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


  Bio-leaching (microbial-based recovery)



Download 15,27 Mb.
Pdf ko'rish
bet373/414
Sana17.09.2021
Hajmi15,27 Mb.
#176986
1   ...   369   370   371   372   373   374   375   376   ...   414
Bog'liq
TH2015PESC1201 diffusion

8.4.1  Bio-leaching (microbial-based recovery) 
Bioleaching  is  an  environmentally  friendly  approach  to  metal  extraction  in  which 
microorganisms play a fundamental role (Ehrlich, 1998; Suzuki, 2001; Watling, 2006; Gadd, 
2010). The enhancement of the process through application of microorganisms is also a strong 
economic  driver.  Contribution  of  microorganisms  is  linked  to  several  processes  including: 
acidolysis,  complexolysis  and  redox  reactions  (Gadd,  2010).  Acidolysis  is  a  mechanism  in 
which proton replacement of metal in mineral phase plays a key role. Acid production occurs 
when  perhaps  acidophilic  organisms  utilize  elemental  sulfur  that  results  in  production  of 


CHAPTER 8: GENERAL DISCUSSION AND PERSPECTIVES
 
 
244 
 
sulfuric acid and subsequent lowering the pH. Likewise, this mechanism has also a partial role 
when  microbially-derived  metabolites  assist  in  the  process.  These  organic  compounds  may 
lead to local acidification of leachate and metal removal from the solid phase. However, the 
complexation mechanisms plays even more prominent role when organic molecule is present. 
Proton  detachment  from  organic  molecule  creates  binding  sites  of  high  affinity  to  different 
metals.  Complexation  phenomenon  leads  then  to  transfer  of  metal  from  insoluble  form 
incorporated in slag into soluble organic complexes present in aqueous leachate. However, the 
mechanisms  of  primary  importance  depend  on  microbial  organisms  employed  to  assist  as 
leaching  catalyst.  A  prime  example  of  organic  complex  affecting  stability  of  poorly  soluble 
silicates  is  siderophore  compound.  Buss  et  al.  (2007)  demonstrated  enhanced  dissolution  of 
silicates when exposed to siderophores. Likewise, Torres et al. (2014) demonstrated that Fe-
binding siderophores can accelerate dissolution of olivine compared to abiotic rates. Breaking 
silica  network  of  silicate  minerals  may  be  attributed  to  selective  microbial  iron  acquisition 
when nutrient availability from other sources is otherwise limited (Rogers & Bennett, 2004). 
An important evolvement has been made towards understanding the interactions of microbial 
organisms with minerals. It is known that the extend of degradation varies from one mineral 
to  another and is  also  specific to  deteriorative potential of microorganism acting. Moreover, 
minerals  can  serve  as  energy  source  for  microorganisms  or  play  a  vital  role  in  nutrient 
acquisition.  Demonstrated  so  far  potential  of  bioleaching  unfurls  opportunities  of  slags 
treatment and is therefore worth of evaluating. 
 
The objective of the part of dissertation focusing on dynamic and efficiency of metal leaching 
with  the  assistance  of  bacteria  (Chapter  7)  is  to  ensure  future  management  of  slags  in 
environmentally  friendly  manner.  Moreover,  such  an  approach  is  of  strong  importance  for 
satisfying metal demand of modern day society.  
Since bioleaching process depends upon number of factors, preliminary study of bio-leaching 
process  embraced  consideration  of  two  crucial  parameters  including  particle  size  and  pulp 
density on metal  leaching. Two different bacterial  strains  were implemented as  the leaching 
agents  in  order  to  make  a  comparison  between  acidic  and  circumneutral  bioleaching. 
Acidithiobacillus  thiooxidans  and  Pseudomonas  fluorescens  were  found  to  have  different 
strength  of  contribution  to  metal  extraction,  whereby  A.  thiooxidans  demonstrated  much 
higher  efficacy  as  compared  to  P.  fluorescens.  The  results  clearly  indicated  that 
implementation  of  bacteria  to  metal  leaching  plays  a  catalyzing  role  and  is  promising  for 
potential  recovery  of  valuable  elements  remaining  in  slags  (Figure  8.9).  An  interesting 
outcome  of  this  study  is  that  reduced  particle  size  of  the  slag  which  is  expected  to  increase 
their  contact  with  leaching  solution  is  not  always  appropriate.  Granulated  (amorphous)  slag 
was  found  to  exhibit  higher  leachability  when  larger  particle  size  was  used.  That  was 
attributed  to  neutralization  capacity  of  the  smaller  fraction  of  slag  which  likely  created 
unfavorable  conditions  for  bacteria  and  hindered  its  performance.  The  reduction  of  fraction 


CHAPTER 8: GENERAL DISCUSSION AND PERSPECTIVES
 
 
245 
 
size had nevertheless a good implication for crystalline (historical) slag. The explanation for 
this  phenomenon  is  that  the  main  mineral  phases  hosting  Cu  are  Cu-sulfides.  Although 
present in low volumetric proportions compared to silicates, they carry major part of Cu. An 
encapsulation  of  these  sulfides  between  the  crystals  of  fayalite  and  within  glassy  matrix 
makes  necessary  to  reduce  particle  size,  hence  increase  the  sulfides  exposure  leaching 
solution. 
 
The  results  obtained  in  this  part  of  the  thesis  point  out  the  possibility  of  application  of  the 
bioleaching process for slags. That approach would allow to remove metals from the slags and 
consequently  enable  their  use  for  a  variety  of  applications  afterwards.  A.  thiooxidans  was 
found  to  efficiently  catalyze  metal  extraction.  The  gainful  outcome  of  the  extraction 
highlights perspectives arising from the process. 
 

Download 15,27 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   ...   369   370   371   372   373   374   375   376   ...   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