Біодобича мінеральної сировини

Біодобича - метод вилучення мінералів, який дозволяє пом'якшити вплив на навколишнє середовище, яке виробляється традиційними гірничодобувними методами і технологіями. Крім того, метод дозволяє залучити до відпрацювання руди, які економічно недоцільно переробляти іншими способами. Його важливість, як альтернативи, зростає щодня. На біодобичу вже припадає понад 25% світового виробництва міді, розширюється її застосування для вилучення золота і інших металів.

біологічна технологія

Біодобича - загальний термін, що описує обробку металовмісних руд і концентратів з допомогою біологічної (або мікробіологічної) технології. Біодобича виступає в якості альтернативи більш традиційним фізико-хімічним методам обробки мінералів. Сучасна ера біовилуження почалася з відкриття в середині 40-х років бактерії Thiobacillus ferrooxidans (зараз - Acidithiobacillus ferrooxidans) і його ролі в процесі вилучення міді.

Сьогодні біодобича широко застосовується в усьому світі, збільшуючи витяг золота з руди і концентратів, в яких дорогоцінний метал блокований сульфідними мінералами. Цей метод дозволяє отримувати мідь з вторинних руд, а також на більш обмеженій основі вилуговувати базові метали (крім міді) з руд і концентратів.

Біодобича комерційно застосовується з використанням трьох різних інженерних методів: біовилуження з відвалів, кучного біовилуження / біооксідаціі і чанів біовилуження / біооксідаціі мінералів. Біовилуження зазвичай відноситься до технології біодобичі, застосовуваної для основних металів, тоді як біооксідація мінералів часто пов'язана з золотоносними рудами і концентратами, які практично не піддаються обробці.

Біовилуження з відвалів

Біовилуження з відвалів в промислових масштабах було вперше застосовано 50 років тому і на сьогоднішній день залишається важливим аспектом індустрії видобутку міді.

На багатьох відкритих кар'єрах можна знайти величезну кількість матеріалу, занадто низькосортного для того, щоб виправдати витрати на його переробку. Такий матеріал (з вмістом зазвичай менше 0,5% міді) дроблять за допомогою вибухових речовин і складають у відвали, які містять мільйони тонн кар'єрного матеріалу; глибина їх може досягати більше 60 метрів. Окислену воду подають на вершину відвалу за допомогою зрошувачів. Коли розчин проходить через відвал, створюються сприятливі умови, які сприяють зростанню мікроорганізмів, що прискорюють руйнування мінералів, що містять сульфідізірованную мідь.

Процес вилуговування міді з відвалів може займати десятиліття внаслідок великого розміру часток руди, низьку ефективність проходження розчину крізь відвал і слабкого насичення киснем, що обмежує активність мікробів.

купчасте Біовилуження

Біодобича застосовується для вилуговування мідних руд і проведення попереднього етапу збагачення золотих руд, в яких золото пов'язане з сульфідними мінералами.

Купчасте Біовилуження широко застосовується для вилучення міді з вторинних мідних руд, що містять мінерали халькопирит (Cu2S) і ковеллин (CuS).

Руду подрібнюють до крупності 19 мм і менше, а потім перемішують разом з скислої водою в обертових барабанах, що сприяє проникненню в руду мікроорганізмів.

Потім руду отвалообразователями укладають в рудний штабель, основа якого вистилають високощільним поліетиленом. На нього кладуть перфоровані дренажні труби з вихідними колекторами (лініями стоку) для виведення продуктивних мідних розчинів. По закінченню споруди рудного штабеля на його поверхні монтують систему зрошення для подачі кислих розчинів.

Усередині штабеля руди монтують мережу пластикових ліній для подачі повітря. Через них повітря направляють в купу до мікроорганізмів за допомогою зовнішніх повітряних станцій.

Підвищена кислотність і надлишок сульфідних мінералів і заліза сприяють появі та розвитку в купі мікроорганізмів, що полегшують витяг міді.

Продуктивні медьсодержащие розчини надходять на ізвлекательную фабрику, де мідь відновлюють з розчинів. Максимальне вилучення міді при біовилуження становить 80-90% при тривалості процесу 250-350 днів.

Принципові переваги кучного біовилуження полягають в швидкому запуску і введення об'єкта в експлуатацію, низьких витратах, відсутності будь-яких токсичних викидів, а також мінімізації або повній відсутності скидів води, так як всі розчини циркулюють в замкнутому циклі.

Чанов Біовилуження

Чанов реактор (Aerated continuous stirred-tank reactor - CSTR) для біовилуження зазвичай застосовується з метою переробки концентратів корисних мінералів. Реактор дозволяє істотно знизити витрати на переробку сульфідних концентратів.

Процес CSTR здійснюється в серії великих ємностей з нержавіючої сталі (біореакторів), обсяг кожного з яких дорівнює 380 м3. Ємності обладнані мішалками, які утримують дрібне золото в підвішеному стані і забезпечують ефективну передачу діоксиду вуглецю в розчин, що необхідно для діяльності мікроорганізмів (кількість яких може досягати більше 109 на мл розчину).

Оскільки цей процес є тривалим, внесення в нього мікроорганізмів потрібно лише один раз. Повітря, що подається спеціальними пристроями, підходить до нижньої лопаті мішалки. Внутрішньо кільце, по якому циркулює охолоджуюча вода, кріпиться по стінках ємності.

майбутнє біодобичі

У той час як попит на більшість металів продовжує стійко зростати, відкриття нових родовищ відбуваються все рідше і рідше, а ті, що вже розвідані, виснажуються.

Можливості відпрацювання родовищ з низьким вмістом цінного компонента і сульфідними рудами обмежені. Технології біодобичі дозволяють технічно і економічно ефективно переробляти такі типи ресурсів.

З'являються нові можливості для промислового застосування і чанів біооксідаціі, оскільки ця технологія вже більше 2-х десятиліть присутній на ринку і успішно змагається з окисленням при високому тиску і кальцинуванням.

Оскільки майбутнє біодобичі пов'язано в першу чергу з низькосортними комплексними рудами, дуже важливо, щоб дослідження і розробки фокусувалися на технічних аспектах, пов'язаних з цим застосуванням біотехнологій. Такі роботи повинні бути засновані на досвіді, накопиченому раніше при дослідженнях, наприклад, на визначенні впливу температури на життєдіяльність і міграцію мікробів, їх функції всередині купи руди та ін.

Переклад з англ .: С.С. Верхозін, С.Г. Григор'єв

додаткова інформація

Купчасте Біовилуження сульфідних руд

Бактеріальне вилуговування золотовмісних руд і концентратів

Біогідрометаллургіческая переробка незбагачених золотовмісних руд

Переробка никельсодержащих руд методом купчастого бактеріального вищелачіванія.Опит фінської фірми «Talvivaara»

Досвід бактеріального вилуговування золотовмісних руд в КНР

Бактеріальне вилуговування сульфідних руд і золотовмісних концентратів в Австралії

Міжнародний симпозіум з біогідрометаллургіі IBS 2011

Переглядів статті: 11534, коментарів: 6