de recuperare în cadrul procedeului.

Luând în considerație factorii menționați mai sus, concentratul de sulfuri minerale 22 trebuie să conțină cel puțin 20% în greutate sulfură de metal care să-i confere caracteristicile de manevrabilitate adecvate și integritatea în timpul biooxidării.

Este preferabil totuși ca, acest concentrat să conțină cel puțin 40% în greutate sulfură de metal și este mai bine dacă acesta conține cel puțin 70% în greutate sulfură de metal.

în general, mărimea particulei de concentrat de sulfură minerală 20 descrește cu cât procedeul de biooxidare se produce mai repede. Particulele de dimensiuni mai mici tind, de asemenea, să amelioreze calitatea concentratului. Aceasta întrucât este mai ușor să fie separate particulele de sulfură de metal 40 din masa de rocă dacă mărimea particulei de minereu descrește. Prin urmare, concentratul de sulfuri minerale 22 este preferabil să aibă mărimea particulelor mai mică de 250 pm. Particulele mai mari de 250 pm nu aderă foarte bine la substraturile 20 fără a utiliza un agent de lipire. în plus, dacă la minereul sulfidic refractar din care se extrage concentratul 22 mărimea particulelor depășește 250 pm la cel puțin 100% din ele, este dificil de obținut o separare bună a particulelor de sulfură de metal 40 din masa de rocă în timpul realizării concentratului. Acestea sunt adevărate în special dacă flotația este folosită la formarea concentratului 22, deoarece particulele mai mari de 250 pm nu flotează foarte bine. Pe de altă parte, dacă mărimea particulei concentratului 22

825

830

835

840

845

850

855

860

865

870

RO 119015 Β1 este mai mică de 38 pm la 25 pm, particulele concentratului vor tinde să formeze bulgări în timpul procedeului de depunere în loc să formeze o depunere relativ uniformă pe substratul acoperit 39. Acești bulgări de concentrat pot bloca fluxul de aer și migrația bacteriilor în timpul biooxidării, prin urmare, reduc viteza de biooxidare în vrac.

De preferință, mărimea particulelor de concentrat 22, în marea lor majoritate, este între 106 pm și 75 pm. Particulele din această gamă dimensională aderă mai bine la substraturile 20 iar îmbunătățirile aferente care pot fi aduse în ceea ce privește viteza de biooxidare și gradul de concentrare cu particule de dimensiuni mai fine rareori sunt justificate de costurile suplimentare de măcinare impuse de producerea lor.

Concentratul de sulfură minerală 22 poate fi obținut din orice minereu sulfidic refractar conținând intruziuni de metal prețios utilizând tehnici bine cunoscute în industrie și care astfel, nu este nevoie să mai fie explicate în detaliu în acest text. Producerea concentratului 22 totuși, va include, în mod obișnuit, sfărâmarea și măcinarea minereului sulfidic refractar la o dimensiune potrivită a particulelor, urmată de una sau mai multe separări gravitaționale sau de una sau mai multe flotații ale minereurilor sulfidice.

Unele zăcăminte de minereuri sulfidice refractare pot fi deja suficient de calibrate astfel încât nu mai este necesară o concentrare suplimentară a lor. Astfel de minereuri concentrate pot include deșeuri sau grămezi de steril din minele existente. Atunci când astfel de tipuri de minereuri sunt procesate, concentratul de sulfuri minerale este necesar doar să fie transportat la locul unde sunt create condițiile de biooxidare și de efectuare a unor măcinări suplimentare pentru a obține mărimea dorită a particulelor.

Referitor la concentrația de aur, procedeul conform invenției poate fi realizat în condiții economice dacă concentratul 22 conține cel puțin 5 grame Au/t de concentrat (sau o cantitate echivalentă de alt metal prețios). Desigur, acest număr poate varia în limite foarte largi funcție de costul producerii concentratului 22 și de prețul preconizat al aurului.

Desigur, specialiștii din domeniul tehnic vor recunoaște totuși că autoclavele tradiționale sau bioreactoarele cu rezervoare vibrate nu pot realiza prelucrarea economică a unui concentrat de sulfură minerală având un astfel de concentrat cu conținut scăzut de aur.

Ca substrat 20 pot fi utilizate multe tipuri de materiale. Substraturile preferate includ particule de minereuri refractare brute, neprelucrate, rocă vulcanică, pietriș și roci sterile care includ, la rândul lor, un component din carbonat mineral. Substraturile 20 pot consta, de asemenea, din obiecte cum ar fi bile de plastic, materiale spongioase tip polistiren reciclate, anvelope de teren și altele. Scopul substratului 20 este acela de a asigura un suport cu un perimetru al suprafeței relativ mare pe care concentratul 22 se poate depune în timpul procedeului de biooxidare. Perimetrul suprafeței fiecărui substrat 20 acționează de fapt ca o mică suprafață a bioreactorului în timpul procedeului de biooxidare. Prin urmare, atunci când un număr mare de substraturi acoperite 39 sunt stivuite în grămadă 26 pentru biooxidare, se creează un bioreactor cu suprafață neagitată care are un perimetru foarte mare al suprafeței totale.

Perimetrul suprafeței totale a bioreactorului sau al grămezii 26 poate crește prin reducerea mărimii particulelor substratului 20, utilizând substraturi care au o suprafață rugoasă neuniformă din punct de vedere morfologic și/sau prin creșterea numărului de substraturi acoperite 39 în grămadă 26. Avantajul creșterii perimetrului suprafeței totale al straturilor 20 în interiorul grămezii 26 este acela că, sporește proporțional cantitatea de concentrat 22 care poate fi încărcat pe substraturile 20 determinând în felul acesta creșterea cantității de concentrat 22 ce poate fi biooxidat într-o anumită grămadă 26.

RO 119015 Β1

De preferință, gama dimensională a particulelor pentru substraturile 20 are o valoare nominală de +0,62 cm la -2,5 cm cu particule mai mici de 0,3 cm îndepărtate prin sortare prin cernere sau alte metode adecvate. Totuși, pot fi utilizate substraturile 20 care au o mărime a particulei sub +600 pm. în timp ce creșterea încărcăturii este realizată cu substraturi cu particule de dimensiuni mai mici, creșterea debitului de aer, a debitului de fluid și a căldurii disipate este realizată cu particule de dimensiuni mai mari.

Gama dimensională de +0,62 la -2,5 cm asigură un compromis la încărcarea cu concentrat și asigură un flux adecvat de aer, flux de fluid și căldură disipată.

Substraturile 20 sunt, de preferință, încărcate cu un astfel de concentrat 22 în timpul procesului de depunere, care să facă posibilă dezvoltarea procedeului în ansamblul său. Cantitatea de concentrat 22 care poate fi încărcată pe substraturile 20 va depinde de mărimea particulei și morfologia suprafeței substraturilor 20. Substraturile brute 20 și concentratul de sulfură minerală 22 trebuie, așadar, introduse în tamburul cilindric rotativ 24 în cantități suficiente care să crească la maximum cantitatea de concentrat de sulfură minerală 22 încărcată pe fiecare substrat 39, reducând la minimum în același timp formarea de aglomerate de particule de concentrat de sulfură minerală.

Bulgării sau aglomeratele din particule de de sulfură minerală se pot forma dacă mărimea particulei de concentrat este foarte fină, așa cum s-a precizat mai sus, sau dacă se introduce o cantitate excesivă de concentrat în tamburul cilindric 24. Pentru a asigura o încărcare adecvată a substraturilor 20, evitând totodată formarea simultană a aglomeratelor de particule de concentrat, este de preferat ca aproximativ 10 la 30% în greutate concentrat să fie introdus în tamburul cilindric rotativ 24, rezultând în felul acesta o încărcare de 10 la 30% în greutate concentrat 22 pe substraturile acoperite 39.

La formarea substraturilor acoperite 39 este de dorit să se mențină gradul de umiditate al concentratului 22 în intervalul 5 la 30% în greutate. Dacă gradul de umiditate a concentratului este sub 5% în greutate, concentratul nu va adera complet la substraturi iar dacă gradul de umiditate depășește 40% din greutate, suspensia de concentrat va fi foarte subțire, formând o depunere destul de subțire pe substrat. Aceasta va limita cantitatea de concentrat care va adera la substraturile 20.

Deși pot fi utilizate și alte mijloace de realizare a grămezii, este preferată folosirea unui transportor de stocare în stive. Transportorul de stocare în stive reduce la minimum tasarea substraturilor acoperite din interiorul grămezii. Alte mijloace de stocare cum ar fi bascularea frontală cu ajutorul unui buldozer sau bascularea de sus pot conduce la zone în care se reduce fluxul de fluid din interiorul grămezii datorită creșterii tasării și degradării substraturilor acoperite.

Dacă se dorește, grămada 26 poate fi prevăzută cu conductele perforate 27 conectate la o sursă de aer (nu este arătată) în scopul creșterii fluxului de aer din interiorul grămezii.

Creșterea debitului de aer din interiorul grămezii 26 va conduce la creșterea vitezei de biooxidare și îmbunătățirea vitezei cu care este disipată căldura în interiorul grămezii respective. Mai mult, deoarece canalele de circulație a debitului mărit de aer și de fluid conduc la îmbunătățirea procedeului de biooxidare între substraturile acoperite 39, sursa de alimentare cu aer, conectată la conductele perforate 27, poate fi o suflantă mai ieftină decât un compresor puternic.

Grămada 26, este, preferabil, inoculată cu o bacterie capabilă să realizeze biooxidarea particulelor de sulfură de metal 40 în timp ce substraturile acoperite sunt stocate în grămada 26 sau imediat după formarea acesteia sau după ce pH-ul grămezii 26 a scăzut sub 2,5. Următoarele bacterii pot fi utilizate în practica prezentei invenții:

920

925

930

935

940

945

950

955

960

965

RO 119015 Β1

Thiobacillus ferrooxidans; Thiobacillus thiooxidans', Thiobacillus organoparus:

Thiobacillus acidophilus; Leptospirillum ferroxidanus; Sulfobacillus thermosulfidooxidans;

Sulfolobus acidocaldarius; Sulfolobus BC; Sulfolobus solfataricus și Acidianus brierleyi și altele.

Aceste bacterii sunt disponibile în totalitatea lor de la American Type Culture Collection sau alte colecții de cultură. Una sau mai multe din bacteriile menționate mai sus și, în particular, bacteria selectată pentru a fi utilizată în prezentul procedeu va depinde de factori ca tipul de minereu care urmează a fi prelucrat și de temperatura scontată în grămadă în timpul biooxidării. Aceste criterii de selecție sunt, totuși, bine cunoscute de specialiștii din domeniul tehnic respectiv și, ca atare, nu mai este nevoie să mai fie descrise în detaliu aici. Bacteria cea mai cunoscută și în același timp preferată pentru procedeul de biooxidare este Thiobacillus ferrooxidans.

în timpul procedeului de biooxidare particulele de sulfură de metal 40 depuse pe suprafața substraturilor acoperite 39, inoculantul suplimentar și soluțiile nutritive microbiene pot fi introduse printr-un sistem de stropire 28. Suplimentar, acești biodizolvanți de întreținere a soluțiilor determină anumiți indicatori de performanță utilizați la monitorizarea procedeului de biooxidare. Viteza de biooxidare este monitorizată în tot timpul procedeului de biooxidare pe baza indicatorilor de performanță selecționați cum ar fi viteza de solubilizare a arsenicului, fierului sau sulfului, sau viteza de oxidare a sulfurilor care poate fi calculată pe baza acestora. Mai pot fi utilizați și alți indicatori de performanță privind biooxidarea, cum ar fi măsurarea pH-ului, aciditatea titrabilă și Eh-ul soluției.

De preferință, biodizolvantul soluției care se infiltrează în grămadă este colectat și drenat în rezervorul de drenare 29 și reciclat în partea de sus a grămezii 26. Aceasta reduce la minimum cantitatea de apă proaspătă necesară procedeului de biooxidare. Deoarece bioleșia soluției va fi acidă și va avea o concentrație ridicată de ioni ferici, reaplicarea ei în partea superioară a grămezii 26 este avantajoasă procedeului de biooxidare. Totuși, soluția de apă reziduală generată anterior în procedeul de biooxidare va avea o concentrație bazică ridicată și metale grele cuprinzând componente care conduc la inhibiția microbiană. Datorită materialelor inhibitoare formate în bioleșia soluției, procedeul de biooxidare este încetinit, într-adevăr, continuându-se reciclarea soluției fără tratarea sa, se poate ajunge la formarea de materiale inhibitoare suficiente să stopeze total procedeul de biooxidare. Pentru a reduce la minimum formarea materialelor inhibitoare și a efectelor lor asupra procedeului de biooxidare soluția poate fi tratată anterior reciclării în circuitul pentru acid 30 în vederea eliminării materialelor inhibitoare atunci când concentrația lor devine excesivă. O metodă de condiționare a bioleșiei înainte de reciclare constă în creșterea pH-ului sau peste 5, înlocuind orice precipitat care s-ar forma atunci când pH-ul său scade la o valoare adecvată, pentru biooxidare utilizând o parte de soluție netratată sau altă soluție acidă. Un astfel de procedeu de condiționare este descris în cererea de brevet US Patent Application Serial Nr. 08/547894 înregistrată la 25 oct. 1995.

în prezenta invenție, bioleșia din soluție va tinde să fie foarte acidă. Aceasta se întâmplă deoarece concentratul care are o concentrație ridicată de sulfuri minerale metalice este biooxidat mai bine decât minereul simplu. Ca rezultat, procedeul de biooxidare, conform prezentei invenții, va tinde să producă acid în exces în cantități mari. Așadar, în cadrul procedeului se va produce mai mult acid decât poate fi practic reciclat prin partea superioară a grămezii. Acest surplus de acid trebuie să fie înlăturat sau utilizat în alte scopuri. O utilizare posibilă a surplusului de acid este în cadrul procedeului de leșiere a minereului de oxid cupric deoarece acidul sulfuric este un lixiviant eficient pentru minereurile de oxid cupric. Totuși, soluția de acid sulfuric obținută ca un produs secundar al prezentului procedeu va

RO 119015 Β1 avea și ea, în mod obișnuit, o concentrație ridicată de ioni ferici. Aceasta este de asemenea un lixiviant eficient pentru minereurile de oxid cupric cum ar fi de exemplu calcozina. Ionul feric din soluția de acid oxidează chimic sulfurile minerale pe bază de cupru determinând dizolvarea lor. Prin urmare, surplusul de acid din prezentul procedeu poate fi utilizat în mod favorabil în operația de leșiere a cuprului ceea ce determina reducerea costurilor acestei operații.

Odată ce reacția de biooxidare a atins un punct final definit economic, după ce particulele de sulfură de metal 40 de pe suprafața substraturilor brute sub formă de bulgări 20 sunt biooxidate în măsura dorită, grămada 26 este deteriorată sau distrusă iar concentratul biooxidat este separat de substraturile brute 20. înainte de surpare, grămada va fi în mod obișnuit drenată și apoi spălată, prin spălări repetate cu apă. Numărul de cicluri de spălări este determinat în mod obișnuit de anumite elemente distincte cum ar fi conținutul de fier și pH-ul apei de spălare. Separarea poate fi realizată prin amplasarea substraturilor acoperite 39 pe un grătar și apoi stropirea substraturilor acoperite cu apă. Alternativ, substraturile acoperite pot fi amestecate în apă utilizând un tambur sau ciur rotativ. După separare, aurul este extras din concentratul biooxidat 22. Acest lucru poate fi realizat prin utilizarea unor tehnici bine cunoscute. în mod obișnuit, concentratul biooxidat va fi stabilizat cu un lixiviant cum ar fi cianura în pastă de carbon sau printr-un procedeu de leșiere cu carbon. în aceste procedee lixiviantul dizolvă aurul eliberat sau alt metal prețios care este apoi absorbit de carbonul activat, așa cum se știe din procedeele industriale.

Dacă cianura este utilizată ca lixiviant, concentratul va trebui să fie mai întâi neutralizat prin leșiere. Pentru a se evita neutralizarea, se poate utiliza tioureea ca lixiviant la extracția aurului din concentratul biooxidat. Procedeul de extracție cu ajutorul tioureei poate fi îmbunătățit reglând Eh-ul soluției de leșiere cu ajutorul metabisulfitului de sodiu așa cum este prevăzut în brevetul US 4561947. Dacă se utilizează tioureea ca lixiviant, este de preferat să se folosească, la adsorbția metalului prețios dizolvat de soluția de lixiviere, o rășină sintetică în loc de carbon activat. După ce aurul sau alt metal prețios eliberat au fost extrase din concentratul biooxidat, concentratul biooxidat este depus într-o grămadă de reziduuri sau steril 36 iar aurul este recuperat de pe carbon sau de pe rășina sintetică utilizând tehnici bine cunoscute în industrie.

Substraturile brute în formă de bulgări 20 care au fost separate de concentratele biooxidate pot fi reciclate într-un tambur cilindric rotativ pentru a fi folosite la o nouă acoperire a concentratelor de sulfuri minerale 22. Substraturile 20 pot fi reutilizate atâta timp cât își păstrează integritatea lor mecanică. Dacă particulele de minereu sulfidic refractar sunt utilizate pentru substraturile 20, acestea sunt procesate sau prelucrate în același mod, de preferință după unul la trei cicluri, la eliberarea aurului.

Conform celor prezentate în fig. 2, substraturile de minereu sulfidic refractar brut 20 vor conține particule de sulfură de metal 40 care au încorporate cantități de aur sau alte metale prețioase. După unul la trei cicluri din cadrul procedeului multe din particulele de sulfură de metal 40 din interiorul substraturilor de minereu brut 20 vor fi biooxidate parțial. Mai precis, dacă se continuă reciclarea substraturilor de minereu brut în această situație este posibilă eliberarea unei cantități de aur, substraturile de minereu brut putând fi procesate în vederea recuperării acestei cantități de aur. Aceasta este preferabil să se realizeze prin măcinarea substraturilor de minereu brut în circuitul de măcinare 32, la o mărime acceptabilă a particulelor în așa fel încât să permită particulelor de sulfură de metal să fie separate din masa de material steril. Un concentrat 22 din particule de sulfură de metal 40 din substratul de minereu brut sub formă de bulgări este prelucrat apoi în coloana de concentrare sau concentratorulde sulfuri 34. De preferință, concentratorul de sulfuri 34 este o celulă de

1015

1020

1025

1030

1035

1040

1045

1050

1055

1060

RO 119015 Β1 flotație și substraturile de minereu brut biooxidat sunt măcinate la o dimensiune potrivită a granulelor pentru a se putea produce flotația și depunerea pe substraturile 20. Concentratul obținut prin măcinarea substraturilor de minereu brut este combinat apoi cu o cantitate de concentrat de sulfuri minerale 22 care este depus pe o altă mulțime de substraturi brute și introdus într-o nouă grămadă 26 pentru o altă biooxidare.

Sterilul de flotație din concentratul de sulfuri 34 trebuie tratat în procedeul de extracție a aurului cu concentratul biooxidat 22 din grămada 26. Reziduul de la flotație va conține un număr de particule complet oxidate și un număr de particule parțial oxidate de particule de sulfură de metal care nu au fost flotate. Aceste particule oxidate vor conține o cantitate semnificativă de aur și, mai mult, această cantitate va fi deja eliberată ea putând fi repede leșiată de reziduurile de la flotație utilizând cianură sau tiouree. După lixiviere, reziduul de la flotație este depus împreună cu concentratul biooxidat, care este obținut prin extragerea aurului, în grămada de reziduuri sau steril 36.

Substraturile de minereu sulfidic refractar brut 20 care au fost introduse în procedeul de biooxidare pot fi prelucrate alternativ prin simpla măcinare urmată de lixiviere sau stabilizare.

în urma acestui procedeu alternativ, va rezulta totuși o recuperare redusă deoarece multe din particulele de sulfură de metal 40 din substraturile de minereu brut nu vor fi suficient oxidate pentru a putea elibera aurul încorporat în el.

Cu privire la materialul selectat pentru substraturile 20, există mai multe avantaje ale utilizării particulelor de minereu sulfidic refractar brut.

Primul, cantitatea de minereu sulfidic refractar obținută din zăcământ poate fi supusă, în mod obișnuit, la mai multe operații de sfărâmare și măcinare în vederea obținerii particulelor de mărime adecvată pentru realizarea concentratului 22. Ca rezultat, substraturile de minereu sulfidic refractar brut pot fi eliminate, într-o fază corespunzătoare a procesului de măcinare în care particule de minereu sulfidic refractar brut constituie o sursă ieftină de substraturi 20.

Al doilea, așa după cum este prezentat în fig. 2 și discutat mai sus, dacă minereul sulfidic refractar brut este utilizat ca substrat material, el va conține particule de sulfură de metal 40. Aceste particule de sulfură de metal vor fi biooxidate parțial în procedeul de biooxidare și, dacă particulele de minereu brut sunt reciclate în procedeu de mai multe ori, particulele de sulfură de metal 40 vor fi suficient de biooxidate astfel încât să permită recuperarea unor cantități de metal prețios.

Al treilea avantaj, care este prea puțin cuprins în cel de-al doilea, este acela că o fracțiune de sulfură de fier sau alte particule de sulfură de metal 40 din minereul sulfidic refractar sunt atât de fine încât nu vor pluti foarte bine în procedeul de concentrare. Prin utilizarea particulelor brute de minereu pentru substraturile 20, aceste particule de sulfură de metal foarte fine vor fi oxidate suplimentar de fierul ionic din biostabilizator. Atunci când particulele de minereu brut sub formă de bulgări sunt eventual măcinate și flotate rezultă un concentrat de particule de sulfură de metal, particulele de sulfură de metal vor fi oxidate și, în final, depuse în reziduurile de flotație. Deoarece reziduurile de flotație sunt leșiate cu cianură sau alt lixiviant, cantitatea de aur eliberat din aceste particule sulfidice foarte fine va fi recuperată. Pe de altă parte, dacă particulele de metal brut nu sunt utilizate ca substraturi 20, înainte de măcinare și flotare, particulele de sulfură de metal foarte fine se vor depune în reziduurile de flotație unde produc concentratul 22. Totuși, deoarece aceste particule sulfidice foarte fine nu au fost parțial biooxidate în acest punct, cantitatea de aur încorporat nu poate fi recuperată prin lixiviere sau solubilizare.

RO 119015 Β1

Cel de-al patrulea avantaj al utilizării minereului sulfidic refractar brut ca substrat 20 constă în aceea că particulele de sulfură de metal biooxidate pe suportul material vor fi ușor de flotat după biooxidare. Aceasta deoarece suprafața particulelor de sulfură de metal este alterată în timpul procedeului de biooxidare. Astfel, după ce materialul suport din minereul brut a fost reutilizat de câteva ori, acesta este măcinat și flotat pentru a obține un concentrat de sulfură minerală cu ajutorul căruia se ameliorează procesul de flotație.

Dacă particulele de minereu brut conțin de asemenea un component carbonat mineral, rezultă al cincilea avantaj al utilizării particulelor de minereu sulfidic refractar brut ca substraturi brute 20. Carbonatii minerali tind să fie foarte acizi în consum. Ca rezultat, minereurile care conțin aceste sulfuri minerale necesită în mod tradițional, înainte de biooxidare, o mulțime de condiționări acide. Condiționările acide ale acestor minereuri sunt necesare pentru îndepărtarea sau reducerea componentelor minerale carbonatate, anterior procesului de biooxidare, în așa fel încât reacția de biooxidare să aibă loc. în același timp, particulele de minereu sulfidic refractar tind în general să se biooxideze foarte lent, în mod frecvent mergând până la nouă luni sau mai mult dacă loturile minerale carbonatate sunt incluse în minereu fără precondiționare, particulele de minereuri brute neputând fi deloc biooxidate. Totuși, în procedeul conform prezentei invenții particulele de minereu sulfidic refractar care conțin carbonați minerali pot fi utilizate în mod avantajos pentru substraturile 20. în timpul procedeului de biooxidare acidul produs de biooxidarea concentratului 22 pe suprafața substraturilor de minereu brut va neutraliza lent carbonatii minerali din substraturi. Un subprodus sau derivat al procesului de neutralizare este bioxidul de carbon care este o bacterie autotrofică utilizată în prezenta invenție ca o sursă de carbon în realizarea sintezei metabolice. Bioxidul de carbon produs grăbește, prin urmare, dezvoltarea bacteriilor din grămada 26 care, la rândul său, determină creșterea vitezei de biooxidare a concentratului 22. în felul acesta, utilizând minereuri brute sub formă de bulgări care conțin carbonați minerali pentru suportul material 20, minereul brut va fi neutralizat lent pentru următoarea biooxidare iar dezvoltarea bacteriilor în grămada 26 va fi accelerată. Un avantaj notat mai sus îl constituie biooxidarea particulelor sulfidice foarte fine, neflotabile conținute în minereul brut.

Specialiștii din domeniul tehnic vor fi de acord cu faptul că particulele din minereurile sulfidice refractare brute utilizate pentru substraturile 20 nu pot avea la origine același zăcământ de minereu ca acela utilizat în producerea concentratului 22. De fapt, în anumite situații este avantajoasă utilizarea unui concentrat 22 dintr-un zăcământ de minereu și un substrat de minereu brut 20 din altul. De exemplu, un zăcământ de minereu puțin concentrat, ar putea avea deja caracteristicile dorite ale unui concentrat, iar un alt zăcământ de minereu ar putea avea o concentrație ridicată a carbonatilor minerali. în astfel de situații va fi avantajoasă utilizarea primului zăcământ de minereu în producerea concentratului 22 iar utilizarea celui de-al doilea zăcământ de minereu la obținerea substraturilor 20. în felul acesta minereul din cel de-al doilea zăcământ de minereu poate fi neutralizat în vederea biooxidării, îmbunătățind totodată rezultatele biooxidării concentratului din primul zăcământ de minereu, în mod similar dacă un zăcământ de minereu prezintă o concentrație ridicată de sulfură de metale care, sunt greu de flotat, îmbunătățirea rezultatelor flotației se poate realiza prin utilizarea substraturilor din minereul brut 20 în procedeul conform prezentei invenții.

Alte materiale preferate pentru obținerea substraturilor 20 includ rocă vulcanică, pietriș și roci brute sub formă de bulgări care conțin carbonați. Aceste tipuri de substraturi vor fi utilizate în mod tipic când zăcământul de minereuri sulfidice refractare extras se prezintă sub forma unei grămezi de reziduuri sau de deșeuri și are ca rezultat faptul că minereul adus este deja sfărâmat și măcinat.

1110

1115

1120

1125

1130

1135

1140

1145

1150

1155

RO 119015 Β1

Un avantaj al utilizării rocii vulcanice este acela că ea este foarte rugoasă, are o suprafață neuniformă morfologic care face să crească perimetrul total al suprafeței substraturilor 20 pentru o anumită mărime a particulei. Astfel, pentru o mărime dată a particulei, roca vulcanică poate fi încărcată cu o cantitate mai mare de concentrat decât dacă substraturile folosite au o suprafață mai netedă.

Pietrișul având în mod tipic o suprafață destul de netedă este un substrat material ieftin. Roca brută sub formă de bulgăre conținând carbonați minerali este avantajoasă deoarece eliberează mai încet dioxid de carbon dacă acidul din procedeul de biooxidare neutralizează carbonatii minerali menționați mai sus. Acest tip de substraturi va fi reutilizat de preferință în procedeu numai atâta timp cât continuă eliberarea bioxidului de carbon în timpul procesului de biooxidare.

A treia variantă de realizare a prezentei invenții este descrisă în legătură cu fig. 3. Procedeul conform prezentei variante de realizare este în esență o dezvoltare a variantei din fig. 1. Conform acesteia se fac trimiteri la aceleași numere de referință iar descrierea și considerațiile făcute cu privire la aceasta în legătură cu fig. 1 vor fi înțelese și aplicate în totalitate și în cazul prezentei variante.

în legătură cu cea de-a doua variantă, procedeul conform prezentei variante poate fi utilizat la eliberarea și recuperarea metalului prețios dintr-un minereu sulfidic refractar în care este încorporat metalul prețios. Totuși, în scopul descrierii prezentei variante se presupune că concentratul de sulfură minerală 22 este produs dintr-un minereu sulfidic refractar în care este încorporat aurul.

Conform prezentei variante, o mulțime de substraturi 20 sunt acoperite cu un concentrat de sulfură minerală 22 într-un tambur cilindric rotativ 24 rezultând substraturile acoperite 39. Mulțimea de substraturi acoperite 39 este stocată sub forma unei grămezi 26 care se utilizează ca un bioreactor cu suprafață mare neagitată. Diversele considerații menționate mai sus în legătură cu substraturile 20, concentratele de sulfuri minerale 22, formarea substraturilor acoperite 39 și formarea grămezii 26 sunt aplicabile și în acest caz.

După ce grămada 26 este formată, aceasta este inoculată cu o bacterie biooxidantă care inițiază procedeul de biooxidare. Când se realizează procedeul de biooxidare, în mod suplimentar, în vârful grămezii 26 poate fi adăugat concentratul de sulfură minerală 22. Un avantaj al adăugării concentratului de sulfură minerală 22 deasupra grămezii 26 pe toată durata procedeului de biooxidare este acela că poate fi mărită cantitatea de concentrat procesat în grămadă înainte de a dărâma sau reface grămada. Mai mult, dacă minereul sulfidic refractar brut este utilizat pentru substraturile 20, concentratul 22 va tinde să se biooxideze mai repede decât particulele de sulfură de metal 40 aflate în miereul brut sub formă de bulgări. în felul acesta, prin adăugarea concentratului 22 deasupra grămezii 26, gradul de biooxidare a substraturilor de minereu brut poate fi crescut înainte de dărâmarea grămezii. Suplimentar, prin adăugarea concentratului de sulfură minerală 22 deasupra grămezii 26 acidul și ionii ferici produși în timpul biooxidării vor migra în partea inferioară a grămezii unde dezvoltarea bacteriană poate fi inhibată datorită toxinelor care nu pot fi spălate din minereul supus inițial procedeului de biooxidare sau datorită lipsei de oxigen. Ca rezultat, biooxidarea concentratului de sulfură minerală și a substraturilor de minereu brut va continua chiar dacă dezvoltarea bacteriană nu este favorizată în această zonă.

Acesta este un alt avantaj al adăugării concentratului de sulfură minerală 22 deasupra grămezii 26 după ce a avut loc o primă biooxidare deoarece această adăugare va crește viteza de biooxidare în grămadăî. n etapele următoare ale biooxidării substraturilor acoperite 39, sulfurile reactive vor fi deja oxidate, rezultând o reducere a vitezei de oxidare.

RO 119015 Β1

Această reducere a vitezei de oxidare poate conduce la scăderea nivelului de fier și la creșterea pH-ului în interiorul grămezii 26. Adăugarea unui concentrat de sulfură minerală reactiv proaspăt deasupra grămezii poate declanșa un proces activ de biooxidare datorită nivelului feric ridicat determinat de biooxidarea concentratului adăugat care în schimb va crește indirect leșierea chimică a concentratului de sulfură minerală 22 depus pe substraturile 20 și a particulelor de sulfură de metal incluse în substraturile de minereu brut 20.

Concentratul proaspăt 22 poate fi adăugat deasupra grămezii 26 până când canalele de acces din interiorul grămezii se înfundă cu concentrat și reziduuri biooxidate din concentrat.

Al doilea aspect al prezentei variante de realizare, cu referire la fig. 1, prezintă modul în care se recuperează cantitățile de metal prețios din grămadă, după biooxidare. în prezenta variantă în loc de deteriorarea sau dărâmarea grămezii urmată de separarea de concentrat biooxidat din grămada pentru extracția aurului, aurul este extras din concentratul biooxidat iar dacă este utilizat un substrat de minereu brut, din substraturile respective, direct prin lixivierea grămezii cu o leșie pentru metalul prețios. Este preferabil ca lixiviantul să îndeplinească una din funcțiile unui pH scăzut, cum ar fi de exemplu tioureea în așa fel încât să nu fie nevoie ca grămada să fie neutralizată înainte de leșiere. Prin urmare, utilizând tioureea sau un alt acid solubilizant compatibil, cantitatea de aur eliberată poate fi extrasă din grămadă pe o perioadă intermitentă. De exemplu, grămada 26 poate fi biooxidată pentru o perioadă, cantitatea de aur eliberat extrasă cu un solubilizant corespunzător, după care procedeul de biooxidare se reia. Un concentrat proaspăt 22 este adăugat de preferință deasupra grămezii 26 sub forma unei suspensii, reluându-se procedeul de biooxidare. Aurul este extras din grămada 26 mai întâi cu ajutorul unei soluții de bioleșiere care trece prin grămadă la un circuit acid 30 după gradarea dorită a biooxidării. După ce grămada este drenată, se pompează un acid lixiviant compatibil, cum ar fi tioureea, de la sursa de lixiviant 38, printr-un sistem de stropire 28 care îl dispersează pe grămada 26. Lixiviantul extrage direct din grămadă cantitatea de aur dizolvat eliberat din concentratul de sulfură minerală 22 și substraturile de minereu brut. Lixiviantul încărcat este colectat apoi în colectorul de drenaj 29 de unde este dirijat către un circuit acid la un procesor de evacuare a aurului 44 care, conține de preferință adsorbantul aurului dizolvat pe carbonul activat sau pe o rășină sintetică. Lixiviantul rezidual este reciclat în continuare spre sursa de lixiviant 38 iar aurul este recuperat de pe carbonul activat încărcat sau de pe rășina sintetică. Procedeele de curățare sau de stripare a aurului de pe carbonul activat și rășina sintetică sunt cunoscute în industrie și nu necesită o descriere suplimentară aici.

Un procedeu conform celei de-a patra variante de realizare a prezentei invenții este prezentat în fig. 4.

Fig. 4 ilustrează un procedeu pentru eliberarea și recuperarea metalelor prețioase dintr-un minereu sulfidic. Procedeul conform prezentei variante de realizare prezintă anumite similitudini cu varianta descrisă în varianta 1, fiecare dintre elementele asemănătoare fiind notate cu aceleași numere de referință. Prin urmare, descrierea și considerațiile făcute cu referire la fiecare dintre acestea în legătură cu fig. 1 vor fi înțelese și aplicate în mod identic în prezenta variantă.

Conform prezentei variante de realizare, un concentrat de sulfură minerală 22 este obținut mai întâi dintr-un minereu sulfidic. Concentratul 22 constă dintr-o mulțime de particule de sulfură de metal fine 40 și particule fine de nisip sau alt material steril 42.

Pentru producerea concentratului de sulfură minerală 22 pot fi utilizate multe minereuri sulfidice refractare, printre acestea se numără minereurile sulfidice care pot fi tratate în prezentul procedeu, sulfurile minerale care conțin metale ca zinc, cupru, nichel, fier,

1205

1210

1215

1220

1225

1230

1235

1240

1245

1250

RO 119015 Β1 molibden, cobalt sau uraniu. Cantitățile de metal care interesează în acest minereu sunt prezente în partea indivizibilă a particulelor de sulfură de metal de minereu. Cantitățile de metal care sunt eliberate și, prin urmare, recuperate vor depinde de prezența sulfurilor minerale specifice în concentratul 22 obținut din minereu. De exemplu, dacă minereul sulfidic utilizat la producerea concentratului 22 conține calcozină, bornită și/sau calcopirită, atunci metalul recuperat va fi cuprul, pe de altă parte, dacă acest concentrat 22 este un concentrat pe bază de sfalerit atunci metalul recuperat va fi zincul.

După obținerea concentratului 22, acesta este depus pe o mulțime de substraturi 20 formând substraturile acoperite 39. Acest lucru se realizează așa cum este prevăzut în descrierea figurii 1, prin introducerea unei mulțimi de substraturi uscate 20 și a unei suspensii de concentrat 22 în tamburul cilindric rotativ 24 sau alternativ, prin introducerea unei mulțimi de substraturi uscate 20 și a unui concentrat 22 în tamburul cilindric rotativ 24 pulverizând apoi mixtura obținută cu o soluție apoasă. Mulțimea de substraturi acoperite 39 produse în tamburul cilindric rotativ 39 este stivuită sub forma unei grămezi 39 care formează în felul acesta un bioreactor cu suprafață neagitată.

Considerațiile de mai sus referitoare la substraturile 20, concentratele de sulfuri minerale 22, formarea substraturilor acoperite 39 și formarea grămezii 26 sunt aplicabile în totalitate și aici.

După formarea grămezii 26, aceasta este inoculată cu o bacterie biooxidantă care declanșează procesul de biooxidare. Particulele de sulfură de metal 40 din concentratul biooxidat 22, partea indivizibilă de metal din particulele de sulfuri se dizolvă în soluția biosolubilizantă extrasă prin dizolvare direct din grămadă. După ce soluția biosolubilizantă sau de bioleșiere este extrasă din grămadă, este colectată în colectorul 29. Soluția biodizolvantă este apoi procesată în vederea recuperării, o dată sau de mai multe ori, a cantității de metal de bază dorit, prin evacuarea soluției bioleșiate utilizând metode tehnice bine cunoscute în industrie.

O dată ce reacția de biooxidare a atins un punct final definit economic, după ce particulele de metal sulfuric 40 de pe suprafața substraturilor brute sub formă de bulgări 20 sunt biooxidate în măsura dorită, grămada este deteriorată sau distrusă iar concentratul biooxidat este separat de substraturile brute 20. Concentratul biooxidat este apoi depozitat în grămada de reziduuri sau steril 36. Trebuie înțeles totuși faptul că, în timp ce prezenta invenție a fost descrisă în termenii eliberării și recuperării cantității de metal de bază din partea metalică indivizibilă a particulelor de sulfură de metal 40 din concentratul de sulfură minerală 22, particulele de sulfură 40 pot include, de asemenea, cantități de metale prețioase.

Așadar, după biooxidarea concentratului 22, unele metale prețioase care sunt eliberate din concentratul 22, pot fi extrase și recuperate conform descrierii figurii 1, înainte de depozitarea concentratului biooxidat.

Substraturile brute sub formă de bulgări 20 care au fost separate de concentratul biooxidat pot fi reciclate într-un tambur cilindric rotativ pentru o nouă acoperire a concentratului de sulfură minerală 22.

Alternativ, dacă particulele de minereu sulfidic brut sub formă de bulgări sunt utilizate ca substraturi 20, ele sunt procesate, de preferință, după unul sau mai multe cicluri, direct prin procesul de formare a concentratului de sulfură minerală a câtorva particule de sulfură de metal 40 care rămân neoxidate în substraturile de minereu brut. Concentratul de sulfură minerală 22 este obținut din substraturile de minereu brut biooxidat, așa cum prevede cea de-a doua variantă.

RO 119015 Β1

Un procedeu conform celei de-a 5-a variante a prezentei invenții este prezentată în fig. 5. Procedeul prezentat în fig. 5 este destinat eliberării și recuperării metalelor prețioase din minereurile sulfidice refractare care conțin aceste metale utilizând un bioreactor nevibrat. Procedeul constă în producerea unui concentrat 22 de particule de sulfură de metal 40 prin prelucrarea minereului sulfidic refractar respectiv. Concentratul 22 este apoi așezat pe o mulțime de substraturi brute sub formă de bulgări 20, formând substraturile acoperite 39 utilizând un tambur cilindric rotativ 24, după cum s-a descris în cea de-a doua variantă. După formare, substraturile acoperite 39 sunt amplasate într-un rezervor 45 pentru biooxidare. Pentru biooxidarea substraturilor 39 în rezervorul 45 este proiectat un bioreactor care are suprafața neagitată, cu un perimetru foarte mare. Astfel, rezervorul 45 ia locul grămezii 26 utilizat în procedeul tehnologic prezentat în cea de-a doua variantă. Conform diverselor considerații de mai sus, referitoare la cea de-a doua variantă, observațiile referitoare la substraturile 20, concentratul de sulfură minerală 22, formarea substraturilor acoperite 39 și formarea grămezii 26, acestea toate sunt aplicabile în totalitate în cazul biooxidării substraturilor acoperite 39 în rezervorul 45 din prezenta variantă.

în timpul biooxidării concentratului 22 din substraturile acoperite 39, soluția biodizolvantă de întreținere este introdusă în rezervor prin partea superioară, utilizând oricare din tehnicile bine cunoscute din punct de vedere industrial. Soluția de bioleșiere care trece direct prin rezervor este apoi drenată din rezervor și procesată în circuitul pentru acid 30, așa cum este prevăzut în fig. 1, înainte de reutilizarea în procedeu.

Aerul poate fi suflat în interiorul rezervorului în timpul procedeului de biooxidare, îmbunătățind nivelul de oxigen din bioreactor și, implicit, îmbunătățind disiparea căldurii. Aerul este suflat în interiorul rezervorului 45 printr-o serie de conducte perforate 46 care sunt conectate la o suflantă (neprezentată).

Dacă se dorește, se poate introduce o cantitate suplimentară de concentrat 22 peste substraturile acoperite 39, în rezervorul 45, pe toată durata procedeului de biooxidare. Conform celor descrise mai sus, în legătură cu cea de-a treia variantă, prin adăugarea de concentrat suplimentar în bioreactor în timpul procedeului de biooxidare, viteza de biooxidare din interiorul bioreactorului poate fi menținută la un nivel ridicat pe toată durata procedeului de biooxidare.

Un avantaj al utilizării rezervorului 45 în locul grămezii 26, pentru bioreactor, este acela că face mai ușoară separarea concentratului biooxidat 22 de substraturile 20. După ce concentratul 22 este biooxidat la un punct final dorit, separarea concentratului biooxidat de substraturi se realizează prin alimentarea și umplerea rezervorului cu apă și apoi drenarea rapidă a rezervorului. Concentratul biooxidat va fi transportat cu apă de drenare. Acest procedeu poate fi repetat de mai multe ori până la îmbunătățirea rezultatelor de separare. Rezervorul 45 este de regulă echipat în partea sa inferioară cu un grătar sau cu o sită la care mărimea ochiurilor este mai mică decât mărimea substraturilor dar mai mare decât mărimea particulelor concentratului adăugat în procedeul de separare.

După separare, concentratul biooxidat este leșiat cu un lixiviant pentru metalul prețios, pentru extragerea aurului eliberat sau a altui metal prețios. Cantitatea de aur dizolvată este recuperată apoi din lixiviant prin contactul soluției cu cărbune activat sau cu o rășină sintetică. De preferință, lixiviantul este eliminat din procedeu în prezența cărbunelui activat sau a unei rășini sintetice în așa fel încât cantitatea de aur dizolvat este recuperată imediat din soluția în care este dizolvat aurul. Aurul absorbit de cărbunele activat sau de rășină sintetică poate fi recuperat prin utilizarea unor tehnici deja cunoscute în industrie.

După ce s-a extras metalul prețios din concentratul biooxidat, concentratul respectiv poate fi depozitat în grămada de reziduuri sau steril 36.

1300

1305

1310

1315

1320

1325

1330

1335

1340

1345

RO 119015 Β1

După cum s-a precizat în cea de-a doua variantă, substraturile brute sub formă de bulgări 20, după ce au fost separate de concentratul biooxidat, poate fi reciclat într-un tambur cilindric rotativ pentru o nouă acoperire a concentratului de sulfură minerală 22. Substraturile 20 pot fi reutilizate atâta timp cât își mențin integritatea lor mecanică. Dacă particulele de minereu sulfidic refractar brut sub formă de bulgări sunt utilizate ca substraturi 20, ele sunt procesate în același fel, de preferință în unul până la trei cicluri, pentru recuperarea aurului eliberat. Acest lucru se realizează în același mod cu cel descris în cea de-a doua variantă de realizare a prezentei invenții.

în continuare este descris un alt aspect al prezentei invenții. Este descris un procedeu de recuperare a metalului prețios dintr-un concentrat de sulfuri minerale refractare care conțin metale prețioase.

Procedeul constă din următoarele etape: a) distribuirea unui concentrat constând din sulfuri minerale refractare fine deasupra unei grămezi din materialul suport brut; b) biooxidarea concentratului de sulfuri minerale refractare; c) leșierea cantității de material prețios din sulfura minerală refractară biooxidat cu un lixiviant; și d) recuperarea cantității de metal prețios din lixiviant.

Un concentrat care conține metal prețios din sulfuri minerale refractare va fi preparat, în mod obișnuit, dintr-un minereu sulfidic refractar, purtător de metal prețios. Concentratul poate fi preparat din astfel de minereuri, utilizând tehnici bine cunoscute cum ar fi separarea gravitațională sau flotația. Deși separarea gravitațională este mai ieftină, flotația este metoda de separare preferată datorită selectivității procedeului. Cel mai frecvent colector utilizat pentru concentrarea sulfurilor minerale, într-un proces de flotație, este xantogenatul. Procedeele de flotație cu ajutorul xantogenatului sunt procedee bine cunoscute și nu mai este necesară o descriere în detaliu a acestora.

De preferință mărimea particulei de concentrat trebuie să fie astfel încât 80% până la 90% din concentrat să fie mai mică de 100 pm dar până la 45 pm. Mai de dorit este ca 80% la 90% din concentrat să fie mai mic decât 150 pm până la 100 pm.

Mărimea optimă poate varia, totuși, în funcție de tipul minereului. în general, operatorul trebuie să se străduiască să obțină o mărime a particulelor care să permită separarea corespunzătoare în procedeul de concentrare și care să asigure, la o viteză optimă de biooxidare, o măcinare fină suplimentară, în funcție de costuri.

Cele mai fine particule ale minereurilor sulfidice din interiorul concentratului se vor concentra mult mai rapid și se vor oxida în timpul bioleșierii. Totuși, biooxidarea foarte rapidă nu justifică întotdeauna costurile suplimentare de energie pentru o măcinare fină a minereului sau o flotație a concentratului.

Potrivit acestei variante de realizare a invenției, costul reziduurilor de concentrat în grămada biooxidată este minim. Prin urmare, poate fi justificată o ușoară creștere a perioadei de biooxidare prin eliminarea cheltuielilor impuse de măcinarea suplimentară. în acest sens, prezentul procedeu prezintă un avantaj față de procedeele de tip măcinare. în procedeele de tip măcinare, concentratul de sulfură minerală trebuie să fie măcinat foarte fin, pentru a se asigura o viteză de biooxidare ridicată în așa fel încât bioreactorul să poată procesa o cantitate de concentrat cât mai mare posibilă într-o perioadă scurtă de timp, în condițiile menținerii rentabilității procedeului. După formarea concentratului de sulfuri minerale, acesta este distribuit în partea superioară a unei grămezi peste materialul suport. De preferință, concentratul este distribuit în partea superioară a grămezii sub formă de suspensie în așa fel încât concentratul să poată curge direct prin grămadă, fără să fie mai întâi uscat. Densitatea pastei de concentrat trebuie să fie astfel reglată încât să asigure o curgere bună a concentratului respectiv dar să nu producă o simplă spălare de-a lungul grămezii din

RO 119015 Β1 materialul suport. Deoarece particulele sulfuri minerale sunt hidrofobe, ele vor tinde mai degrabă să se depună pe materialul suport decât să migreze complet prin grămadă, dacă materialul suport este bine ales. Nici blocarea canalelor de curgere nu poate deveni o problemă, dacă mărimea materialului suport este aleasă corespunzător.

Scopul materialului suport este să acapareze și să rețină sulfurile minerale dacă acestea vor migra lent, în jos, prin grămadă în așa fel încât materialul suport să acționeze ca un bioreactor cu un perimetru mare al suprafeței. în acest scop sunt preferate materialele suport cu un grad de porozitate mare, sau o suprafață rugoasă, deoarece aceste tipuri de suprafețe vor tinde să acapareze și să rețină concentratul. Cel mai bun material suport pentru concentrat este roca ce suportă concentratul respectiv fără blocarea canalelor de acces. Materialele suport care pot fi utilizate în aplicarea prezentului aspect al invenției constau din rocă vulcanică, pietriș, rocă sterilă care conține cantități mici de carbonați minerali ca sursă de CO₂ pentru bacteria de biooxidare. Alte substraturi brute adecvate constau din cărămidă, țiglă, ceramică, bucăți de zgură și cenușă. Roca vulcanică este preferată, în special, ca material suport datorită rugozității sale și a gradului ridicat de porozitate.

Materialul suport care conține o cantitate mică de carbonați minerali este util nu numai pentru CO₂-ul pe care-l produce ci și pentru faptul că ajută la limitatea soluției acide produse ca rezultat al procedeului de biooxidare. Aceasta va face să fie mai ușor controlul pH-ului din bioreactor în timpul procedeului de biooxidare.

Referitor la selectarea unei mărimi adecvate a materialului suport, există anumite elemente de care trebuie să se țină cont. Diametrele mai mici ale materialului suport au un perimetru mai mare al suprafeței și conduc astfel la creșterea efectivă a perimetrului bioreactorului creat în grămada de suport material. Așadar, materialul suport de diametru mai mic poate fi mult mai costisitor în funcție de gradul de măcinare cerut pentru obținerea dimensiunii dorite. Mai mult, materialul suport cu diametru mai mic poate fi cauza unui blocaj al canalelor de curgere a fluidului de concentrat care se adaugă în partea superioară a grămezii. în plus, materialul suport va permite formarea unei grămezi fără să existe riscul înfundării canalelor.

în mod obișnuit, materialul suport va avea în majoritate un diametru mai mare de 0,62 cm și mai mic de 2,54 cm, este preferabil ca materialul suport să aibă în majoritate un diametru mai mare de 0,95 cm și mai mic de 1,9 cm. Un material suport cu diametru în majoritate de 1,27 cm reprezintă dimensiunea optimă.

La biooxidarea concentratului, grămada este inoculată cu bacterie sau alți microbi care pot biooxida sulfurile minerale din concentrat. Astfel de tratamente microbiene sunt bine cunoscute în industrie. Bacteriile care pot fi utilizate în acest scop includ Thiobacillus ferrooxidans, Leptospirillum ferrooxidans și Thiobacillus thiooxidans. Thiobacillus ferrooxidans este microorganismul preferat în special pentru procedeele de biooxidare.

Dacă soluția de bioleșiere este reciclată, sunt necesare măsuri de precauție care să prevină formarea materialelor toxice în soluția reciclată în așa fel încât viteza de biooxidare să nu fie redusă în mod semnificativ. Procedeul descris în US Patent Application Serial Nr.08/329002 înregistrată la 25 oct.1994, poate fi utilizat pentru a elimina posibilitatea formării materialelor inhibitoare care ar afecta procedeul de biooxidare. După ce concentratul de sulfuri minerale refractare este biooxidat suficient, cantitatea de material prețios eliberat va fi leșiată cu un lixiviant de uree sau cianură. Cianura este lixiviantul preferat datorită faptului ca pH-ul din grămadă trebuie să crească înainte de leșiere. Un avantaj al tioureei este acela că nu este toxică pentru microorganismele de biooxidare. Ca rezultat, leșierea intermitentă poate fi utilizată la eliberarea cantității de metal prețios, după care procedeul de biooxidare poate fi reluat.

1395

1400

1405

1410

1415

1420

1425

1430

1435

1440

RO 119015 Β1

Cantitățile de metal prețios dizolvate pot fi recuperate din lixiviant prin tehnicile bine cunoscute în industrie: carbon în leșie și carbon în coloana de prelucrare.

Un alt avantaj al prezentului procedeu este acela că poate fi utilizat ca un procedeu continuu prin adăugarea intermitentă, în partea superioară a grămezii, a unui concentrat proaspăt. Avantajul pe care-l prezintă adăugarea unui concentrat proaspăt, în partea superioară a grămezii, constă în faptul că grămada este stabilizată iar biooxidarea se produce rapid, concentratul proaspăt adăugat contribuind la menținerea vitezei ridicate de biooxidare fără a se înregistra ruperi în grămadă în timpul procedeului de biooxidare.

Datorită costurilor relativ reduse de capital investit inițial și a costurilor de funcționare a procedeului, în conformitate cu prezentul aspect al invenției, acesta poate fi utilizat în condiții economice și în cazul concentratelor mai sărace și deci al utilizării minereurilor sărace, comparativ cu procedeele de biooxidare prin măcinare. în plus, distribuirea concentratului de metal prețios conținut în sulfurile minerale refractare prin partea superioară a grămezii de suport material, asigură o bună curgere a fluidului (atât aer cât și lichid) în toată masa grămezii.

în continuare este descris un alt aspect al prezentei invenții. în acest aspect al invenției este descris un procedeu de recuperare a cantităților de material de bază din minereurile sulfidice. Astfel de minereuri includ de exemplu calcopirita, sfalorita, minereurile sulfidice de nichel și minereuri sulfidice de uraniu. Procedeul, conform acestui aspect al invenției, constă din: a) formarea unui concentrat de sulfura minerală constând din particule fine de sulfură de metal; b) distribuirea concentratului pe partea superioară a unei grămezi de material suport; c) biooxidarea concentratului și d) recuperarea cantității de metal din soluție prin utilizarea biooxidării sulfurile minerale de metal. Datorită faptului că acest procedeu, ca și în cazul procedeului descris în legătură cu aspectul precedent al prezentei invenții, pentru procesarea concentratelor de metal prețios conținut în sulfurile minerale, utilizează o grămadă de suport material ca bioreactor, costurile inițiale de investiție și costurile de funcționare sunt mai mici decât acelea din cazul unei operații de bioleșiere sau de măcinare. De asemenea, datorită unui flux de aer corespunzător în interiorul grămezii, viteza de biooxidare a sulfurilor minerale este mult mai mare decât cea înregistrată în cazul operațiilor de tip de măcinare.

în funcție de tipul minereului sulfidic din care este obținut concentratul, cantitățile de metal care pot fi recuperate în procedeul conform prezentului aspect al invenției includ cupru, zinc, nichel și uraniu.

Parametrii procedeului și observațiile privind procedeul, conform prezentului aspect al invenției, sunt asemănătoare cu cele menționate pentru aspectul anterior al invenției privind prelucrarea concentratelor de metale prețioase din minereurile sulfidice refractare.

Prima diferență dintre cele două procedee constă în faptul că în timpul prezentului procedeu de biooxidare are loc dizolvarea cantităților de metal de bază. Ca rezultat, cantitățile de metal sunt recuperate direct din soluția utilizată la biooxidarea concentratului de sulfură minerală de metal. Tehnica utilizată la extragerea cantităților de metal, respectiv din bioleșie, va depinde de metalul respectiv. Specialiștii vor recunoaște că asemenea tehnici pot include extracția cu solvent, cimentarea fierului și precipitarea prin reglarea pH-ului. Extracția cu solvent este metoda preferată de recuperare a cuprului din soluția de bioleșiere.

Ca și în cazul procedeului corespunzător aspectului precedent al invenției, prezentul procedeu are loc în mod continuu, prin adăugarea concentratului în mod intermitent, de exemplu, concentratul poate fi adăugat zilnic sau săptămânal. Așa după cum s-a descris mai sus, astfel de suplimentări de concentrat asigură o viteză de biooxidare constant ridicată a concentratului care este distribuit pe la partea superioară a grămezii și care migrează prin toată grămada. Specialiștii vor recunoaște faptul că procedeul conform prezentului aspect

RO 119015 Β1 al invenției poate fi combinat cu procedeul conform aspectului precedent al invenției în vederea recuperării cantităților de metal prețios dintr-un concentrat de minereu sulfidic refractar. Aceasta deoarece, cantitățile de metal de bază dinsulfurile minerale refractare se vor dizolva în mod inerent într-o soluție de bioleșiere în timpul procesului de biooxidare, concomitent cu eliberarea cantităților de metal prețios din sulfurile minerale. Aceste cantități pot fi apoi recuperate prin utilizarea tehnicilor descrise mai sus.

Variantele de realizare preferate ale prezentei invenții fiind deja descrise, în exemplele care urmează vor fi prezentate diverse aspecte de realizare a acesteia. Astfel de exemple își propun să ilustreze prezenta invenție și nu să limiteze invenția la cele cinci exemple.

Exemplul 1. O probă de minereu sărac în aur de 3,4 ppm (ppm = părți pe milion) care a fost cunoscut ca fiind refractar, la leșierea cu cianură este sfărâmat datorită leșierii cu cianură. Minereul este separat într-o fracțiune de -0,62 cm (47,4% umiditate) și într-o fracțiune de -0,31 cm (reziduu). Fracțiunea de -0,31 cm este apoi măcinată 95% trecând printr-o sită de 75 pm la care se adaugă apoi un concentrat refractar sub formă de pirită obținut prin flotație.

Apa este adăugată pe proba măcinată până când se ajunge la o densitate a pastei de 35%. Pasta de minereu este reglată la un pH de 10 și tratată cu Na₂SiO₃ la 6 kg/t de minereu, timp de 12 h, pentru îndepărtarea materialului argilos. Materialul argilos este îndepărtat din fracțiunea care nu a fost decantată după 12h. Deoarece argilele pot crea probleme la flotație, pentru îndepărtarea fracțiunii argiloase înainte de flotație, s-a prevăzut o etapă suplimentară care să permită materialelor neargiloase să se decanteze.

Fracțiunea argiloasă este sub 3% din greutatea totală a minereului, totuși aceasta conține 5% din aurul din minereu. îndepărtarea și flotația ulterioară a fracțiunii argiloase determină o scădere foarte mică în greutate a fracțiunii, de 0,1% din totalul greutății minereului, dar ea conține peste 17 ppm aur. Prin leșierea cu cianură a reziduurilor argiloase de flotație se extrage peste 76% din conținutul de aur. Cantitatea totală de aur conținut în reziduul argilos de flotație este de 1,8 ppm.

înainte de flotație, fracțiunea principală de minereu măcinat, cu granulație de la +5 pm la -75 pm, este condiționată timp de 10 min. cu CaSO₄ la 2,0 kg/t și amestecată într-o celulă de flotație Wemco. Aceasta este urmată la 10 min. de o amestecare cu xantogenat la 100 g/t care este urmată apoi, la 5 min., de o amestecare cu Dowforth D-200 la 50 g/t. Proba este apoi flotată timp de 20 min. într-o pastă cu densitatea de 30%. Patru kge din fracțiunea principală sunt prelucrate în 8 șarje separate de câte 500 grame fiecare. Concentratele de sulfuri obținute prin această flotație sunt colectate și combinate și reflotate într-o coloană. Sunt colectate trei fracțiuni, reziduul de la celula de flotație Wemco, reziduul de la coloana de flotație și concentratul de sulfuri, fiecare din aceste fracțiuni fiind uscate și cântărite. Reziduul de la celula de flotație Wemco a avut 35,4% din totalul greutății minereului și a conținut 1,88 ppm de aur. Leșia de cianură a acestei fracțiuni a înglobat 67% din conținutul de aur. Aceasta a fost mai mare decât cantitatea de leșie cu cianură recuperată din tot minereul, care a fost de 63%. Coloana reziduală a conținut 3,56 ppm aur. Aurul recuperat din această fracțiune prin leșiere cu cianură a reprezentat 76,6%.

Concentratul de sulfuri cântărește 753 g, reprezentând 8,8% din totalul minereului (fracțiuni de +0,31 cm și -0,31 cm). Analiza fracțiunilor mici de concentrat indică un conținut de 6,5 ppm aur. Această fracțiune se depune pe un procent de 47,4% din greutatea unui minereu de +0,31 cm. Concentratul de pirită uscat este împrăștiat pe suprafața minereului brut într-un cilindru rotativ la 30 rot/minut, în timp ce un amestec de 2,0 ppm ion feric și 1 %

Nalco #7534 care este un aglomerat auxiliar. pH-ul soluției este 1,8.

1495

1500

1505

1510

1515

1520

1525

1530

1535

RO 119015 Β1

Amestecul de concentrat cu minereul suport brut este introdus într-o coloană de 7,62 cm. Aerul și lichidul sunt introduse prin partea superioară. Coloana este inoculată cu 10 ml bacterie tip Thiobacillus ferrooxidans la un O.D. de 2,6 sau aproximativ 1,1x10¹° bacterie/ml. Bacteria s-a dezvoltat într-o soluție nutritivă acidă conținând 5 grame/litru sulfat de amoniu și 0,83 grame/litru sulfat de magneziu heptahidrat. pH-ul soluției se menține în intervalul de 1,7 la 1,9 prin reglarea cu acid sulfuric (H₂SO₄). Soluția a conținut, de asemenea, fier în proporție de 20 grame/litru sub formă de sulfat feric și feros.

Bacteria este introdusă în coloană prin partea sa superioară după ce pH-ul acesteia a fost reglat la o valoare de 1,8. Lichidul introdus în partea superioară a întregii coloane de experimentare a avut un pH de 1,8; cu soluție de sare 0,2x9K și 2,00 ppm ioni ferici (K=coloana cromatografică). Cantitatea de fier oxidat este determinată prin analiza cantității de soluție din coloană minus fierul introdus prin încărcătura ferică de 2,00 ppm.

Compoziția de sare medie standard 9K pentru Thiobacillus ferrooxidans este dată în tabelul de mai jos.

Concentrațiile sunt date în g/l

(NH4)SO4	5
KCI	0,17
K2HPO4	0,083
MgSO4 7H2O	0,833
Ca(NO3)4H2O	0,024

Notația sare 0,2 χ 9K indică faptul că, respectiva concentrație a soluției de sare 9K a fost de 20 procente față de sarea medie standard 9K.

După 60 zile, cantitatea de fier dezalcalinizat din coloană indică faptul că aproximativ 50% din pirită este biooxidată. Experimentul este oprit și amestecul este separat într-o fracțiune de +600 pm și o fracțiune de -600 pm. Fiecare fracțiune este măcinată 95% la -75 pm și apoi dezalcalinizată cu 500 ppm soluție de cianură, timp de 96 ore, într-o eprubetă de analiză. Carbonul activat este introdus în eprubetă de analiză respectivă pentru a absorbi și dizolva cantitatea de aur existentă.

Aurul recuperat din fracțiunea de -600 pm este de 37%. Fracțiunea de -600 pm a atins o creștere a cantității de aur de 8,87 ppm datorită reducerii greutății piritei. Pe de altă parte, fracțiunea brută +600 pm permite o recuperare a aurului în proporție de 57% și o cantitate inițială de aur de 2,24 ppm. Aceasta indică faptul că, concentratul de pirită care a fost depus pe roca brută a fost biooxidat mai repede decât fracțiunea de rocă brută.

Exemplul 2. Este realizat un al doilea exemplu comparativ. în acest exemplu, se compară vitezele de biooxidare ale fracțiunilor de minereu. Minereul care este obținut de Ramrod Gold Corporation este concasat la 1,9 cm. Fracțiunea de minereu de -0,31 cm este eliminată și utilizată la formarea unui concentrat. Proba are un conținut de 2,7 g aur/t de minereu (2,7 ppm). Proba respectivă conține atât xenopirita cât și pirita. Concentratul este obținut prin măcinarea într-o moară cu bile a 5 kg de minereu de -0,31 cm până când atinge -75 pm. Minereul măcinat în moara cu bile este apoi flotat cu xantogenat pentru a forma un concentrat de pirită. înainte de flotație este eliminată argila prin sedimentare sau decantare cu Na₂SIO₃ la 6 kg/t de minereu timp de 8 h sau mai mult. Flotația se realizează în șarje mici a câte 500 g fiecare, într-o celulă de flotație de laborator tip Wemco. Drept colector este utilizat amil xantogenat de potasiu la o concentrație de 100 g/t împreună cu sulfura de sodiu la 1,5 kg/t și, Dowfroth D-200 la 50 g/t. Concentratul de pirită reprezintă 4,5% din greutatea

RO 119015 Β1 fracțiunii de minereu de -0,31 cm. Totuși, această fracțiune de minereu conține peste 80% din aurul și pirita din minereul măcinat. Concentratul a conținut aproximativ 17,4% fier, 15,7% sulfură și aproximativ 40 ppm aur. Fracțiunea de minereu +0,31 cm a conținut 0,9% fier și 0,18% sulfură.

O probă de 140 g din acest concentrat este depusă pe o fracțiune de 560 g de minereu brut +0,31 cm. Amestecul este realizat prin rotirea într-un tambur mic de plastic la 30 rot/min, în timpul rotirii presărându-se concentratul uscat peste roca suport. Lichidul care conținea 2,000 ppm ion feric și Nalco # 7534 este pulverizat peste amestecul respectiv până când concentratul este depus pe rocă. pH-ul lichidului este menținut la 1,8. Cantitatea de lichid utilizat este estimată ca fiind între 5 și 10 procente din greutatea minereului brut și a concentratului. într-o coloană de 7,62 cm sunt introduse 700 g de amestec de concentrat de substraturi de minereuri brute. înălțimea coloanei în care a fost introdus minereul este de aproximativ 12,7 cm. Aerul și lichidul sunt introduse prin partea superioară a coloanei. Coloana de concentrat de acoperire a substraturilor de minereuri brute este inoculată cu aproximativ 10 ml de bacterie la un OD de 2 sau aproximativ 8x10⁹ bacterii/ml.

Bacteria este amestecată cu o cultură de Thiobacillus ferrooxidans care a fost pornită inițial cu suspensie de ATCC #19859 și 33020. Bacteria s-a dezvoltat într-o soluție nutritivă acidă conținând 5 grame/litru sulfat de amoniu și 0,83 grame/litru sulfat de magneziu heptahidrat. pH-ul soluției este menținut în intervalul de 1,7 la 1,9 prin reglarea cu acid sulfuric (H₂SO₄). Soluția a conținut, de asemenea, fier în proporție de 20 grame/litru sub formă de sulfat feric și feros.

Bacteria este adăugată prin partea superioară a coloanei după ce pH-ul său a fost reglat la 1,8. Lichidul introdus prin partea superioară a întregii coloane de experimentare a avut un pH de 1,8 cu soluție de sare 0,2x9K și 2,000 ppm ion feric. Volumul de fier oxidat este determinat prin analiza soluției din coloana din care s-a scăzut fierul introdus prin încărcătura de 2,000 ppm șarjă ferică.

Acest minereu este redus la sulfură a cărei concentrație este mai mică de 1% din greutatea sa. Prin realizarea unui concentrat de rocă brută de 20% din greutate, atât concentrația piritei cât și a aurului ar putea crește de peste 10 ori. Această creștere a vitezei de biooxidare, după cum rezultă din fig. 6 și 7, este mai mare decât cea a întregului minereu. Nu numai că acest procedeu expune mai multă pirită la aer și apă dar conduce și la creșterea cantității de ioni ferici și acid generat pe unitatea de volum de minereu în coloana de simulare a unei grămezi.

Fig. 6 reprezintă cantitatea de oxidat care a fost determinată în procente de fier dezalcalinizat, atât în funcție de concentratul de minereu brut de +0,31 cm cât și în funcție de cantitatea totală de minereu însuși. în grafic, se poate observa că, respectivul concentrat procesat este biooxidat în primele 30 de zile în proporție de aproximativ 40% și în proporție de peste 65% în primele 60 zile. Prin urmare, întregul minereu este biooxidat în proporție de numai 24% în 84 de zile. Viteza medie zilnică de biooxidare este reprezentată în fig. 7. Cea mai mare viteza medie zilnică de biooxidare a concentratului de depunere este de 1,8% pe zi, comparativ cu o viteză medie zilnică de numai 0,5% pentru întregul minereu. Fig. 7 ilustrează faptul că începutul perioadei de biooxidare nu are o perioadă prea mare pentru eșantionul de concentrat de depunere. Aceasta înseamnă că, procesul de depunere al concentratului acoperit este mai probabil să realizeze o biooxidare completă într-un timp rezonabil mai scurt.

Tabelul 1 de mai jos, prezintă puncte specifice, din graficele din fig. 6 și 7 pentru concentratul de minereu brut procesat și pentru totalul de minereu brut procesat, date pentru a fi comparate.

1585

1590

1595

1600

1605

1610

1615

1620

1625

1630

RO 119015 Β1

După 68 de zile, concentratul de depunere din minereu brut este îndepărtat din coloană. Materialul biooxidat este separat într-o fracțiune de plus 180 pm și o fracțiune de -180 pm. S-a constatat că, greutatea materialului fin a crescut de la 140 la 150 g. Cantitatea totală de fier îndepărtată după un timp de 68 de zile de biooxidare este de 21,5 g, ceea ce reprezintă 46 g de pirită. Greutatea rocii brute a scăzut la 54 g. Aceasta, în urma îndepărtării din rocă a materialului fin datorat procesului de biooxidare. Greutatea totală după biooxidare este de 656 g, greutate care a fost cu 44 g mai mică decât cea a materialului inițial. Aceasta corespunde estimării de 46 g de pirită oxidată.

Tabelul 1

Procesare concentrat	Procesare total minereu
Nr. zile	% Fe dezalcalinizat	% Fe/zi	Nr. zile	% Fe dezalcalinizat	% Fe/zi
0	0,0	0,00	0	0,0	0,00
9	8,4	0,93	13	0,2	0,01
16	18,5	1,44	21	2,5	0,29
20	25,5	1,76	28	5,1	0,38
23	31	1,82	35	8,6	0,50
28	37,5	1,30	42	11,7	0,44
33	41,7	0,84	49	13,8	0,29
37	46,1	1,10	56	15,9	0,31
43	51,8	0,95	62	18,4	0,42
51	60,7	1,11	70	21,5	0,39
58	66,7	0,86	77	23,1	0,23
65	70,9	0,60	84	24,3	0,16

Două probe de material de -180 pm și respectiv +180 pm sunt dezalcalinizate cu cianură. La dezalcalinizarea probelor, care au fost menținute timp de 96h într-o eprubetă de sticlă, dezalcalinizantul respectiv este menținut la 500 ppm cianură.Roca suport de minereu brut de +180 pm este măcinată 95% la -75 pm înainte de a fi introdusă în eprubetă de sticlă. Toate eprubetele sunt activate cu carbon în soluție de dezalcalinizare.

Analiza sulfurii din fracțiunea de 180 pm, după 68 de zile de biooxidare, a indicat faptul că proba mai conținea încă 8,8% sulfuri din nivelul inițial de 56%. Aceasta a reprezentat un procent mai redus de oxidare față de cel indicat la dezalcalinizarea fierului în timpul experimentului în coloană. Aurul recuperat a crescut la 84,3% pentru un grad ridicat (38 ppm) pentru fracțiunea de -180 pm și de 79,5% pentru un grad scăzut (3 ppm) pentru fracțiunea de +180 pm. Aceasta reprezintă o creștere substanțială de 45,6% de minereu de oțel inoxidabil recuperat.

Exemplul 3. Un eșantion de 70% de fracțiune de -75 pm de minereu de aur dintr-o mină din Republica Dominicană este folosit la obținerea unui concentrat de sulfură flotat.

Eșantionul de minereu este obținut dintr-o grămadă de reziduuri de mină care au fost deja leșiate cu cianură. Eșantionul de minereu mai conținea, încă, aur în cantitate de peste 2 g/t care a fost inclus în sulfuri și nu a fost leșiat direct cu cianură.

RO 119015 Β1

1675

La formarea concentratului de sulfuri, câteva kg din proba respectivă sunt măcinate în continuare la 95% la fracțiunea -75 pm. Eșantionul măcinat este apoi flotat pentru formarea concentratului de sulfuri. Flotația este realizată în mici șarje a câte 500 g fiecare, întro celulă de flotație de laborator tip Wemco. înainte de flotație, densitatea eșantionului de minereu măcinat este reglată la o densitate de 30%. Suspensia de minereu este amestecată apoi cu 1,5 kg/t sulfura de sodiu (Na₂S), timp de 5 min., la un pH de 8,5. După aceea se adaugă amil xantogenat de potasiu într-un colector, în proporție de 100 g/t și se amestecă timp de 5 min.. Aproape 50 g/t de Dowfroth D-200 este adăugat și amestecat timp de 5 min. în final, aerul introdus produce un concentrat de sulfuri care conține 17,4% fier și 19,4% sulfuri și 14 g aur/t de concentrat. O mulțime de substraturi de depunere sunt în continuare acoperite cu 140 g de concentrat de sulfuri pe 560 g de rocă de granit de +0,31 cm până la -0,62 cm. Concentratul este adăugat peste o pulbere uscată de rocă de granit. Amestecul este apoi rotit într-un tambur mic de plastic la 30 de rot/min în timp ce se pulverizează pirită peste materialul suport respectiv. Un lichid care conține 2,000 ppm ion feric și 1 % aglomerat de Nalco #7354 este pulverizat pe mixtură până când tot concentratul de sulfuri este depus pe roca de granit umedă. Soluția este menținută la un pH de 1,8. Roca brută, în acest caz, nu a avut cantități de fier sau de aur. Totuși, roca respectivă conținea o cantitate mică de carbonat mineral care tindea să mențină un pH ridicat la început, asigurând totodată bioxidul de carbon (CO₂) necesar ca o sursă de carbon pentru bacterii.

O cantitate de 700 g de rocă pentru depunere este așezată într-o coloană. O soluție de sare 0,2x9K și 2,000 ppm soluție de ion feric având un pH de 1,6 este introdusă prin partea superioară a coloanei la un debit de curgere de aproximativ 300 ml/zi. în continuare, coloana este inoculată cu 10 ml/bacterie, așa după cum este arătat în exemplul 2. După ce concentratul de depunere pe roca suport a fost reglat la un pH de 1,8, pH-ul elementului de completare este, de asemenea, fixat la valoarea de 1,8. Aerul este introdus și el prin partea superioară a coloanei.

Fig. 8 ilustrează grafic procentul de biooxidat care este determinat prin procentul de fier dezalcalinizat (leșiat) din concentrat. Procentul mediu zilnic de biooxidat este calculat și prezentat în Tabelul 2 și ilustrat grafic în fig. 9. Procentul de biooxidat este determinat prin divizarea fierului total eliminat din totalul de fier conținut în concentrat. Viteza de biooxidare este la început mai lentă, aceasta până când pH-ul este reglat la valoarea necesară iar bacteria se poate forma și adapta la mediu. Totuși, după aproximativ 2 săptămâni, viteza de biooxidare crește rapid apropiindu-se de vloarea maximă după 30 zile. După acest interval de timp, aproape 50% din totalul de fier este biooxidat. Procesul continuă, cu oarecare încetinire, până când pirita rămasă este consumată. La capătul celor 64 zile, aproape 97% din fier este biooxidat. Odată ce concentratul este aproape complet biooxidat, spre sfârșitul procedeului se reduce și viteza de biooxidare, viteza medie zilnică fiind de aproape 1 % pe zi. După 70 zile, procesul de biooxidare este oprit. Concentratul biooxidat este separat în două fracțiuni: o fracțiune +180 pm și o fracțiune -180 pm. Greutatea concentratului biooxidat a scăzut de la 140 g la 115 g. Cantitatea totală de fier îndepărtată din sistem în timpul celor 70 de zile de biooxidare este de 25,9 g care reprezintă 55,5 g de pirită. Greutatea rocii de granit a scăzut la 98,8 g. Acest lucru este posibil datorită unei reduceri de către acid a carbonatului de calciu din rocă în așa fel încât o porțiune din rocă să fie transformată într-un material foarte fin. Greutatea totală scade de la 123,3 g la 67,8 g, mai mult decât cea preconizată numai pentru procesul de biooxidare a piritei.

1680

1685

1690

1695

1700

1705

1710

1715

RO 119015 Β1

Tabelul 2

Durată (zile)	% biooxidat	% biooxidat/zi
5	2,590	0,288
15	10,270	1,100
22	24,970	2,100
27	37,250	2,450
32	49,700	2,490
36	58,610	2,230
42	68,580	1,660
50	82,580	1,750
57	90,870	1,180
64	96,820	0,850

Fracțiunea de eșantion de material de -180 pm este leșiată cu 500 ppm cianură într-o eprubetă de sticlă, timp de 96h. Fracțiunea de rocă de granit de +180 pm este leșiată, de asemenea, cu 500 ppm cianură, fapt ce determină ca o cantitate mai mare de aur să se poată depune pe roca suport, într-un procedeu care a utilizat rocă sterilă ca un substrat suport. Analiza fracțiunii de material de -180 pm, indică faptul că aceasta mai conține 9,7 sulfură care indică o oxidare de numai 50%. Aurul extras din fracțiunea de -180 pm a reprezentat 77%. Aurul este recuperat din minereul de aur respectiv care a fost deja leșiat cu cianură, demonstrând în felul acesta că procedeul, conform invenției, este la fel de aplicabil în cazul minereurilor care au fost considerate până nu demult reziduuri. Dacă recuperarea oricărei cantități de metal este considerată o îmbunătățire în procedeele practicate în mod curent în minerit, procedeul conform prezentei invenții este capabil să recupereze 77% din conținutul de aur care înainte era considerat reziduu.

Leșierea cu cianură a rocii suport de granit arată că a fost extras până la 0,15 ppm de aur, ceea ce a reprezentat 3,4% din totalul de aur.

Exemplul 4. Un eșantion de minereu sulfidic refractar aurifer este măcinat 80% la mărimea de 0,62 cm, fiind pregătit pentru testare ca rocă suport. Minereul este adus de la Western State Mine din Nevada, conținând o concentrație ridicată de carbonați minerali în formă de calcar. Materialul fin (mai mic de 0,31 cm) este îndepărtat pentru a permite o bună circulație a fluxului de aur. Un eșantion de 4 kg de rocă +0,31 cm la -0,62 cm este acoperit cu 1 kg de concentrat de pirită aurifer, concentrat asigurat de o altă companie minieră. Depunerea este realizată prin amplasarea substraturilor de minereu brut și a concentratului uscat într-un tambur cilindric rotativ în care s-a pulverizat un amestec de lichid care conținea 2,000 ppm ion feric și 1% aglomerat Nalco #7534, care a fost adăugat până când tot concentratul de sulfuri a fost depus pe o rocă de granit umedă.

Fierul analizat din ambele probe a arătat că, un concentrat de 200 g fier și 4 kg de rocă suport conține 42,8 g de fier.

kg de substraturi de minereu acoperit este depus într-o coloană de 7,62 cm. La începutul procedeului de biooxidare, o soluție cu un pH de 1,3 și care conține 2,000 ppm de ioni ferici, este trecută prin coloană în cantitate de aproximativ un litru pe zi. După 7 zile, pHul soluției care a trecut prin coloană este redus la 2,5. în acest punct, coloana este inoculată cu 10 ml de cultură de bacterii Thiobacillus ferrooxidans (ca în exemplul 2), iar pH-ul soluției

RO 119015 Β1 de alimentare este mărit la 1,8. După cea de-a 5-a zi, coloana este menținută ca mediu acid la un pH de 1,7 și un Eh de 700 mV. Procedeul de biooxidare este urmat de măsurarea fierului leșiat din coloana de concentrat depus la mărimea de 0,62 cm de minereu. Aceste date sunt comparate cu cele obținute într-un experiment în care este utilizat același concentrat depus pe un eșantion de rocă de steril. în ambele cazuri, sunt comparate vitezele de leșiere, indicate în graficul din fig. 10. De fapt, acest experiment efectuat în SUA este un experiment lent, ceea ce demonstrează că roca suport din minereu brut este oxidată în aceeași măsură.

Experimentul în coloană, din SUA, a durat o perioadă totală de 74 zile și a leșiat o cantitate totală de 166 g de fier sau 66% din totalul de fier existent atât în concentrat cât și în roca suport. Majoritatea fierului este leșiat din concentrat dar, o anumită cantitate este obținută și din roca suport. Greutatea concentratului se schimbă de la 1000 g la 705,8 g după biooxidare. Cele 4 kg de rocă suport de minereu brut din SUA scad la 3695,5 g, ceea ce corespunde unei pierderi de 304,5 g sau 7,6% din greutatea sa de după biooxidare. Scăderea în greutate a rocii suport de minereu brut se datorează unei combinații de biooxidare a piritei, de leșiere acidă a carbonatului din minereu și de uzura fizică a minereului.

O cantitate de 705,8 g de concentrat biooxidat care inițial a fost adus de la o altă mină din Nevada, este testată în vederea extragerii aurului, folosind o testare cu cianură întro eprubetă de sticlă. Aurul recuperat înainte de biooxidare este în proporție de 46%. După biooxidare a crescut la 86%. Recuperarea aurului se realizează prin biooxidarea concentratului, în aceeași cantitate, pe un suport material din pietriș.

Acidul consumat de minereul respectiv din SUA este măsurat înainte și după utilizarea sa pentru biooxidare pe o rocă suport. Cantitatea de acid sulfuric necesar reglată la un pH scăzut de 2, înainte de biooxidare este de 31,4 g/100 g de minereu. Aceasta dovedește faptul că aproximativ 20% din greutatea de rocă suport este neutralizată acid în timpul celor 74 zile de biooxidare. Aceasta este mai mare decât 7,6% din pierderea în greutate a rocii suport. Faptul se datorează formării unui precipitat pe rocă, după biooxidare, sau datorită variației procentului de calcar din proba respectivă.

în urma efectuării acestui experiment rezultă următoarele concluzii. Prima: pe suprafața unui minereu cu conținut ridicat de carbonat, poate să apară un pH scăzut al procedeului de biooxidare. A doua: cu un suport material cu 0,31 cm la -0,62 cm, procesul de neutralizare la un pH acid de 1,8 a fost mai lent decât în cazul minereului cu carbonat care nu a fost încă îndepărtat complet după 74 zile. Procesul de neutralizare acidă lentă este favorabil pentru bacterii, deoarece neutralizarea calcarului din minereu va avea nevoie de CO₂, ca sursă de carbon pentru biooxidarea bacteriei. A treia: suportul de minereu brut neprelucrat a fost favorabil pentru prelucrarea sulfurilor foarte mici neflotabile din minereurile biooxidate din SUA.

Funcție de cantitatea de neutralizam care apare după aproximativ 2 luni pentru un suport de minereu brut de +0,31 cm până la -0,62 cm, o rocă suport de minereu brut de +0,62 cm până la -1,9 cm se va comporta mai bine în timpul procedeului de prelucrare. Cu un suport de minereu brut de dimensiuni mari, procedeul de biooxidare va dura 90 până la 120 zile pentru a utiliza cel mai bine neutralizarea calcarului și pentru a biooxida cele mai mici sulfuri flotabile din roca suport de minereu brut. Timpul necesar biooxidării sulfurilor de depunere pulverizate pe suportul de minereu brut este, în general, mai mic de 90 zile. Prin urmare, suportul de minereu brut poate fi utilizat de câteva ori înainte ca el să fie măcinat și flotat pentru realizarea unui concentrat de pirită pentru biooxidare pe suprafața unei roci suport de minereu brut.

1765

1770

1775

1780

1785

1790

1795

1800

1805

1810

RO 119015 Β1

Anterior biooxidării se efectuează două încercări pentru a produce un concentrat de flotație din minereu din SUA. O metodă utilizează doar Xantogenat, pe baza căruia este posibilă recuperarea unei cantități mici de aur (mai puțin de 12%) dintr-un concentrat de pirită. Reziduul obținut în urma acestei flotații mai conține încă 4 g de aur/t. Extracția din reziduul de flotație cu ajutorul cianurii a permis recuperarea a numai 17% din cantitatea de aur rămas în reziduu.

A doua încercare utilizează la flotație atât Kerosen, utilizat pentru flotarea concentratului de carbon urmat de xantogenarea, la producerea unui concentrat de pirită. Greutatea însumată a acestor concentrate calculată pentru 18% din greutatea minereului este dublă, față de cazul în care la producerea concentratului, se utilizează numai xantogenat. Procentul de aur însumat, recuperat pentru ambele concentrate crește la 53,8%. Cantitatea de reziduu din această flotație scade la 2,2 g aur/t. Prin utilizarea cianurii la extracția din reziduu se recuperează doar 34,5% din cantitatea de aur rămasă în reziduu după flotația ambelor concentrate.

Cea de-a treia încercare de flotație este realizată cu minereu din SUA după ce acesta este utilizat ca rocă suport pentru biooxidare în prezentul exemplu. Substraturile de minereu brut de +0,31 cm la -0,62 cm sunt măcinate la -75 pm după care sunt flotate utilizând, drept colector, xantogenatul. Acesta formează un concentrat de pirită de 33,4 g aur/t și 7,9% din greutatea minereului original. Reziduul din această flotație conține 1,09 g aur/t. Aurul recuperat din concentratul de pirită reprezintă 72,4%. Extracția cu cianură a 1,09 g/t reziduu permite recuperarea a 48,7% din cantitatea de aur producând un reziduu final de 0,56 g/t.

Un concentrat de pirită de 33,4 g aur/t este biooxidat într-o retortă de experimentare vibratoare. După biooxidare cu cianură, extracția crește la 99% aur recuperat. Acest rezultat arată că acest concentrat format din pirită cu conținut de aur poate fi biooxidat înainte cu un alt concentrat în procesarea substraturilor acoperite.

După cum se poate vedea din rezultatele obținute în urma flotației, rezultate prezentate în tabelul 3 de mai jos, prin flotarea unui minereu din SUA după ce acesta este utilizat ca suport material pentru biooxidare, un concentrat de pirită este produs mult mai ușor iar reziduul flotat este mai puțin refractar la extracția cu cianura. Aceasta s-a putut datora transformărilor chimice care au avut loc în pirită în timpul celor 74 zile în condițiile unei cantități ridicate de ioni ferici și al unui pH scăzut pentru biooxidare. în mod alternativ sulfurile neflotabile pot fi mai puțin refractare la o combinație de oxidare ferică și bacteriană.

Tabelul 3

Rezultate de flotație

	Prima flotație a piritei	A 2-a flotație	A 3-a flotație după biooxidarea flotatului
măcinare	-75pm	-75pm	-75pm
Reactiv pentru flotație	Xantogenat Dowfroth	Kerosen NaSiO3, Xantogenat Dowfroth	Na2S, CuSO4 Xantogenat Dowfroth
% din greutatea concentratului de pirită	7,4%	3,2%	7,9%
% din greutatea concentratului de carbon	-	14,8%	-

RO 119015 Β1

Tabelul 3 (continuare)

	Prima flotație a piritei	A 2-a flotație	A 3-a flotație după biooxidarea flotatului
% total din greutatea totală a concentratului	7,4%	18,0%	7,9%
Gradul de concentrare	6,4 g/t	26,4 g/t	33,4 g/t
% de aur din concentrat	11,3%	53,8%	72,4%
Aurul din reziduu înainte CN	4,0 g/t	2,12 g/t	1,09 g/t
Aurul din reziduu după CN	3,32 g/t	1,39 g/t	0,56 g/t
Aurul recuperat din reziduul desolubilizat	17,2%	34,5%	48,7%
Recuperarea totală combinată	26,4%	69,2 t	85,4%
Cantitatea de adaos a probei testate	4,18 g/t	3,77 g/t	3,64 g/t

1860

1865

1870

1875

Exemplul 5. Se realizează două încercări de bioleșiere simultane (biodezalcanizare) pentru a determina viteza de biooxidare a unui concentrat de minereu de pirită care conține aur. Primul test constă din simularea, într-o coloană tip de experimentare, a unui proces de bioleșiere în vrac iar cel de-al doilea test constă din experimentarea într-o retortă agitată pentru a simula desfășurarea unui proces într-un rezervor agitat.

Concentratul inițial pentru cele două încercări este obținut de la mina Jamestown din Tuolumne County din California. Mina a aparținut corporației Sonora Gold și se întinde de-a lungul unui filon principal. Concentratul este obținut într-un proces de flotație în care se folosește xantogenat și a conținut 39,8% sulfuri și 36,6% fier.Sulfurile minerale din concentratul inițial conțin pirită. Analiza granulației evidențiază faptul că peste 76% din particulele de concentrat sunt mai mici de 75 pm. Concentratul prezintă o concentrație ridicată de aur (aproximativ 70 g/t de concentrat) și se dovedește a fi refractar la leșierea cu cianură.

Procentul de biooxidat, în fiecare din cele două încercări, este determinat pe baza analizelor concentrației de fier din totalul soluției eliminate din coloană sau, în cazul experimentului prin agitare, a concentrației de fier în soluție plus fierul din soluția eliminată.

Pentru biooxidarea concentratului de sulfuri minerale, în ambele încercări este utilizată o cultură de Thiobacillus ferrooxidans. Cultura de Thiobacillus ferrooxidans este pornită inițial cu suspensii de ATCC #19859 și #33020. Cultura se dezvoltă într-o soluție nutritivă acidă având pH-ul de 1,7 la 1,9 și conținând 5 g/t de sulfat de amoniu ((NH₄)₂SO₄), 0,833 1 g/1 heptahidrat de sulfat de magneziu (MgSO₄.7H₂O) și 20 g/l fier sub formă de sulfat feric și feros. pH-ul soluției este reglat peste valoarea medie, utilizând acid sulfuric (H₂SO₄).

înainte de aplicarea culturii la proba testată, amestecul de cultură de bacterii cu sulfuri minerale oxidante se dezvoltă, într-o baterie de celule cu densitatea de 4Ί0⁹ până la 1-10¹⁰ celule /ml.

Coloana de experimentare este pornită prin inocularea a 150 g de concentrat cu aproximativ 10⁸ celule/g de concentrat. Aceasta se realizează prin adăugarea a 3 ml de bacterie la 5-10⁹ celule/ml la 150 g de probă de concentrat de pirită. Un conținut de 150 g de suspensie de concentrat de pirită este turnat apoi într-o coloană de măsurare de 1,83 metri umplută aproape pe jumătate cu 3 litri de rocă vulcanică de 0,95 cm. Este ales suportul material de rocă vulcanică deoarece are un perimetru mare al suprafeței și o retenție bună în condiții de mediu acid în timpul biooxidării.

1880

1885

1890

1895

1900

1905

RO 119015 Β1 în timpul inoculării și ulterior adăugării soluției, coloana nu este spălată de concentrat. Cea mai mare parte a concentratului de pirită este reținută în primii 30 cm de rocă vulcanică. Aerul și lichidul se introduc prin partea superioară a coloanei. Soluția de bioleșiere este recirculată până când pH-ul coloanei este reglat la o valoare redusă, de aproximativ 1,8. După declanșarea biooxidării din interiorul coloanei, în coloana respectivă se introduce o soluție de sare 0,2 x 9K având un pH de 1,8 și conținând 2,000 ppm de fier în primul rând sub formă ferică. Conținutul de 2,000 ppm de fier este scăzut din totalul soluției de fier analizată introdusă în coloană.

După 26 de zile de biooxidare, aproximativ 35% din fierul din concentratul de pirită este biooxidat. în acest punct, testarea este transformată într-un proces de testare continuă prin adăugarea a 3 g de concentrat nou în coloană, în fiecare zi. După mai mult de 9 zile, viteza de adăugare a piritei este mărită la 6 g/zi.

Experimentul în retortă agitată este pornit în același moment cu cel din coloana de agitare. La pornirea experimentului, un eșantion de 50 g de concentrat de pirită este inoculat cu 1 ml de cultură de bacterii. Concentratul de pirită este apoi adăugat la 1 litru de soluție de sare de 0,2 x 9K, soluția având un pH de 1,8, intr-o retortă mare, agitată. Nu numai că se inoculează concentratul dar acesta este inoculat cu același număr de celule/g.

Aerul este introdus în soluția de bioleșiere pe direcția de agitare a retortei la aproximativ 250 rot/min. Soluția este eliminată din retorta din timp în timp pentru a se menține concentrația ferică din extract mult mai ridicată decât cea din coloană.

Când experimentul din coloană este transformat într-un procedeu continuu, după 26 de zile, experimentul din retortă este transformat de asemenea într-un test continuu prin adăugarea zilnică a unui g de concentrat de pirită în retorta respectivă. După mai mult de 9 zile, cantitatea de concentrat adăugat este mărită la 2 g/zi.

După 58 zile, introducerea suplimentară a piritei atât la retorta agitată cât și în coloana de experimentare este sistată. Atât coloana cât și retorta sunt supuse apoi unui procedeu de biooxidare suplimentară timp de 20 zile. în acest punct, concentratul din coloană este oxidat în proporție de aproximativ 76%, și concentratul din retortă este oxidat în proporție de aproximativ 89%. Coloana este apoi leșiată timp de 10 zile cu tiouree pentru extragerea aurului eliberat. Cu ajutorul tioureei se extrage doar aproximativ 30% din conținutul de aur. Totuși, după 3 zile de la reluarea operației de adăugare a unei soluții de sare de 0,2 x 9K, soluția având un pH de 1,8 și conținând 2,000 ppm ion feric, Eh-ul și concentrația de fier din coloană cresc. Aceasta indică faptul că tioureea nu a fost toxică pentru bacterie și că extracția cu tiouree poate fi efectuată din timp în timp, fără distrugerea bacteriei.

Fig.11 reprezintă cantitatea de biooxidat în funcție de timp, măsurat în zile, atât pentru testarea concentratului bioleșiat în coloană cât și în retortă. Expresia “TU leach” din fig.11 se referă la leșierea cu tiouree. Datele utilizate la întocmirea diagramei din fig. 11 sunt prezentate în tabelele 4 și 5 de la sfârșitul acestor exemple.

După cum s-a menționat mai sus, retorta a trebuit să simuleze o procesare într-un rezervor cu suprafață agitată. Când testul de agitare în retortă a fost transformat într-un procedeu continuu prin adăugarea zilnică de pirită, ea a trebuit să simuleze un procedeu în care este introdusă o nouă cantitate de pirită, în mod intermitent, pentru a accelera biooxidarea din interiorul rezervorului care conținea o cantitate mare de bacterii adaptate la minereu. Prin adăugarea de pirită în fiecare zi în coloană, se obține testul de fezabilitate a unui procedeu continuu în care un concentrat de sulfuri minerale cu conținut de metale prețioase este adăugat în mod continuu sau intermitent, prin partea superioară a unei grămezi alcătuită din concentrate biooxidate distribuite pe o grămadă dintr-un material suport cum ar fi, de exemplu, rocă vulcanică.

RO 119015 Β1

Conform testelor de mai sus, se demonstrează faptul că viteza de biooxidare nu a fost în mod semnificativ diferită pentru testarea în coloană și, respectiv în retortă. Pornirea procedeului de biooxidare este ușor încetinită în cazul testării în coloană. Aceasta impune ca după aproximativ 10 zile pH-ul coloanei să fie reglat la o valoare scăzută, de 1,8. Viteza de biooxidare în coloană este apoi selectată în așa fel încât să fie egală cu cea din retortă. Mai târziu, în timpul desfășurării experimentului, viteza a început din nou să devină mai lentă. Aceasta conduce, la necesitatea realizării unui amestec de pirită proaspătă cu pirită biooxidată. Totuși, diferența vitezelor de biooxidare în cazul celor două experimente este destul de strânsă, ceea ce demonstrează viabilitatea procedeului, conform prezentei invenții. Viabilitatea prezentului procedeu este, în special, foarte atractivă din punct de vedere al cheltuielilor reduse de capital investit și al costurilor de funcționare reduse ale unui procedeu de prelucrare în vrac, comparativ cu cele ale unui procedeu de prelucrare într-un rezervor agitat.

Cu toate că invenția este descrisă cu referire la variantele de realizare preferate și la exemplele specifice, aceasta va fi apreciată imediat de către specialiștii din domeniul tehnic care pot modifica și adapta invenția respectivă fără a se îndepărta de spiritul și scopul acesteia, după cum a fost revendicată în continuare. Pentru exemplificare, metodele conform prezentei invenții, au fost descrise în termenii recuperării aurului din sulfurile refractare sau din minereurile sulfidice refractare cu conținut de cărbune, procedeele fiind pe deplin aplicabile și în cazul recuperării altor metale prețioase care au fost găsite în aceste minereuri cum ar fi, de exemplu, argintul și platina. în mod similar, procedeul conform prezentei invenții poate fi utilizat, după cum își vor da seama foarte ușor specialiștii din domeniul tehnic, la biooxidarea concentratelor de sulfuri din minereurile de sulfuri metalice cum ar fi calcopirita și sfalorita.

Tabelul 4

1960

1965

1970

1975

1980

Date privind biooxidarea în coloană

Durata în zile	G de fier adugat în coloană	Total g de fier evacuat	% biooxidat de pirită pe bază de fier	Concentrat de fier în g/l
0	54,400	2,830	5,200	1,884
15	54,400	5,500	10,100	2,840
20	54,400	12,617	23,180	4,704
23	54,400	14,480	26,620	4,976
26	55,540	19,230	34,620	9,088
27	56,630	20,430	36,070	9,432
28	57,720	22,329	38,700	9,800
29	58,800	23,987	40,800	6,400
30	59,900	25,175	42,000	5,964
31	61,000	27,075	44,380	5,876
32	62,070	28,337	45,650	6,508
33	63,160	29,285	46,360	6,212
34	64,250	30,257	47,080	4,900
35	65,340	31,824	48,700	7,224

1985

1990

1995

RO 119015 Β1

Tabelul 4 (continuare)

Durata în zile	G de fier adugat în coloană	Total g de fier evacuat	% biooxidat de pirită pe bază de fier	Concentrat de fier în g/l
36	69,700	32,970	47,300	5,428
37	69,700	34,066	48,900	5,265
38	74,050	35,184	47,500	5,620
39	74,050	36,302	49,000
40	76,230	37,420	49,100	5,120
41	78,410	38,425	49,000	5,000
42	80,590	39,453	48,900	5,024
43	82,760	40,744	49,200	5,536
44	84,940	42,172	49,600	5,808
45	89,300	43,602	48,800	5,964
46	89,300	45,032	50,400
47	91,480	46,462	50,800	5,976
48	93,660	47,932	51,180	6,200
49	95,836	49,650	51,800	6,896
50	98,014	50,582	51,600	7,328
51	100,192	52,142	52,040	8,240
53	104,548	55,591	53,170	9,664
54	106,726	58,012	54,360	8,052
55	108,896	59,835	64,950	8,288
56	111,066	61,571	55,440	8,200
57	113,236	63,136	55,760	7,304
58	115,406	65,370	56,640	8,384
59	115,406	67,640	58,610	8,484
61	115,406	70,806	61,350	8,208
62	115,400	72,344	62,690	7,128
63	115,400	72,777	63,930	6,776
64	115,400	75,013	65,000	5,852
65	115,400	76,169	66,000	5,728
66	115,406	77,325	67,000	5,728
68	115,406	79,668	69,030	5,748
69	115,406	80,468	69,730	4,668

RO 119015 Β1

Tabelul 4 (continuare)

Durata în zile	G de fier adugat în coloană	Total g de fier evacuat	% biooxidat de pirită pe bază de fier	Concentrat de fier în g/l
70	115,400	81,043	70,220	4,740
71	115,400	81,828	70,904	4,856
72	115,400	82,716	71,674	5,064
73	115,400	83,781	72,590	4,804
75	115,400	84,975	73,630	4,489
76	115,400	85,609	74,180	4,112
90	115,400	87,170	75,533	2,892
93	115,400	88,754	76,900	3,476

2035

2040

2045

Tabelul 5

Date privind biooxidarea în retortă

Durata în zile	% de fier biooxidat în retortă
0	4,930
15	18,890
21	29,850
26	37,400
28	39,790
36	45,370
44	46,890
47	52,310
49	54,510
51	58,380
54	62,010
56	62,630
58	65,400
63	72,110
69	81,410
72	83,300
75	89,440

2050

2055

2060

2065

RO 119015 Β1

Claims (89)

1. Revendicări

   1. Metodă de biotratare a unui material solid, pentru eliminarea unui compus, utilizând un bioreactor cu suprafața neagitată, caracterizată prin aceea că aceasta cuprinde următoarele etape:

   a) acoperirea suprafeței unei mulțimi de substraturi brute, neprelucrate, având o mărime a particulelor mai mare decât 0,3 cm, în marea lor majoritate, cu un material solid care va fi biotratat, și formarea, așadar, a unei mulțimi de substraturi brute neprelucrate acoperite, acest material solid, care urmează a fi biotratat având mărimea particulei mai mică decât 250 pm și conținând un compus nedorit;

   b) echiparea unui reactor cu suprafață neagitată prin așezarea numitei mulțimi de substraturi brute de acoperire într-o grămadă sau prin amplasarea numitei mulțimi de substraturi brute de acoperire într-un rezervor, acest reactor având un volum liber mai mare sau egal cu 25%;

   c) inocularea numitului reactor cu un microorganism care poate degrada compusul nedorit din respectivul material solid, contribuind, în felul acesta, la formarea unui bioreactor cu suprafață neagitată;

   d) biotratarea numitului material solid în acest bioreactor până când respectivul compus nedorit din materialul solid este degradat la o concentrație dorită.
2. 2. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că, în mod suplimentar, mai cuprinde următoarele etape:

   e) separarea materialului solid biotratat de mulțimea de substraturi brute după ce respectivul compus nedorit a fost degradat la concentrația dorită;

   f) repetarea etapelor a-d, utilizând numita mulțime de substraturi brute.
3. 3. Metodă conform revendicării 1 sau 2, caracterizată prin aceea că, compusul nedorit este o impuritate sau un contaminant organic.
4. 4. Metodă conform revendicării 3, caracterizată prin aceea că materialul solid este solul.
5. 5. Metodă conform revendicării 4, caracterizată prin aceea că impuritatea organică este cel puțin una selectată dintr-un grup constând din ulei uzat, unsori consistente, carburanți pentru motoare prin injecție, carburanți pentru motoare diesel, petrol brut, benzen, toluen, etilen benzen, xilen, hidrocarburi poliaromatice (PAH), hidrocarburi aromatice policiclice (PNAs), pentaclorfenol (POP), fenil benzen policlorinat (PCBs), creosete, pesticide, 2,4,6-trinitrotoluen (TNT), hexahidro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazină (RDX), octohidro-1,3,5,7tetranitro-1,3,5,7-tetrazocină (HMX), N-metil-N-2,4,6-tetranitroanilină și nitroceluloză (NC).
6. 6. Metodă conform revendicării 3,4 sau 5, caracterizată prin aceea că mulțimea de substraturi brute poate consta și din material plastic.
7. 7. Metodă conform revendicării 1 sau 2, caracterizată prin aceea că respectivul compus nedorit este o sulfură minerală.
8. 8. Metodă conform revendicării 7, caracterizată prin aceea că materialul solid este cărbune.
9. 9. Metodă conform revendicării 8, caracterizată prin aceea că respectiva mulțime de substraturi brute cuprinde particule de cărbune brut.
10. 10. Metodă conform revendicării 7, caracterizată prin aceea că materialul solid este un minereu sulfidic refractar.
11. 11. Metodă conform revendicării 10, caracterizată prin aceea că mulțimea de substraturi brute neprelucrate cuprinde particule brute de minereu sulfidic refractar.

    RO 119015 Β1
12. 12. Metodă conform revendicărilor 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8 sau 10, caracterizată prin aceea că mulțimea de substraturi brute menționată cuprinde cel puțin un material selectat dintr-un grup care constă din rocă, rocă vulcanică, pietriș, rocă ce conține carbonați minerali, cărămidă, țiglă, ceramică zgură și cenușă.
13. 13. Metodă conform oricăreia din revendicările 1...12, caracterizată prin aceea că substraturile brute au în marea majoritate a lor o dimensiune nominală a particulei mai mare sau egală cu 0,6 cm și mai mică sau egală cu 2,54 cm.
14. 14. Metodă conform oricăreia din revendicările 1 ...13, caracterizată prin aceea că acea cantitate de material depus pe numita mulțime de substraturi brute este de 10% până la 30% din greutate.
15. 15. Metodă conform oricăreia din revendicările 1 ...14, caracterizată prin aceea că numitul material solid are o mărime a marii majorități a particulelor mai mare sau egală cu aproximativ 25 pm.
16. 16. Metodă conform oricăreia din revendicările 1 ...14, caracterizată prin aceea că numitul material solid are, în marea majoritate a sa, o mărime nominală a particulei mai mare sau egală cu 75 pm și mai mică sau egală cu 106 pm.
17. 17. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că etapa de biotratare cuprinde cel puțin una din următoarele operații: alimentarea bioreactorului cu substanțele nutritive necesare pentru a susține dezvoltarea microorganismelor, menținerea gradului de umiditate a bioreactorului deasupra nivelului dorit, suflarea aerului în interiorul bioreactorului prin intermediul unor conducte perforate, menținerea pH-ului bioreactorului într-un domeniu predeterminat, și menținerea temperaturii bioreactorului într-un domeniu predeterminat.
18. 18. Metodă conform oricăreia din revendicările 1...17, caracterizată prin aceea că grosimea acoperirii cu material solid pe numita mulțime de substraturi este mai mică de 1 mm.
19. 19. Metodă conform oricăreia din revendicările 1...18, caracterizată prin aceea că numitul volum liber este mai mare sau egal cu aproximativ 35%.
20. 20. Metodă conform oricăreia din revendicările 1...19, caracterizată prin aceea că mai mult de 5% din greutatea numitelor substraturi de minereu brut au dimensiuni mai mici de 0,3 cm.
21. 21. Metodă de biooxidare a concentratului de sulfuri minerale, constând din particule fine de sulfură de metal care prezintă interes, utilizând un bioreactor cu suprafață neagitată, caracterizată prin aceea că aceasta cuprinde următoarele etape;

    a) acoperirea suprafeței unei mulțimi de substraturi brute având mărimea particulelor, în marea lor majoritate, mai mare decât 0,3 cm, cu concentrat și, astfel formându-se o mulțime de substraturi brute neprelucrate acoperite cu concentrat;

    b) formarea unui bioreactor cu suprafață neagitată prin dispunerea mulțimii de substraturi brute acoperite cu concentrat de sulfură minerală într-o grămadă sau amplasarea mulțimii de substraturi brute acoperite cu concentrat într-un rezervor;

    c) biooxidarea particulelor de sulfură de pe suprafața unei mulțimi de substraturi până când cantitățile de metal care interesează sunt eliberate.
22. 22. Metodă conform revendicării 21, în care reactorul cu suprafață neagitată este format prin dispunerea unei mulțimi de substraturi brute acoperite cu concentrat într-o grămadă, caracterizată prin aceea că mai cuprinde, în plus, următoarele etape:

    d) spargerea grămezii după ce particulele de sulfură de metal depuse pe suprafața mulțimii de substraturi brute au fost biooxidate la un grad dorit;

    e) separarea particulelor biooxidate de sulfură de metal de mulțimea substraturilor brute; și

    f) repetarea etapelor a-c utilizând o mulțime de substraturi brute neprelucrate.

    2115

    2120

    2125

    2130

    2135

    2140

    2145

    2150

    2155

    2160

    RO 119015 Β1
23. 23. Metodă conform revendicării 21, în care reactorul cu suprafață neagitată este format prin amplasarea mulțimii de substraturi brute acoperite cu concentrat într-un rezervor, caracterizată prin aceea că aceasta cuprinde, în continuare, următoarele etape:

    d) separarea particulelor de sulfură de metal biooxidate de mulțimea substraturilor brute; și

    e) repetarea etapelor a-c utilizând mulțimea de substraturi brute.
24. 24. Metodă conform revendicării 21, caracterizată prin aceea că mulțimea de substraturi brute constă din particule de minereu brut care conțin particule de sulfură de metal.
25. 25. Metodă conform revendicării 24, caracterizată prin aceea că, în mod suplimentar, mai conține următoarele etape:

    d) separarea particulelor de sulfură de metal biooxidate de mulțimea substraturilor brute după ce particulele de sulfură de metal depuse pe suprafața mulțimii de substraturi brute au fost supuse unui procedeu de biooxidare la un grad dorit;

    e) măcinarea mulțimii de substraturi brute la o mărime suficientă a granulației particulelor pentru a permite separarea particulelor de sulfură de metal din ele;

    f) obținerea celui de-al doilea concentrat de sulfuri minerale constând din particule fine de sulfură de metal din mulțimea de substraturi brute măcinate;

    g) depunerea celei de-a doua mulțimi de substraturi brute împreună cu cel de-al doilea concentrat;

    h) formarea celei de-a doua grămezi utilizând cea de-a doua mulțime de substraturi acoperite; și

    i) biooxidarea celui de-al doilea concentrat de particule de sulfură de metal.
26. 26. Metodă conform revendicării 24 sau 25, caracterizată prin aceea că particulele de minereu brut conțin, de asemenea, carbonat mineral.
27. 27. Metodă conform revendicărilor 21,22 sau 23, caracterizată prin aceea că materialul utilizat pentru numita mulțime de substraturi brute este ce! puțin un material selectat dintr-un grup constând din rocă vulcanică, pietriș și rocă ce conține carbonat mineral.
28. 28. Metodă conform oricăreia din revendicările 21 ...27, caracterizată prin aceea că substraturile brute au o mărime nominală a particulelor, în marea lor majoritate, mai mare sau egală cu 0,6 cm și mai mică sau egală cu 2,5 cm.
29. 29. Metodă conform oricăreia din revendicările 21 ...28, caracterizată prin aceea că mărimea concentratului depus pe mulțimea de substraturi brute reprezintă 10% până la 30% din greutate.
30. 30. Metodă conform oricăreia din revendicările 21 ...29, caracterizată prin aceea că acest concentrat cuprinde cel puțin 20% în greutate particule de sulfură de metal.
31. 31. Metodă conform oricăreia din revendicările 21 ...29, caracterizată prin aceea că acest concentrat de sulfură de metal cuprinde cel puțin 40% în greutate particule de sulfură de metal.
32. 32. Metodă conform oricăreia din revendicările 21 ...29, caracterizată prin aceea că acest concentrat cuprinde cel puțin 70% în greutate particule de sulfură de metal.
33. 33. Metodă conform oricăreia din revendicările 21 ...29, caracterizată prin aceea că acest concentrat cuprinde între 40% și 80% în greutate particule de sulfură de metal.
34. 34. Metodă conform oricăreia din revendicările 21 ...33, caracterizată prin aceea că mărimea particulelor din concentrat, în marea lor majoritate, este mai mică decât 250 pm.
35. 35. Metodă conform revendicării 34, caracterizată prin aceea că mărimea particulelor din concentrat, în marea lor majoritate, este mai mare decât 25 pm.
36. 36. Metodă conform oricăreia din revendicările 21 ...33, caracterizată prin aceea că mărimea particulelor din concentrat, în marea lor majoritate, este mai mică decât 106 pm.

    RO 119015 Β1
37. 37. Metodă conform oricăreia din revendicările 21 ...33, caracterizată prin aceea că dimensiunea nominală a particulelor din concentrat, în marea lor majoritate, este mai mică decât 75 pm.
38. 38. Metodă conform oricăreia din revendicările 21 ...37, caracterizată prin aceea că aceste cantități de metal care interesează conțin cel puțin un metal prețios selectat dintr-un grup constând din aur, argint și platină.
39. 39. Metodă conform oricăreia din revendicările 21 ...37, caracterizată prin aceea că aceste cantități de metal care interesează sunt în funcție de cantitățile de metal din partea indivizibilă a particulelor de sulfură de metal.
40. 40. Metodă de recuperare a cantităților de metal prețios din minereuri sulfidice refractare, care conțin metal prețios, utilizând un bioreactor cu suprafață neagitată, caracterizată prin aceea că aceasta cuprinde următoarele etape:

    a) producerea unui concentrat de sulfură minerală, constând din particule fine de sulfură de metal din minereu sulfidic refractar;

    b) depunerea pe suprafața unei mulțimi de substraturi brute a concentratului și, prin urmare, formarea unei mulțimi de substraturi brute acoperite cu concentrat;

    c) formarea unui bioreactor cu suprafață neagitată prin dispunerea mulțimii de substraturi brute acoperite cu concentrat într-o grămadă sau amplasarea mulțimii de substraturi brute, acoperite cu concentrat într-un rezervor;

    d) biooxidarea particulelor de sulfură de metal pe suprafața unei mulțimi de substraturi brute;

    e) tratarea particulelor de sulfură de metal biooxidate cu un lixiviant de metal prețios și, prin urmare, dizolvarea cantităților de metal prețios din particulele de sulfură de metal biooxidate;

    f) recuperarea cantităților de metal prețios din lixiviant.
41. 41. Metodă conform revendicării 40, în care reactorul cu suprafață neagitată este format prin dispunerea mulțimii de substraturi brute acoperite cu concentrat într-o grămadă, caracterizată prin aceea că procedeul mai cuprinde, în continuare, următoarele etape:

    g) spargerea grămezii după ce particulele de sulfură de metal depuse pe suprafața mulțimii de substraturi brute sunt biooxidate la un grad dorit;

    h) separarea particulelor de sulfură de metal biooxidate de mulțimea substraturilor brute, înainte de tratarea cu lixiviant.
42. 42. Metodă conform revendicării 41, caracterizată prin aceea că, în mod suplimentar, cuprinde repetarea etapelor b-f, utilizând o mulțime de substraturi brute separate de particulele de sulfură de metal biooxidate.
43. 43. Metodă conform revendicării 41 sau 42, caracterizată prin aceea că procedeul de separare a particulelor de sulfură de metal biooxidate de mulțimea substraturilor brute constă în amplasarea mulțimii de substraturi brute acoperite cu concentrat pe o sită și apoi pulverizarea lor cu apă.
44. 44. Metodă conform revendicării 41 sau 42, caracterizată prin aceea că procedeul de separare a particulelor de sulfură de metal biooxidate de mulțimea substraturilor brute constă în răsturnarea mulțimii de substraturi brute acoperite cu concentrat într-un tambur cu ciur rotativ.
45. 45. Metodă conform revendicării 40, în care reactorul cu suprafață neagitată se formează prin amplasarea mulțimii de substraturi brute acoperite cu concentrat într-un rezervor, caracterizată prin aceea că mai cuprinde, în plus, etapa:

    g) separarea particulelor de sulfură de metal biooxidate de mulțimea substraturilor brute înainte de tratarea cu lixiviant.

    2215

    2220

    2225

    2230

    2235

    2240

    2245

    2250

    2255

    RO 119015 Β1
46. 46. Metodă conform revendicării 45, caracterizată prin aceea că mai cuprinde, în plus, repetarea etapelor b-f, utilizând mulțimea de substraturi brute separată de particulele de sulfură de metal biooxidate.
47. 47. Metodă conform revendicării 45 sau 46, caracterizată prin aceea că separarea particulelor de sulfură de metal biooxidate de mulțimea substraturilor brute constă în umplerea rezervorului cu soluție apoasă și apoi în drenarea rapidă a rezervorului, transportând în felul acesta particulele de sulfură de metal biooxidate din rezervor în soluția apoasă.
48. 48. Metodă conform revendicării 40, caracterizată prin aceea că mulțimea de substraturi brute conține particule de minereu sulfidic refractar având cantități de metal prețios incluse în particulele de sulfură de metal.
49. 49. Metodă conform revendicării 48, caracterizată prin aceea că aceasta cuprinde în plus următoarele etape:

    g) separarea particulelor de sulfură de metal biooxidate de mulțimea substraturilor brute, înaintea tratării cu lixiviant;

    h) măcinarea mulțimii de substraturi în particule a căror dimensiune să fie suficientă pentru a permite separarea particulelor de sulfură de metal din ele;

    i) producerea celui de-al doilea concentrat de sulfură minerală constând din particule fine de sulfură de metal obținute prin măcinarea mulțimii de substraturi brute;

    j) acoperirea celei de-a doua mulțimi de substraturi brute cu cel de-al doilea concentrat;

    k) formarea celui de-al doilea reactor cu suprafață neagitată prin amplasarea celei de-a doua mulțimi a substraturilor brute într-o grămadă sau amplasarea celei de-a doua mulțimi de substraturi brute acoperite într-un rezervor;

    l) biooxidarea celui de-al doilea concentrat de particule de sulfură de metal,

    m) tratarea celui de-al doilea concentrat prin biooxidarea cu un lixiviant de metal prețios și, prin urmare, dizolvarea cantității de metal prețios din cel de-al doilea concentrat biooxidat;

    n) recuperarea cantității de metal prețios dizolvat din cel de-al doilea concentrat din lixiviant.
50. 50. Metodă conform revendicării 48, caracterizată prin aceea că particulele de minereu brut refractar de sulfură provin din minereul de sulfură refractară, conținând metal prețios, utilizat pentru producerea concentratului.
51. 51. Metodă conform revendicării 48, caracterizată prin aceea că, particulele de minereu sulfidic refractar brut conțin, de asemenea, carbonat mineral.
52. 52. Metodă conform oricăreia din revendicările 40...47, caracterizată prin aceea că materialul utilizat pentru numita mulțime de substraturi brute este cel puțin un material selectat dintr-un grup constând din rocă vulcanică, pietriș și rocă ce conține carbonați minerali.
53. 53. Metodă conform oricăreia din revendicările 40...52, caracterizată prin aceea că mulțimea de substraturi brute are o mărime a particulelor, în marea lor majoritate, mai mare decât 0,3 cm.
54. 54. Metodă conform oricăreia din revendicările 40...53, caracterizată prin aceea că mulțimea straturilor brute are o mărime nominală a particulelor, în marea lor majoritate, mai mare sau egală cu 0,6 cm și mai mică sau egală cu 2,5 cm.
55. 55. Metodă conform oricăreia din revendicările 40...54, caracterizată prin aceea că această cantitate de concentrat depus pe mulțimea de substraturi brute reprezintă 10% până la 30% din greutate.

    RO 119015 Β1
56. 56. Metodă conform oricăreia din revendicările 40...55, caracterizată prin aceea că acest concentrat de sulfuri minerale conține cel puțin 20% în greutate particule de sulfură de metal.
57. 57. Metodă conform oricăreia din revendicările 40...45, caracterizată prin aceea că acest concentrat de sulfuri minerale conține cel puțin 40% în greutate particule de sulfură de metal.
58. 58. Metodă conform oricăreia din revendicările 40...45, caracterizată prin aceea că acest concentrat de sulfuri minerale conține cel puțin 70% în greutate particule de sulfură de metal.
59. 59. Metodă conform oricăreia din revendicările 40...55, caracterizată prin aceea că acest concentrat de sulfuri minerale cuprinde între 40% și 80% în greutate particule de sulfură de metal.
60. 60. Metodă conform oricăreia din revendicările 40...59, caracterizată prin aceea că acest concentrat are o mărime a particulelor, în marea lor majoritate, mai mică decât 250 pm.
61. 61. Metodă conform revendicării 60, caracterizată prin aceea că acest concentrat are o mărime a particulelor, în marea lor majoritate, care este mai mare decât 25 pm.
62. 62. Metodă conform oricăreia din revendicările 40...59, caracterizată prin aceea că acest concentrat are o mărime a particulelor, în marea lor majoritate, care este mai mică decât 106 pm.
63. 63. Metodă conform oricăreia din revendicările 40...59, caracterizată prin aceea că acest concentrat are o mărime a particulelor care, în marea lor majoritate, este mai mică decât 75 pm.
64. 64. Metodă conform oricăreia din revendicările 40...63, caracterizată prin aceea că metalul prețios recuperat este cel puțin unul selectat dintr-un grup constând din aur, argint și platină.
65. 65. Metodă conform oricăreia din revendicările 40...64, caracterizată prin aceea că lixiviantul este selectat dintr-un grup constând din tiouree și cianură.
66. 66. Metodă de recuperare a cantităților de metal dintr-un minereu de sulfură minerală, utilizând un bioreactor cu suprafață neagitată, caracterizată prin aceea că aceasta cuprinde următoarele etape:

    a) producerea unui concentrat de sulfură minerală constând din particule fine de sulfură de metal din minereul de sulfură minerală;

    b) acoperirea cu concentrat a suprafeței unei mulțimi de substraturi brute având o mărime a particulelor, în marea lor majoritate, mai mare decât 0,3 cm și, prin urmare, formarea unei mulțimi de substraturi brute acoperite cu concentrat;

    c) formarea unui reactor cu suprafață neagitată prin amplasarea într-o grămadă a unei mulțimi de substraturi brute acoperite sau amplasarea mulțimii de substraturi brute acoperite cu concentrat într-un rezervor;

    d) biooxidarea particulelor de sulfură de metal pe suprafața unei mulțimi de substraturi brute, determinând astfel obținerea unui bioleșiat în soluție și dizolvarea părții de metal indivizibile din particulele de sulfură de metal;

    e) recuperarea cantității de metal dorit din bioleșiatul în soluție.
67. 67. Metodă conform revendicării 66, caracterizată prin aceea că acest concentrat de particule de sulfură de metal conține particule de sulfură minerală de cupru iar metalul recuperat este cuprul.
68. 68. Metodă conform revendicării 67, caracterizată prin aceea că metoda de recuperare a cuprului din bioleșiatul în soluție constă din cel puțin un procedeu ales dintr-un grup format din: extracția cu solvent, cimentarea cuprului și extracția electrolitică.

    2310

    2315

    2320

    2325

    2330

    2335

    2340

    2345

    2350

    RO 119015 Β1
69. 69. Metodă conform revendicării 66, caracterizată prin aceea că acest concentrat de particule de sulfură de metal conține sulfuri minerale pe bază de zinc, metalul recuperat zincul.
70. 70. Metodă conform revendicării 66, caracterizată prin aceea că acest concentrat de particule de sulfură de metal conține sulfuri minerale pe bază de nichel, metalul recuperat fiind nichelul.
71. 71. Metodă pentru recuperare a cantității de metale prețioase dintr-un concentrat care conține metal prețios, inclus în particulele fine de sulfură minerală refractară, caracterizată prin aceea că aceasta cuprinde următoarele etape:

    a) distribuirea concentratului de sulfuri minerale refractare în partea superioară a unei grămezi din material de suport brut, în care materialul suport este selectat dintr-un grup constând din rocă vulcanică, pietriș, deșeuri de rocă ce conțin carbonați minerali, cărămidă, țiglă, ceramică, zgură și cenușă;

    b) biooxidarea concentratului de sulfuri minerale refractare;

    c) leșierea cantității de metal prețios din sulfurile minerale refractare biooxidate cu un lixiviant;

    d) recuperarea cantității de metal prețios din lixiviant.
72. 72. Metodă conform revendicării 71, caracterizată prin aceea că metalul prețios recuperat din lixiviant este cel puțin unul selectat dintr-un grup constând din aur, argint și platină.
73. 73. Metodă conform revendicării 71, caracterizată prin aceea că metalul prețios recuperat din lixiviant este aurul.
74. 74. Metodă conform revendicării 71, 72 sau 73, caracterizată prin aceea că materialul suport brut este selectat dintr-un grup constând din rocă vulcanică, pietriș și reziduuri de rocă ce conțin carbonați minerali.
75. 75. Metodă conform revendicării 71, 72 sau 73, caracterizată prin aceea că materialul suport este roca vulcanică.
76. 76. Metodă conform oricăreia din revendicările 71 ...75, caracterizată prin aceea că lixiviantul este selectat dintr-un grup constând din tiouree și cianură.
77. 77. Metodă conform oricăreia din revendicările 71 ...75, caracterizată prin aceea că lixiviantul este tioureea.
78. 78. Metodă conform oricăreia din revendicările 71 ...77, caracterizată prin aceea că mai cuprinde, în continuare, adăugarea, în mod intermitent, de concentrat proaspăt deasupra grămezii.
79. 79. Metodă conform revendicării 78, caracterizată prin aceea că aceste cantități de metal prețios sunt leșiate intermitent prin biooxidarea sulfurilor minerale refractare cu tiouree.
80. 80. Metodă conform oricăreia din revendicările 71 ...79, caracterizată prin aceea că materialul suport are o dimensiune a particulelor, în marea lor majoritate, mai mare decât 0,6 cm.
81. 81. Metodă conform oricăreia din revendicările 71 ...80, caracterizată prin aceea că acest concentrat are o dimensiune a particulelor, în marea lor majoritate, mai mică decât 150 pm.
82. 82. Metodă pentru recuperarea cantității de metal din minereurile sulfidice, caracterizată prin aceea că aceasta cuprinde următoarele etape:

    a) formarea unui concentrat de sulfură minerală constând din particule fine de sulfură de metal din minereu sulfidic;

    b) distribuirea concentratului deasupra unei grămezi de suport din material brut, în care materialul suport este selectat dintr-un grup constând din rocă vulcanică, pietriș, deșeuri de rocă ce conțin carbonați minerali, cărămidă, țiglă, ceramică, zgură și cenușă;

    RO 119015 Β1

    2405

    c) biooxidarea concentratului;

    d) recuperarea cantității de metal din soluția utilizată la biooxidarea sulfurilor minerale de metal.
83. 83. Metodă conform revendicării 82, caracterizată prin aceea că aceste cantități de metal recuperate sunt selectate dintr-un grup constând din cupru, zinc, nichel și uraniu.
84. 84. Metodă conform revendicării 82, caracterizată prin aceea că metalul recuperat este cuprul.
85. 85. Metodă conform oricăreia din revendicările 82...83, caracterizată prin aceea că materialul suport brut este selectat dintr-un grup constând din rocă vulcanică, pietriș, deșeuri de rocă ce conțin carbonați minerali.
86. 86. Metodă conform oricăreia din revendicările 82...84, caracterizată prin aceea că materialul suport este rocă vulcanică.
87. 87. Metodă conform oricăreia din revendicările 82...86, caracterizată prin aceea că, în continuare, mai cuprinde adăugarea, în mod intermitent, a unui concentrat proaspăt, deasupra grămezii.
88. 88. Metodă conform oricăreia din revendicările 82...88, caracterizată prin aceea că acest concentrat are o dimensiune a particulelor, în marea lor majoritate, de 0,6 cm.
89. 89. Metodă conform oricăreia din revendicările 82...88, caracterizată prin aceea că acest concentrat are o dimensiune a particulelor, în marea lor majoritate, mai mică decât 150 pm.