WO2018209416A1 - Método de flotação de minerais utilizando biorreagente extraído de bactérias gram positivas - Google Patents

Método de flotação de minerais utilizando biorreagente extraído de bactérias gram positivas Download PDF

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Jhonatan Gerardo Soto PUELLES
Antonio Gutiérrez MERMA
Carlos Alberto Castañeda OLIVERA
Lisa Marinho DO ROSÁRIO
Flávia Paulucci Cianga SILVAS
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Definitions

  • the present invention is primarily intended for the mining industry, and comprises a mineral flotation method using bioreactors extracted from Gram positive bacteria (Rhodococcus opacus and Rhodococcus erytrhopolis).
  • Bioflotting is defined as a separation process in which the mineral of interest is selectively flotted or depressed using reagents of biological origin known as bioreactors.
  • Bioflotation has been extensively studied in recent years as an attractive alternative to replace conventional reagents with environmentally friendly ones.
  • Bioreactors are characterized by low toxicity and ease of degradation when discarded and the raw material for their production is low cost, renewable and easily available.
  • bioreactors can be used in the processing of low-grade ores and tailings from mining, enabling the exploration of economically unviable deposits.
  • Bioreactors are a heterogeneous mixture of various compounds that are difficult to characterize, making it difficult to understand the specific mechanisms involved in the flotation process, where Bioreactors are capable of selectively modifying the surface of the mineral of interest.
  • Bioreactors are capable of selectively modifying the surface of the mineral of interest.
  • the theoretical models used to describe the behavior of mineral / bacterial adhesion do not consider biological factors. The inclusion of these factors is of great importance for a complete understanding of the processes that occur during bioflotation.
  • microorganisms and / or their metabolic products as reagents, in particular collectors, sparkling and modifiers in mineral processing operations, has become very attractive because it has great technological potential, is environmentally acceptable, and presents selectivity in mineral particle processing.
  • These microorganisms and / or their metabolic products can modify the mineral surface, either directly or indirectly.
  • the direct mechanism involves the direct adhesion of microbial cells to mineral particles, while the indirect mechanism refers to metabolism products or soluble cell fractions that act as surface active reagents. Both interactions lead to changes in surface chemistry, making it hydrophilic or hydrophobic depending on the character of the bacteria and mineral in question.
  • microorganisms and / or their metabolic products as bioreactor in mineral processing is related to the presence of supporting functional groups (hydrocarbon chains) and polar groups (carboxyls, phosphates, hydroxyls) on their cell surface or in the cells. intra and / or extracellular compounds produced by microorganisms, which can modify the interface properties and thereby change the amphipathic characteristics of a mineral surface.
  • Rhodococcus erythropolis and Rhodococcus opacus bacteria are Gram positive, non-pathogenic and are found widely in nature from a wide variety of sources.
  • Document CN102489415 describes the use of Rhodococcus erythropolis bacteria as a collecting agent in a flotation process of a system containing hematite. This document differs from the present invention in that it uses as a collecting agent the bacterium itself (biomass), not a bioreactor extracted from a bacterium.
  • Document CN102911904 describes the use of bacteria as collecting agents in an ore flotation process containing refractory hematite. As in CN102489415, this document differs from the present invention in that it uses the bacterium itself (biomass) as its collecting agent, and not a bioreactor extracted from a bacterium.
  • Erythropolis and its application to oil removal ", published on 10/29/2010 by the Federal University of Rio de Janeiro, mentions a biosurfactant extracted from the bacteria Rhodococcus erythropolis used for treatment of oil contaminated soil.
  • the present invention differs from that document by it is mineral flotation, not oil-contaminated soil treatment.
  • the present invention provides a method of mineral flotation using bioreactors extracted from the bacteria Rhodococcus opacus and Rhodococcus erytrhopolis.
  • the main object of the present invention is to provide a method of mineral flotation using bioreactors extracted from Rhodococcus opacus and Rhodococcus erytrhopolis bacteria.
  • the process of extracting the metabolites, especially protein compounds, from the bacteria Rhodococcus opacus and Rhodococcus erytrhopolis was evaluated in order to use them as collecting bioreactors in mineral flotation, since proteins tend to provide hydrophobic character on mineral surfaces, thus favoring the flotation process.
  • Figure 1 illustrates a process flowchart for extracting bioreactor from microorganisms
  • Figure 2 shows an infrared spectrum of R. opacus bacteria (blue line) and crude bioreactor (black line);
  • Figure 3 illustrates an infrared spectrum of R. erythropolis bacteria (blue line) and crude bioreactant (black line);
  • Figure 4 is a graph illustrating the effect of bioreactor concentration on the surface tension of deionized water at 20 ° C. and neutral pH: continuous line, bioreactive extracted from R. opacus bacteria and bioreactive dotted line extracted from R. erythropolis bacteria;
  • Figure 5 shows bar diagrams comparing hematite flotability using bacteria (biomass) and bioreactor: (a) pH3, (b) pH5, (c) pH7, (d) pH9, (e) pH1;
  • Figure 6 is a graph illustrating the flotability of hematite at different concentrations of bioreactor extracted from R. opacus bacteria
  • Figure 7 is a graph illustrating the flotability of hematite at different concentrations of bioreact extracted from the bacterium.
  • Figure 8 presents bar diagrams comparing the flotability of hematite, quartz, dolomite, calcite and apatite using bioreactant extracted from R. opacus bacteria: (a) pH3, (b) pH5, (c) pH7, (d) pH9, ( e) pH11;
  • Figure 9 presents bar diagrams comparing the flotability of hematite, quartz, dolomite, calcite and apatite using bioreactant extracted from R. erythropolis bacteria: (a) pH3, (b) pH5, (c) pH7, (d) pH9, ( e) pH11.
  • the present invention is a method of mineral flotation using bioreactors extracted from the bacteria Rhodococcus opacus and Rhodococcus erytrhopolis, said method comprising the steps of i) bacterial growth; ii) bioreactor extraction; iii) ore comminution and pulp preparation; iv) reagent addition and conditioning; v) flotation.
  • growth broths used for inoculating bacteria in the present invention should preferably contain sources of nutrients, proteins and carbohydrates. Broths may be prepared using commercial reagents or there may be partial or total substitution with ingredients from other production chains, for example food industry residue.
  • the growth of microorganisms may occur in a rotary kiln or, for large scale processes, fermenters or bioreactors may be used. The temperature and the presence of contaminants should be controlled.
  • extraction of bioreactor from Rhodococcus bacteria is performed by a solvent extraction process, preferably hot ethanol extraction (100 - 140 ° C).
  • Figure 1 illustrates a flowchart of the process for extracting bioreactor from microorganisms and comprises the steps of (i) solid / liquid separation and water washing; (ii) resuspension with ethanol; (iii) autoclaving; (iv) new solid / liquid separation; (v) drying or lyophilizing the biomass; (vi) resuspension with water (vii) new solid / liquid separation.
  • the solid / liquid separation steps may preferably be performed by centrifugation or filtration using a 25 ⁇ pore membrane.
  • Autoclaving should preferably be performed at a range of 0.5 to 1.5 bar pressure and temperature between 100 and 140 ° C.
  • the proportion of ethanol and water used in the process of extraction and dissolution of the soluble fraction, respectively, may be modified depending on the growth process of the microorganisms. These are factors that may cause changes in the process: broth composition (may be replaced, for example, by food industry tailings), equipment and growing conditions (eg use of biofermentors, immobilized cell inoculation).
  • extraction of bioreactor from Rhodococcus bacteria may include a purification step.
  • the resulting bioreactor should preferably be stored for a maximum of 5 days at 4 ° C for later use in flotation processes.
  • the extraction method employed allows the recovery of components associated with both intracellular compounds and those present in the microorganism cell wall. These substances are responsible for imparting hydrophobicity to the mineral surface.
  • the bioreactors extracted from Gram positive bacteria belonging to the genus Rhodococcus (opacus species, erytrhopolis) according to the present invention may be used for flotation of any iron mineral, preferably hematite. It is also possible to flotate mineral systems, preferably the hematite-quartz system. However, flotation of ores containing other minerals of interest, such as calcite, dolomite and apatite, is also possible using the process of the present invention.
  • the reagent to be added in the flotation step may comprise only the bioreact extracted from the bacteria Rhodococcus (opacus, erytrhopolis), in a concentration range of 5 to 200 mg / L, or may be used in conjunction with any of the following reagents, which are depressant reagent, collector reagent and sparkling.
  • the conditioning step may be carried out in a pH range of 3 to 7 for the hematite-quartz system.
  • the flotation step can be performed in Hallimond tubes, flotation cells or flotation columns.
  • the flotation step preferably consists of a direct flotation of the metal / element of interest.
  • the flotation step can be performed in a range of 3 to 7 ph for the hematite-quartz system.
  • FIG. 4 shows a composition of bar graphs comparing hematite flotability using R. opacus bacteria and its bioreactor for different pH values: (a) pH3, (b) pH5, (c) pH7, (d) pH9, (e) pH11.
  • the maximum flotability of hematite obtained using the bacterium (biomass) is 43% at neutral pH ( Figure 5 (c)) while the maximum recovery using bioreactor is 95% at acid pH ( Figure 5 ( a) and (b)).
  • the high performance of bioreactors even in acidic environment is characteristic of most bioreactors that present stability even in environments with extreme temperature, pH and salinity conditions.
  • the results showed the high affinity of the bioreactor of the present invention with the hematite particles as well as the relatively low reagent consumption compared to the use of bacteria (biomass).
  • Rhodococcus opacus species, erytrhopolis
  • CBMAI-U ICAMP Brazilian Collection of Environmental and Industry Microorganisms
  • Rhodococcus opacus consisted of 10 g dm "3 glucose, 5 g dm “ 3 peptone, 3 g dm “3 malt extract, 3 g dm “ 3 yeast extract and 2 g dm “3 CaC03.
  • Culture broth used for Rhodococcus erythropolis consisted of 17 g dm “3 of casein extract, 3 g dm “ 3 of soy flour, 5 g dm “3 NaCl, 2.5 g dm “ 3 glucose and 2.5 g dm “3 dipotassium phosphate. Bacteria were incubated in a rotary oven at 125 rpm for 7 days.
  • the biomass was resuspended using 500mL ethanol
  • the already dried biomass was resuspended in deionized water in the proportion of 125mL of water for each liter of growth broth (cell suspension that fed the extraction process).
  • the mixture was centrifuged and the water-insoluble fraction was discarded while the soluble fraction was stored at 4 ° C for a maximum of 5 days for use in microflotation and characterization assays.
  • infrared (FT-I) analyzes were performed using a Nicolet FTIR 2000 spectrometer and KBr matrix as a reference. The samples were dried at 50 ° C and homogenized with KBr.
  • the possible functional groups found in the FT-IR analyzes are shown in Table 1.
  • the alcohol, alkane, alkene and ketone groups found in the regions between 3417-3398, 2929-2855 and 1634-1629 cm “1 , respectively, may indicate the presence of mycolic acids.
  • the identification of aromatic as well as amino groups in lengths 1400, 1548 and 3350 cm- 1 may indicate the presence of polar amino acids such as tyrosine.
  • the proteins present in bacteria and their bioproducts may be responsible for the flotation processes of flocculation due to its amphiphilic character.
  • Table 1 Possible functional groups identified in the infrared spectroscopy analysis of crude bioreactors.
  • Figure 4 shows the surface tension as a function of bioreactor concentration.
  • the surface tension decreases to 50.5 mN m "when used robr 1 and 62 mN m" when used ReBR 1.
  • Bioreactors may be composed of polymeric substances that do not necessarily reduce surface tension, but may be effective in reduce interfacial tension between immiscible liquids and form stable emulsions.
  • microflotation tests were performed according to the present invention using modified Hallimond tube with 10 "3 mol L " 1 NaCl as indifferent electrolyte, air flow 35 dm 3 min "1 , granulometric fraction of the mineral +75 -150 ⁇ , conditioning time 2 minutes and flotation time 1 minute.
  • the bioreactor concentration was varied from 25 to 150 ppm and the pH from 3 to 11.
  • the flotability was calculated as the ratio of the floated mass to the total mass of the mineral.
  • Figures 6 and 7 show the flotability of hematite using
  • Figures 8 and 9 show bar graph compositions comparing the flotability of the different minerals mentioned above using both bioreactors (ReBR and RoBR). It is possible to observe several regions (windows) of selectivity between the studied minerals, for example: a) Considering an ore composed by the hematite and quartz minerals, it can be observed that at pH 3, 5 and 7 it is possible to perform the direct flotation of the minerals. hematite using between 50 and 150 ppm RoBR. For the ReBR this statement is true only for pH 3 and 5. At pH 3 the bioreactor concentration can be even lower, 25 ppm.
  • the hematite-quartz system was studied using the same procedure and flotation conditions listed in Example 5. The pH was maintained at 3 and three different hematite-quartz ratios (25H-75Q; 50H-50Q; 75H) were tested. -25Q) and two ReBR concentrations (50 mg L "1 and 100 mg L " 1 ). Results are presented in Table 2.

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Abstract

A presente invenção tem por objetivo prover um método de flotação mineral utilizando biorreagentes extraídos das bactérias Gram positivas Rhodococcus opacus e Rhodococcus erytrhopolis. Nesse sentido, avaliou-se a flotabilidade mineral utilizando biorreagente extraído de bactérias Gram positivas para determinar seu potencial como uma alternativa aos reagentes sintéticos e também uma alternativa ao uso dos microrganismos por si só (biomassa).

Description

"MÉTODO DE FLOTAÇÃO DE MINERAIS UTILIZANDO BIORREAGENTE EXTRAÍDO DE BACTÉRIAS GRAM POSITIVAS"
CAMPO DA INVENÇÃO
[0001] A presente invenção destina-se, principalmente, à indústria de mineração, e compreende um método de flotação mineral utilizando biorreagentes extraídos de bactérias Gram positivas {Rhodococcus opacus e Rhodococcus erytrhopolis).
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[0002] Um dos principais processos de concentração mineral utilizados pela indústria da mineração é a flotação. Define-se bioflotação com um processo de separação no qual o mineral de interesse é flotado ou deprimido seletivamente utilizando reagentes de origem biológica, conhecidos como biorreagentes.
[0003] A bioflotação tem sido extensivamente estudada nos últimos anos por se apresentar como uma alternativa atrativa na substituição dos reagentes convencionais por aqueles ambientalmente amigáveis. Os biorreagentes são caracterizados por apresentar baixa toxicidade e facilidade de degradação quando descartados e a matéria-prima para sua produção apresenta baixo custo, é renovável e facilmente disponível. Além disso, os biorreagentes podem ser utilizados no processamento de minérios com baixo teor e rejeitos provenientes da mineração, possibilitando a exploração de depósitos economicamente inviáveis.
[0004] Por outro lado, mesmo havendo evidências de que a bioflotação é um processo que apresenta boa recuperação e seletividade, há fatores que inibem o desenvolvimento da técnica, incluindo pequeno avanço tecnológico e pouco conhecimento dos mecanismos, cinética e termodinâmica do processo.
[0005] Os biorreagentes são uma mistura heterogénea de vários compostos de difícil caracterização, tornando complexo o entendimento dos mecanismos específicos envolvidos no processo de flotação, onde os biorreagentes são capazes de modificar seletivamente a superfície do mineral de interesse. Além disso, é importante salientar que os modelos teóricos utilizados para descrever o comportamento da adesão mineral/bactéria não consideram fatores biológicos. A inclusão desses fatores é de grande importância para entendimento completo dos processos que ocorrem durante a bioflotação.
[0006] A utilização de microrganismos e/ou seus produtos metabólicos como reagentes, em particular, coletores, espumantes e modificadores em operações de processamento mineral, vem se tornando muito atraente por apresentar um grande potencial tecnológico, por ser ambientalmente aceitável, e por apresentar seletividade no processamento de partículas minerais. Esses microrganismos e/ou seus produtos metabólicos podem modificar a superfície mineral, tanto direta como indiretamente. O mecanismo direto envolve a adesão direta das células microbianas as partículas minerais, enquanto o mecanismo indireto refere-se aos produtos do metabolismo ou frações solúveis da célula que agem como reagentes ativos na superfície. Ambas as interações levam a alterações na química da superfície, tornando-a hidrofílica ou hidrofóbica dependendo do caráter da bactéria e do mineral em questão.
[0007] A função principal dos microrganismos e/ou seus produtos metabólicos como biorreagente no processamento de minerais, está relacionada com a presença de grupos funcionais apoiares (cadeias hidrocarbônicas) e grupos polares (carboxilas, fosfatos, hidroxilas) na sua superfície celular ou nos compostos intra e/ou extracelulares produzidos pelos microrganismos, que podem modificar as propriedades de interface e dessa forma, mudar as características anfipáticas de uma superfície mineral.
[0008] As bactérias Rhodococcus erythropolis e Rhodococcus opacus são Gram-positivas, não patogênicas e encontram-se amplamente na natureza em uma grande variedade de fontes.
[0009] O documento CN102489415, por exemplo, descreve o uso da bactéria Rhodococcus erythropolis como agente coletor em um processo de flotação de um sistema contendo hematita. Esse documento se difere da presente invenção pelo fato de utilizar como agente coletor a bactéria por si só (biomassa), e não um biorreagente extraído a partir de uma bactéria.
[00010] O documento CN102911904 descreve o uso de bactérias como agentes coletores em um processo de flotação de minério contendo hematita refratária. Assim como em CN102489415, esse documento se difere da presente invenção pelo fato de utilizar como agente coletor a bactéria por si só (biomassa), e não um biorreagente extraído a partir de uma bactéria.
[00011] O artigo "Biosurfactant production by Rhodococcus
Erythropolis and its application to oil removal", publicado em 29/10/2010 pela Universidade Federal do Rio de Janeiro, menciona um biosurfactante extraído da bactéria Rhodococcus erythropolis utilizado para tratamento de solo contaminado com óleo. A presente invenção se difere do referido documento por se tratar de flotação mineral, e não tratamento de solo contaminado com óleo.
[00012] O artigo "Flocculation and flotation response of Rhodococcus erythropolis to pure minerais in hematite ores", publicado em 27/02/2013 pela University of Science & Technology Beijing, descreve o uso da bactéria Rhodococcus erythropolis como agente coletor em um processo de flotação de um sistema contendo hematita. Assim como em CN102489415 e CN102911904, esse documento se difere da presente invenção pelo fato de utilizar como agente coletor a bactéria por si só (biomassa), e não um biorreagente extraído a partir de uma bactéria.
[00013] O artigo "Flotation of serpentinite and quartz using biosurfactants", publicado em 06/05/2012 pela Wroclaw University of Technology (Polónia), menciona um biosurfactante extraído das bactérias Bacillus circulam and Streptomyces sp. utilizado na flotação de quartzo e serpentina. A presente invenção se difere do referido documento por se tratar de diferentes bactérias, bem como diferentes minerais a serem flotados.
[00014] Como será melhor detalhado a seguir, a presente invenção provê um método de flotação mineral utilizando biorreagentes extraídos das bactérias Rhodococcus opacus e Rhodococcus erytrhopolis.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[00015] A presente invenção tem por objetivo principal prover um método de flotação mineral utilizando biorreagentes extraídos das bactérias Rhodococcus opacus e Rhodococcus erytrhopolis.
[00016] Dessa forma, avaliou-se o processo de extração dos metabólitos, em especial compostos proteicos, das bactérias Rhodococcus opacus e Rhodococcus erytrhopolis com o objetivo de utilizá-los como biorreagentes coletores na flotação de minerais, uma vez que as proteínas tendem a fornecer caráter hidrofóbico sobre as superfícies minerais, favorecendo assim o processo de flotação.
[00017] Nesse sentido, avaliou-se a flotabilidade mineral utilizando biorreagente extraído de bactérias do género Rhodococcus para determinar seu potencial como uma alternativa aos reagentes sintéticos e também uma alternativa ao uso dos microrganismos por si só (biomassa).
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[00018] A descrição detalhada apresentada a diante faz referência às figuras e seus respectivos números de referência.
[00019] A figura 1 ilustra um fluxograma do processo para extração do biorreagente a partir dos microrganismos;
A figura 2 ilustra um espectro de infravermelho da bactéria R. opacus (linha azul) e do biorreagente bruto (linha preta);
A figura 3 ilustra um espectro de infravermelho da bactéria R. erythropolis (linha azul) e do biorreagente bruto (linha preta);
A figura 4 corresponde a um gráfico que ilustra o efeito da concentração do biorreagente na tensão superficial da água deionizada a 20 °C e pH neutro: linha contínua, biorreagente extraído da bactéria R. opacus e linha pontilhada biorreagente extraído da bactéria R. erythropolis;
A figura 5 apresenta diagramas de barras comparando a flotabilidade da hematita utilizando a bactéria (biomassa) e o biorreagente: (a) pH3, (b) pH5, (c) pH7, (d) pH9, (e) pHl 1 ;
A figura 6 corresponde a um gráfico que ilustra a flotabilidade da hematita em diferentes concentrações de biorreagente extraído da bactéria R. opacus;
A figura 7 corresponde a um gráfico que ilustra a flotabilidade da hematita em diferentes concentrações de biorreagente extraído da bactéria
R. erythropolis;
A figura 8 apresenta diagramas de barras comparando a flotabilidade da hematita, quartzo, dolomita, calcita e apatita utilizando biorreagente extraído da bactéria R. opacus: (a) pH3, (b) pH5, (c) pH7, (d) pH9, (e) pHl l ;
A figura 9 apresenta diagramas de barras comparando a flotabilidade da hematita, quartzo, dolomita, calcita e apatita utilizando biorreagente extraído da bactéria R. erythropolis: (a) pH3, (b) pH5, (c) pH7, (d) pH9, (e) pHl l .
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[00020] Preliminarmente, ressalta-se que a descrição que se segue partirá de uma concretização preferencial da invenção. Como ficará evidente para qualquer técnico no assunto, no entanto, a invenção não está limitada a essa concretização particular.
[00021] A presente invenção consiste em um método de flotação de minerais utilizando biorreagentes extraídos das bactérias Rhodococcus opacus e Rhodococcus erytrhopolis, dito método compreendendo as etapas de i) crescimento bacteriano; ii) extração do biorreagente; iii) cominuição do minério e preparação da polpa; iv) adição de reagentes e condicionamento; v) flotação.
[00022] Conforme amplamente conhecido por técnicos no assunto, os caldos de crescimento utilizados para inoculação das bactérias na presente invenção devem conter, preferencialmente, fontes de nutrientes, proteínas e carboidratos. Os caldos podem ser preparados utilizando-se reagentes comerciais ou pode haver a substituição parcial ou total por ingredientes provenientes de outras cadeias produtivas, por exemplo resíduo da indústria alimentícia. O crescimento dos microrganismos pode ocorrer em estufa rotativa ou, para processos em larga escala, pode ser utilizado fermentadores ou biorreatores. Deve-se controlar a temperatura e a presença de contaminantes.
[00023] De acordo com a presente invenção, a extração do biorreagente da bactéria Rhodococcus (opacus, erytrhopolis) é realizada por um processo de extração por solvente, preferencialmente extração por etanol a quente (100 - 140°C).
[00024] A figura 1 ilustra um fluxograma do processo para extração do biorreagente a partir dos microrganismos e compreende as etapas de (i) separação sólido/líquido e lavagem com água; (ii) ressuspensão com etanol; (iii) autoclavagem; (iv) nova separação sólido/líquido; (v) secagem ou liofilização da biomassa; (vi) ressuspensão com água (vii) nova separação sólido/líquido.
[00025] As etapas de separação sólido/líquido podem ser realizadas, preferencialmente, por centrifugação ou filtragem utilizando membrana com poros de 25 μπι de abertura. A autoclavagem deve ser realizada, preferencialmente, a uma faixa de 0,5 a 1 ,5 bar de pressão e temperatura entre 100 e 140°C.
[00026] A proporção de etanol e água utilizados no processo de extração e dissolução da fração solúvel, respectivamente, podem ser modificados a depender do processo de crescimento dos microrganismos. São fatores que podem gerar alterações no processo: composição do caldo de cultura (pode ser substituído, por exemplo, por rejeitos da indústria alimentícia), equipamentos e condições de crescimento (utilizar, por exemplo, biofermentadores, inoculação com células imobilizadas).
[00027] De acordo com a presente invenção, a extração do biorreagente da bactéria Rhodococcus (opacus, erytrhopolis) pode incluir uma etapa de purificação.
[00028] O biorreagente resultante desse processo deve ser armazenado, preferencialmente, por no máximo 5 dias à temperatura de 4 °C para posterior utilização em processos de flotação. O método de extração empregado permite a recuperação de componentes associados tanto aos compostos intracelulares como aqueles presentes na parede celular do microrganismo. Essas substâncias são as responsáveis por conferir hidrofobicidade à superfície mineral.
[00029] Os biorreagentes extraídos de bactérias Gram positivas pertencentes ao género Rhodococcus (espécies opacus, erytrhopolis), de acordo com a presente invenção, podem ser utilizados para flotação de qualquer mineral de ferro, preferencialmente hematita. E possível, ainda, a flotação de sistemas minerais, preferencialmente o sistema hematita-quartzo. No entanto, a flotação de minérios contendo outros minerais de interesse, como calcita, dolomita e apatita, também é possível utilizando o processo da presente invenção.
[00030] De acordo com a presente invenção, o reagente a ser adicionado na etapa de flotação pode compreender apenas o biorreagente extraído da bactéria Rhodococcus (opacus, erytrhopolis), em uma faixa de concentração de 5 a 200 mg/L, ou pode ser utilizado em conjunto com quaisquer dos reagentes a seguir, quais sejam reagente depressor, reagente coletor e espumante.
[00031] De acordo com a presente invenção, a etapa de condicionamento pode ser realizada em uma faixa de pH de 3 a 7, para o sistema hematita-quartzo.
[00032] Ainda de acordo com a presente invenção, a etapa de flotação pode realizada em tubos de Hallimond, células de flotação ou colunas de flotação.
[00033] De acordo com a presente invenção, a etapa de flotação consiste preferencialmente em uma flotação direta do metal/elemento de interesse.
[00034] Ainda de acordo com a presente invenção, a etapa de flotação pode ser realizada em uma faixa de ph de 3 a 7, para o sistema hematita-quartzo.
[00035] Os resultados de testes de flotação realizados com biorreagentes de acordo com a presente invenção, conforme apresentado nos exemplos 4, 5 e 6, mostram o potencial uso dos biorreagentes como alternativa aos reagentes sintéticos nos processos de flotação mineral. O uso de biorreagentes além de acelerar o processo de flotação, aumenta a recuperação da hematita, por exemplo. A figura 5 apresenta uma composição de gráficos de barra comparando a flotabilidade da hematita utilizando a bactéria R. opacus e seu biorreagente para diferentes valores de pH: (a) pH3, (b) pH5, (c) pH7, (d) pH9, (e) pHl l .
[00036] A flotabilidade máxima da hematita obtida com o uso da bactéria (biomassa) é de 43% em pH neutro (figura 5 (c)) enquanto que a recuperação máxima utilizando o biorreagente é de 95% em pH ácido (figura 5 (a) e (b)). A alta performance do biorreagente mesmo em meio ácido é característico da maioria dos biorreagentes que apresentam estabilidade mesmo em ambientes com condições extrema de temperatura, pH e salinidade. Os resultados mostraram a alta afinidade do biorreagente da presente invenção com as partículas de hematita além de um consumo relativamente baixo de reagente quando comparado com o uso da bactéria (biomassa).
EXEMPLO 1
[00037] Foram realizados testes de extração do biorreagente a partir dos microrganismos. As bactérias do género Rhodococcus (espécies opacus, erytrhopolis) utilizadas foram adquiridas da Coleção Brasileira de Microorganismos de Ambiente e Indústria (CBMAI-U ICAMP).
[00038] O caldo de cultura utilizado para o crescimento da bactéria
Rhodococcus opacus consistiu em 10 g dm"3 de glucose, 5 g dm"3 de peptona, 3 g dm"3 de extrato de malte, 3 g dm"3 de extrato de levedura e 2 g dm"3 de CaC03. Já o caldo de cultura utilizado para a Rhodococcus erythropolis consistiu em 17 g dm"3 de extrato de caseína, 3 g dm"3 de farinha de soja, 5 g dm"3 NaCl, 2,5 g dm"3 de glucose e 2,5 g dm"3 de fosfato dipotássico. As bactérias foram incubadas em estufa rotativa a 125 rpm por 7 dias.
[00039] Após o período de crescimento, separou-se a biomassa do caldo de crescimento (suspensão celular) através de centrifugação a 4.000rpm (figura 1). A biomassa foi lavada com água deionizada e novamente centrifugada para remover o caldo de crescimento remanescente. Repetiu-se a lavagem por duas vezes.
[00040] Fez-se a ressuspensão da biomassa utilizando 500mL de etanol
PA para cada litro de suspensão celular que alimentou o processo inicial de centrifugação. Para extração do biorreagente, autoclavou-se a solução contendo biomassa e etanol a 1 bar, 121°C por 20 minutos.
[00041] Após a extração, realizou-se uma nova etapa de centrifugação a fim de separar a biomassa da solução extratante. Descartou-se o sobrenadante e secou-se a biomassa em estufa a 50°C por 24h.
[00042] A biomassa já seca foi ressuspendida em água deionizada na proporção de 125mL de água para cada litro de caldo de crescimento (suspensão celular que alimentou o processo de extração). Centrifugou-se a mistura e a fração insolúvel em água foi descartada enquanto que a fração solúvel foi armazenada a 4 °C por no máximo 5 dias para utilização nos ensaios de microflotação e caracterização.
EXEMPLO 2
[00043] Com o intuito de identificar os grupos funcionais presentes nos biorreagentes obtidos no Exemplo 1 , foram realizadas análises de infravermelho (FT-I ) utilizando-se um espectrômetro Nicolet FTIR 2000 e matriz de KBr como referência. As amostras foram secas a 50 °C e homogeneizadas com o KBr.
[00044] A fim de comparar as características dos biorreagentes com as dos microrganismos por si só (biomassas), foram realizadas análises nas mesmas condições supramencionadas para as bactérias R. opacus e R. erythropolis, conforme pode ser observado na figura 2 e na figura 3.
[00045] Observa-se nos espectros de infravermelho da bactéria
(biomassa) que a região abaixo de 1500 cm"1 possui um grande número de picos de adsorção devido à variedade de ligações C-C, C-0 e C-N que podem ocorrer; essa região é única para cada substância. Além disso, foi encontrado um intenso pico entre 1750 e 1620 cm"1 característico de compostos aromáticos, aldeídos, cetonas e ésteres. Os ácidos micólicos, que formam parte do invólucro da célula e são responsáveis pela hidrofobicidade da bactéria, podem ser refletidos pelos picos dos grupamentos alcanos, cetonas e aldeídos. A presença de grupos amino e compostos aromáticos, que podem fazer parte de aminoácidos aromáticos, indicam substâncias proteicas que desempenham um papel determinante nos processos de flotação e floculação.
[00046] Com relação ao biorreagente, são mostrados na Tabela 1 os possíveis grupos funcionais encontrados nas análises de FT-IR. Os grupamentos álcool, alcano, alceno e cetona encontrados nas regiões entre 3417-3398, 2929-2855 e 1634-1629 cm"1, respectivamente, podem indicar a presença de ácidos micólicos. A identificação de grupamentos aromáticos assim como de grupamentos amina nos comprimentos de onda 1400, 1548 e 3350 cm"1, podem indicar a presença de aminoácidos polares como por exemplo a tirosina.
[00047] Segundo a literatura, as proteínas presentes nas bactérias e seus bioprodutos podem ser as responsáveis pelos processos de flotação de floculação devido ao seu caráter anfifílico.
Tabela 1: Possíveis grupamentos funcionais identificados na análise de espectroscopia de infravermelho dos biorreagentes brutos.
Possível
Comprimento Intensidade grupamento Estrutura de onda (cm"1) funcional
3397.94-3417 Alto Álcoois
3350.00 Médio Aminas
2929.27-2855 Médio Alcanos - -»
\ ·'
1629.44-1634 Alto Alcenos, cetonas 1
1400 Médio Aromático
1047.35 Médio Alcanos
EXEMPLO 3
[00048] Com o intuito de verificar outra importante característica dos biorreagentes obtidos no Exemplo 1, avaliou-se o efeito dos biorreagentes na tensão superficial da água destilada, em pH neutro, variando-se a concentração do biorreagente de 0 a 250 ppm. As medidas de tensão superficial foram realizadas pelo método do anel em um tensiômetro digital modelo K10 da Kruss. A fim de estimar a concentração micelar crítica (CMC), duas tangentes foram construídas nos pontos de mínima e máxima tensão superficial, a o ponto de interseção destas retas indicam a CMC. Para a o biorreagente proveniente da bactéria R. opacus ( oB ) a CMC foi de 92 ppm, já para o biorreagente extraído da bactéria R. erythropolis (ReBR), de 62 ppm.
[00049] A figura 4 mostra a tensão superficial em função da concentração do biorreagente. A tensão superficial decresce até 50,5 mN m"1 quando utilizado o RoBR e 62 mN m"1 quando utilizado ReBR. Os biorreagentes podem ser compostos por substâncias poliméricas que não necessariamente reduzem a tensão superficial, mas podem ser efetivos em reduzir a tensão interfacial entre líquidos imiscíveis e formar emulsões estáveis.
EXEMPLO 4
[00050] Com o intuito de verificar a flotabilidade da hematita, testes de microflotação foram realizados de acordo com a presente invenção utilizando tubo de Hallimond modificado, com 10"3 mol L"1 NaCl como eletrólito indiferente, fluxo de ar de 35 dm3 min"1, fração granulométrica do mineral +75 -150 μπι, tempo de condicionamento 2 minutos e tempo de flotação de 1 minuto. Variou-se a concentração dos biorreagentes de 25 a 150 ppm e o pH de 3 a 11. A flotabilidade foi calculada como a razão entre a massa flotada e a massa total do mineral.
[00051 ] As figuras 6 e 7 mostram a flotabilidade da hematita utilizando
RoBR e ReBR, respectivamente. Ambos os biorreagentes apresentam comportamento similar: a flotabilidade máxima (aproximadamente 90%) da hematita ocorreu em pH 3 com concentração de 75ppm de biorreagente. No entanto, verificou-se que na presença do RoBR a hematita pode ser flotada em pH ácido e neutro, enquanto que na presença do ReBR, a flotação da hematita ocorre apenas em pH ácido. A literatura sugere que a maioria dos biorreagentes não tóxicos são aniônicos. Além disso, o ponto isoelétrico da hematita ocorre em torno de 5,1. De desta forma, é possível correlacionar o pH do meio à adsorção do biorreagente na superfície mineral. Em meio ácido, haverá atração eletrostática entre a superfície mineral e o biorreagente aniônico resultando em uma adsorção máxima e, consequentemente, na máxima recuperação de hematita. Por outro lado, em meio básico, a adsorção do biorreagente na superfície mineral será mínima devido a repulsão eletrostática.
EXEMPLO 5
[00052] A fim de verificar as regiões de flotabilidade da calcita, dolomita, apatita, quartzo e hematita, foram realizados testes nas mesmas condições descritas no Exemplo 4. Os ensaios foram realizados com minerais puros.
[00053] Nas figuras 8 e 9 são apresentadas composições de gráficos de barras comparando a flotabilidade dos diferentes minerais supramencionados utilizando ambos os biorreagentes (ReBR e RoBR). E possível observar várias regiões (janelas) de seletividade entre os minerais estudados, por exemplo: a) Considerando um minério composto pelos minerais hematita e quartzo, verifica-se que em valores de pH 3, 5 e 7 é possível realizar a flotação direta da hematita utilizando-se entre 50 e 150 ppm do RoBR. Já para o ReBR essa afirmação é verdadeira apenas para o pH 3 e 5. Sendo que em pH 3 a concentração de biorreagente pode ser ainda menor, 25 ppm.
b) Considerando um mineral composto pelos minerais apatita e calcita, verifica-se que em valores de pH 5, 7 e 9 é possível realizar a flotação direta da apatita utilizando-se 25 ppm de RoBR; e em pH 11 utilizando-se 50 ppm do RoBR. Já com o ReBR a separação entre apatita e calcita pode ser realizada em pH 7, através da flotação direta da calcita utilizando-se entre 100 e 150 ppm. c) Considerando um mineral composto pelos minerais apatita e dolomita, verifica-se que em valores de pH 3 é possível realizar a flotação direta da dolomita quando na presença de 25 ppm de ReBR.
EXEMPLO 6
[00054] O sistema hematita-quartzo foi estudado utilizando o mesmo procedimento e condições de flotação listados no Exemplo 5. Manteve-se o pH em 3 e testou-se três diferentes relações hematita-quartzo (25H-75Q; 50H- 50Q; 75H-25Q) e duas concentrações do ReBR (50 mg L"1 and 100 mg L"1). Os resultados são apresentados na Tabela 2.
Tabela 2: Resultados dos testes de microflotação para o sistema hematita- quartzo
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000016_0001
[00055] Os resultados mostraram que a recuperação metalúrgica foi similar para ambas as concentrações de biorreagentes estudadas quando comparados os mesmos sistemas minerais. Para relação 25% hematita - 75% quartzo, a diferença na recuperação metalúrgica foi de 1% (55,5 e 56,5% de recuperação para 50 e 100 mg L"1 de biorreagente, respectivamente). Para a relação 5% hematita - 50% quartzo, a recuperação de Fe foi de 83,6 e 85,5% quando utilizado 50 e 100 mg L"1 de biorreagente, respectivamente. Já para a relação 75% hematita - 25% quartzo, a recuperação metalúrgica foi de 89,7 e 91,3% para 50 e 100 mg L"1 de biorreagente, respectivamente.
[00056] O mesmo comportamento pode ser verificado quando comparados a recuperação mássica e o teor de ferro no concentrado (flotado). O uso do dobro de biorreagente (100 mg L"1) apresentou pequena interferência nos resultados do processo de flotação supramencionado. Esse efeito pode ser atribuído à eficiência do oB durante o processo de bioflotação.

Claims

REIVINDICAÇÕES
1. Método de flotação de minerais, caracterizado pelo fato de utilizar biorreagente extraído da bactéria Rhodococcus (opacus, erytrhopolis) e compreender as seguintes etapas:
A - Crescimento bacteriano;
B - Extração do biorreagente;
C - Cominuição do minério e preparação da polpa;
D - Adição de reagentes e condicionamento
E - Flotação.
2. Método de flotação de minerais, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os ditos minerais abrangerem hematita, calcita, dolomita e apatita, visando a recuperação do metal/elemento de interesse a partir de um minério que contenha quaisquer um dos minerais supramencionados.
3. Método de flotação de minerais, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato dos ditos minerais compreenderem sistemas minerais, preferencialmente o sistema hematita-quartzo.
4. Método de flotação de minerais, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato da extração do biorreagente da bactéria Rhodococcus (opacus, erytrhopolis) ser realizado por um processo de extração por solvente, preferencialmente extração por etanol a quente (100 - 140°C).
5. Método de flotação de minerais, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato do processo de extração por solvente do biorreagente da bactéria Rhodococcus (opacus, erytrhopolis) incluir uma etapa de purificação.
6. Método de flotação de minerais, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de o reagente a ser adicionado na etapa D compreender apenas o biorreagente extraído da bactéria Rhodococcus (opacus, erytrhopolis), em uma faixa de concentração de 5 a 200 mg/L.
7. Método de flotação de minerais, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de os reagentes a serem adicionados na etapa D compreenderem o biorreagente extraído da bactéria Rhodococcus (opacus, erytrhopolis) , um reagente depressor, um reagente coletor e um espumante.
8. Método de flotação de minerais, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de o condicionamento da etapa D ser realizado em uma faixa de pH de 3 a 7, para o sistema hematita-quartzo.
9. Método de flotação de minerais, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato da flotação da etapa E poder realizada em tubos de Hallimond, células de flotação ou colunas de flotação.
10. Método de flotação de minerais, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato da flotação da etapa E ser preferencialmente flotação direta do metal/elemento de interesse.
11. Método de flotação de minerais, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato da flotação da etapa E ser realizada em uma faixa de ph de 3 a 7, para o sistema hematita-quartzo.
PCT/BR2018/050158 2017-05-16 2018-05-16 Método de flotação de minerais utilizando biorreagente extraído de bactérias gram positivas WO2018209416A1 (pt)

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US16/614,321 US20200346224A1 (en) 2017-05-16 2018-05-16 Mineral beneficiation method using bioreagent extracted from gram positive bacteria
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CN201880032574.3A CN110678267A (zh) 2017-05-16 2018-05-16 采用从革兰氏阳性菌中提取的生物试剂进行矿物浮选的方法
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RU (1) RU2744124C1 (pt)
WO (1) WO2018209416A1 (pt)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2744124C1 (ru) * 2017-05-16 2021-03-02 Вале С.А. Способ обогащения минералов с использованием биореагента, выделенного из грамположительных бактерий
CN114713378A (zh) * 2022-03-10 2022-07-08 南方科技大学 一种开关型浮选药剂、制备方法及其应用

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111375494A (zh) * 2020-03-31 2020-07-07 广西民族大学 一种低品位细粒锡矿生物捕收剂及其制备方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102489415A (zh) * 2011-12-06 2012-06-13 北京科技大学 红城红球菌在赤铁矿分离中的应用及分离方法
BR102012009197A2 (pt) * 2012-03-28 2013-06-25 Faculdades Catolicas agente adsorvente, composiÇço para bioflotaÇço e processo de bioflotaÇço do sistema apatita-quartzo
CN104988182A (zh) * 2015-07-10 2015-10-21 国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所 一种红球菌产表面活性剂的制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1217479A1 (ru) * 1981-08-31 1986-03-15 Институт химии им.В.И.Никитина Способ подготовки жирнокислотного собирател биологического происхождени к флотации
US5011596A (en) * 1990-03-05 1991-04-30 Weyerhaeuser Company Method of depressing readily floatable silicate materials
CN102925489A (zh) * 2012-10-10 2013-02-13 临安天川环保科技有限公司 微生物絮凝剂的制备方法
CN110678267A (zh) * 2017-05-16 2020-01-10 淡水河谷公司 采用从革兰氏阳性菌中提取的生物试剂进行矿物浮选的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102489415A (zh) * 2011-12-06 2012-06-13 北京科技大学 红城红球菌在赤铁矿分离中的应用及分离方法
BR102012009197A2 (pt) * 2012-03-28 2013-06-25 Faculdades Catolicas agente adsorvente, composiÇço para bioflotaÇço e processo de bioflotaÇço do sistema apatita-quartzo
CN104988182A (zh) * 2015-07-10 2015-10-21 国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所 一种红球菌产表面活性剂的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CZEMIERSKA, M. ET AL.: "Production and characterisation of exopolymer from Rhodococcus opacus", BIOCHEMICAL ENGINEERING JOURNAL, vol. 112, 20 April 2016 (2016-04-20), pages 143 - 152, XP029967618 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2744124C1 (ru) * 2017-05-16 2021-03-02 Вале С.А. Способ обогащения минералов с использованием биореагента, выделенного из грамположительных бактерий
CN114713378A (zh) * 2022-03-10 2022-07-08 南方科技大学 一种开关型浮选药剂、制备方法及其应用
CN114713378B (zh) * 2022-03-10 2023-08-22 南方科技大学 一种开关型浮选药剂、制备方法及其应用

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