Механизм микробиологического выщелачивания Механизм микробиологического выщелачивания

Тионовые бактерии адсорбируются на поверхности сульфидных минералов. В присутствии тионовых бактерий происходит окисление нерастворимых в воде сульфидов до водорастворимых сульфатов. Это может быть непосредственное разрушение кристаллической решетки сульфида с участием бактерий. В некоторых случаях окисление сульфида происходит с участием трехвалентного железа, образующегося из сульфида железа (II) под влиянием бактерий.

В качестве примера можно привести прямое бактериальное окисление пирита:

4FeS2 + 15O2 + 2H2O = 2Fe2(SO4)3 + 2H2SO4.

Затем образовавшийся сульфат железа (III) окисляет пирит по схеме:

FeS2 + 7Fe2(SO4)3 + 8H2O = 15FeSO4 + 8H2SO4,

FeS2 + Fe2(SO4)3 = 3FeSO4 + 2S.

Далее под влиянием бактерий протекают следующие реакции:

4FeSO4 + O2 = 2 Fe2(SO4)3 +2H2O,

2S + 3O2 + 2H2O = 2H2SO4.

При бактериальном вышелачивании мышьякосодержащих руд мышьяк из арсенопирита переходит в растворенное состояние в трех- и пятивалентном состоянии в соотношении 5,1:1. Образовавшаяся мышьяковистая кислота окисляется кислородом до мышьяковой кислоты:

As3+ + 3H2O = [AsO3]3– + 6H+ = H3AsO3 + H+,

H3AsO3 + 0,5O2 = H3AsO4.

Одновременно образуется осадок арсената железа:

Fe3+ + H2AsO4– = FeAsO4 +2H+.

Окисление арсенопирита с участием бактерий происходит по схе- ме:

FeAsS + Fe2(SO4)3 + 1,5H2O + 0,75O2 = 3FeSO4 + So + H3AsO3.

Ион Fe2+ располагается в диффузионном слое и окисляется бактериями до трехвалентного состояния. Сера окисляется бактериями из ромбической модификации до SO32–, затем до SO42–.

Существует мнение, что механизм бактериального вышелачивания сульфидных минералов базируется на электрохимическом процессе. Адсорбируемые минералом бактерии изменяют его электродный потенциал и выступают в качестве деполяризаторов поверхности сульфида. При этом окисляется So и Fe2+, изменяется Eh электролита. Возникают гальвано пары из нескольких сульфидных минералов. Бактерии окисляют минерал с более низким значением электродного потенциала.

Активность процесса бактериального выщелачивания зависит от рН среды, окислительно-восстановительных потенциалов, концентрации кислорода и углекислого газа, температуры, концентрации бактерий, их активности, размера частиц минерала, интенсивности перемешивания.

  • Читать все новости