Copper metallurgical slags: mineralogy, bio/weathering processes and metal bioleaching


TABLE 6.2 Leaching rates calculated based on concentration of elements in the leachates



Download 15,27 Mb.
Pdf ko'rish
bet284/414
Sana17.09.2021
Hajmi15,27 Mb.
#176986
1   ...   280   281   282   283   284   285   286   287   ...   414
Bog'liq
TH2015PESC1201 diffusion

TABLE 6.2 Leaching rates calculated based on concentration of elements in the leachates.  
(GMB total: growth medium with bacteria digested, GMB: growth medium with bacteria filtered <0.22 µm, GM: growth medium, UPW: ultrapure water) 
 
Crystalline slag 
 
Si [mg/kg/day] 
Fe [mg/kg/day] 
Cu [mg/kg/day] 
Zn [mg/kg/day] 
Pb [mg/kg/day] 
Time 
[days] 
GMB 
tot. 
GMB 
 
GM 
UPW 
GMB 
tot. 
GMB  GM 
UPW 
GMB 
tot. 
GMB  GM 
UPW 
GMB 
tot. 
GMB  GM 
UPW 
GMB 
tot. 
GMB  GM 
UPW 
14  
9.40  8.47 
6.75  5.02 
3.26  1.38 
0.20  0.05 
15.84  14.72  1.87  1.30 
0.87  0.54 
0.07  0.25 
0.019  0.010  0.004  0.010 
28  
4.35  3.52 
2.06  1.31 
1.63  1.40 
0.08  0.03 
4.59  4.84 
5.30  0.88 
0.79  0.22 
0.03  0.16 
0.011  0.010  0.004  0.003 
42  
5.45  5.18 
2.20  1.25 
1.46  1.21 
0.08  0.02 
3.32  3.28 
4.10  1.04 
2.03  0.61 
0.00  0.07 
0.017  0.010  0.003  0.003 
56  
2.79  2.45 
2.21  1.12 
1.85  1.31 
0.08  0.01 
3.57  3.36 
3.07  1.84 
0.86  0.59 
0.01  0.04 
0.016  0.010  0.003  0.002 
70  
3.57  2.24 
2.53  1.16 
3.37  2.85 
0.08  0.02 
2.77  2.66 
2.54  1.32 
2.33  0.89 
0.00  0.07 
0.017  0.013  0.002  0.002 
84  
3.70  3.10 
2.70  1.02 
3.09  2.92 
0.09  0.01 
2.30  2.31 
2.06  1.63 
1.03  0.62 
0.01  0.03 
0.016  0.012  0.003  0.002 
98  
3.70  2.93 
2.95  1.13 
2.96  2.93 
0.06  0.01 
2.33  2.37 
1.82  1.42 
1.15  0.94 
0.00  0.02 
0.014  0.012  0.002  0.002 
112 
3.42  3.13 
3.30  0.84 
3.29  2.95 
0.07  0.01 
2.23  2.40 
1.66  1.95 
1.60  0.63 
0.00  0.03 
0.014  0.013  0.003  0.003 
 
Granulated slag 
 
Si [mg/kg/day] 
Fe [mg/kg/day] 
Cu [mg/kg/day] 
Zn [mg/kg/day] 
Pb [mg/kg/day] 
Time 
[days] 
 
GMB 
tot. 
GMB  GM 
UPW 
GMB 
tot. 
GMB  GM 
UPW 
GMB 
tot. 
GMB  GM 
UPW 
GMB 
tot. 
GMB  GM 
UPW 
GMB 
tot. 
GMB  GM 
UPW 
14 
8.37  7.41 
3.96  2.44 
2.74  2.55 
0.32  0.05 
6.08  5.74 
0.64  0.44 
0.37  0.39 
0.00  0.00 
0.59  0.51 
0.27 
0.09 
28 
4.85  3.85 
1.84  0.61 
2.82  2.51 
0.20  0.00 
0.84  0.69 
1.50  0.62 
1.49  0.21 
0.05  0.02 
0.59  0.48 
0.14 
0.10 
42 
5.02  3.69 
2.07  0.91 
2.85  2.84 
0.22  0.02 
0.61  0.55 
0.57  0.38 
0.93  0.14 
0.03  0.04 
0.58  0.50 
0.14 
0.07 
56 
5.75  4.32 
2.46  0.88 
3.34  2.54 
0.19  0.00 
0.60  0.47 
0.25  0.39 
0.80  0.41 
0.02  0.06 
0.59  0.44 
0.12 
0.07 
70 
4.78  3.79 
2.42  1.13 
5.19  4.41 
0.22  0.00 
0.61  0.51 
0.22  0.19 
0.90  0.13 
0.38  0.07 
0.58  0.43 
0.12 
0.05 
84 
5.20  4.51 
2.76  1.20 
4.78  4.30 
0.17  0.09 
0.50  0.41 
0.13  0.58 
1.11  0.33 
0.01  0.10 
0.55  0.47 
0.09 
0.07 
98 
4.50  3.79 
3.06  1.41 
4.36  4.07 
0.13  0.01 
0.41  0.31 
0.11  0.19 
1.32  0.23 
0.01  0.08 
0.47  0.38 
0.07 
0.08 
112 
5.65  4.42 
3.17  1.55 
4.76  4.12 
0.12  0.02 
0.44  0.35 
0.09  0.70 
1.77  0.14 
0.03  0.17 
0.51  0.40 
0.07 
0.37 


CHAPTER 6: BACTERIALLY MEDIATED WEATHERING OF CRYSTALLINE AND AMORPHOUS Cu-SLAGS
 
178 
 
6.3.5  Bacterial related organic products 
The  fluorescence  matrixes  for  GS  and  CS  incubations  in  the  presence  of  Pseudomonas 
aeruginosa  as  well  as  the  abiotic  medium  control  are  presented  in  Figure  6.5.  Four  specific 
organic fluorophore peaks were recorded in biotic incubations. According to the literature, the 
peaks  recorded  at  Ex/Em  220-240/325-350  nm,  270-290/337-350  nm,  270-300/450-475  nm 
and  370-390/450-475  nm  correspond  to  proteins-like  molecules  (according  to  the 
fluorescence properties of 2 aromatic amino acid; tyrosine, tryptophan), microbial by-product-
like,  humic-like  substances  (humic-like  and  fulvic-like)  (Bourven  et  al.,  2012;  Bhatia  et  al., 
2013; Bourven et al., 2014) and siderophore-like (pyoverdine) (Dumas et al., 2013; Dartnell et 
al., 2013), respectively. The maximum intensities of the identified fluorophores are presented 
in Table 6.3. 
 
TABLE 6.3 The maximum intensities (average of 3 replicates) of fluorophores  
identified in biotic filtered solution (<0.22 µm)
 
Fluorophores determined 
Crystalline slag 
  Granulated slag 
Maximum intensity recorded 
 
RDS 
 
 
RDS 
14 days 
 
 
   
 
 
Proteins-like 
315.1 
±228.2    464.1 
±65.4 
Microbial by-products like 
196.1 
±83.0    240.4 
±30.9 
Humic-like substances 
157.3 
±70.6    203.4 
±7.20 
Siderophore-like  
122.6 
±25.0    125.3 
±2.80 
28 days 
 
   
 
 
 
Proteins-like 
189.3 
±83.1    368.5 
±34.2 
Microbial by-products like 
122.2 
±65.9    206.6 
±28.6 
Humic-like substances 
607.3 
±32.4    344.3 
±56.9 
Siderophore-like  
366.5 
±19.8    176.7 
±24.7 
56 days 
 
   
 
 
Proteins-like 
107.9 
±0.5    525.9 
±31.0 
Microbial by-products like 
119.7 
±1.0    263.2 
±18.7 
Humic-like substances 
127.4 
±1.6    505.7 
±24.6 
Siderophore-like  
126.7 
±11.3    234.2 
±11.4 
72 days 
 
   
 
 
Proteins-like 
87.2 
±5.3    546.8 
±6.6 
Microbial by-products like 
264.1 
±2.6    368.5 
±9.3 
Humic-like substances 
87.7 
±5.4    582.9 
±16.5 
Siderophore-like  
86.4 
±6.0    299.5 
±5.9 
 
 


CHAPTER 6: BACTERIALLY MEDIATED WEATHERING OF CRYSTALLINE AND AMORPHOUS Cu-SLAGS
 
179 
 
 
 
FIGURE 6.5 Three-dimensional spectra presenting the fluorophores of metabolic products  
excreted by Pseudomonas aeruginosa in the presence of GS and CS  
after 14 and 28 days of experiment. 
(Control:  growth  medium,  AP:  aromatic  proteins,  HL:  humic-like  substances,  Pvd:  pyoverdine,  
MB: microbial by-products, d
14
: spectra recorded after 14 days of experiment, d
28
: spectra recorded 
after 28 days of experiment). Color intensity indicates intensity of peaks. 


CHAPTER 6: BACTERIALLY MEDIATED WEATHERING OF CRYSTALLINE AND AMORPHOUS Cu-SLAGS
 
180 
 
6.3.6  SEM observations 
According  to  the  SEM  observations,  components  of  the  CS  slag  such  as  glass  and  sulfides 
(especially  bornite:  Cu
5
FeS
4
)  are  partially  dissolved  even  under  abiotic  conditions  (Figure 
6.6). A higher degree of alteration was observed on grains placed in GM compared to those 
treated  with  UPW.  Partial  dissolution  of  sulfides  was  visible  on  the  edges  when  slag  was 
exposed  to  UPW  (Figure  6.6  A1),  while  a  larger  weathering  zone  (approximately  10  µm  in 
diameter)  resulted  from  the  GM  treatment  (Figure  6.6  B1).  Glass  dissolution  resulting  from 
the UPW experiment is present as irregular fractures that reach the size up to 42 nm (Figure 
6.6 A2), whereas glass corrosion in the form of round-shaped zones approximate in size to 1 
µm was observed on the grains immersed in GM (Figure 6.6 B2). An exposure of CS grains 
to  biotic  conditions  led  to  more  extensive  glass  and  sulfides  weathering  as  shown  in  Figure 
6.6 C1. Glass dissolution features were similar in shape and diameter to those resulting from 
abiotic GM experiment (Figure 6.6 C3). However, these characteristics are more widespread 
on  the  samples  immersed  in  the  GMB  solution.  Furthermore,  the  breakdown  of  fayalite 
(Fe
2
SiO
4
) was solely observed for slag grains that experienced exposure to biotic conditions 
(GMB).  Its  decomposition  appears  as  round-shaped  altered  zones  having  a  diameter 
approximately up to 10 µm (Figure 6.6 C2).  
The  GS  grains  that  experienced  abiotic  weathering  conditions  showed  eroded  zones  in  the 
form of holes related to removal of Cu-droplets and altered glass (Figure 6.7). Elongated thin 
glass  fractures  were  observed  on  the  grains  resulting  from  UPW  treatment  (Figure  6.7  A1), 
while  round-shaped  alteration  zones  similar  to  those  observed  on  CS  grains  appeared  after 
GM  treatment  (Figure  6.7  B1).  Glass  alteration  in  biotic  solution  exhibited  highly  altered 
edges of grains (Figure 6.7 C1). Removal of Cu-droplets occurred on the grains treated with 
all solutions (Figures 6.7 A2-C3), however a higher degree of their depletion was observed on 
grains which experienced biotic treatment (Figures 6.7 C2 and C3). 


CHAPTER 6: BACTERIALLY MEDIATED WEATHERING OF CRYSTALLINE AND AMORPHOUS Cu-SLAGS
 
181 
 
 
 
FIGURE 6.6 SEM images presenting weathering features of crystalline slag after exposure to 

Download 15,27 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   ...   280   281   282   283   284   285   286   287   ...   414




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©hozir.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling

kiriting | ro'yxatdan o'tish
    Bosh sahifa
юртда тантана
Боғда битган
Бугун юртда
Эшитганлар жилманглар
Эшитмадим деманглар
битган бодомлар
Yangiariq tumani
qitish marakazi
Raqamli texnologiyalar
ilishida muhokamadan
tasdiqqa tavsiya
tavsiya etilgan
iqtisodiyot kafedrasi
steiermarkischen landesregierung
asarlaringizni yuboring
o'zingizning asarlaringizni
Iltimos faqat
faqat o'zingizning
steierm rkischen
landesregierung fachabteilung
rkischen landesregierung
hamshira loyihasi
loyihasi mavsum
faolyatining oqibatlari
asosiy adabiyotlar
fakulteti ahborot
ahborot havfsizligi
havfsizligi kafedrasi
fanidan bo’yicha
fakulteti iqtisodiyot
boshqaruv fakulteti
chiqarishda boshqaruv
ishlab chiqarishda
iqtisodiyot fakultet
multiservis tarmoqlari
fanidan asosiy
Uzbek fanidan
mavzulari potok
asosidagi multiservis
'aliyyil a'ziym
billahil 'aliyyil
illaa billahil
quvvata illaa
falah' deganida
Kompyuter savodxonligi
bo’yicha mustaqil
'alal falah'
Hayya 'alal
'alas soloh
Hayya 'alas
mavsum boyicha


yuklab olish