Г. И. Каравайко биогеотехнология

Биогеотехнология переработки металлсодержащих руд

Показано, что интенсивность выщелачивания меди под действием бакте­рий возрастает в 7—10 раз, никеля и кобальта — 1,5—2,5 раза, а расход серной кислоты при этом снижается в 2,5—5 раз ⁹.
В настоящее время металлы получают в основном из коллективных концентратов, и их селективное извлечение затрудняется. Бактерии могут быть использованы как для обогащения руд цветных металлов, так и для селективного разделения минералов на стадии флотации. Эти исследования развиваются в Институте химии АН Таджикской ССР и ИНМИ АН СССР. Использование сульфатредуцирующих бактерий в обо­гащении руд позволяет не только улучшить технологические показатели существующих процессов, но и проводить ряд новых. Некоторые из них перечислены ниже.

Горные породы — сырье
для получения металлов в будущем
Расширить сырьевую базу металлургии в прин­ципе можно и применяя бактерии для извлечения металлов непосредст­венно из горных пород. В решении этой задачи важную роль могут сыг-
⁹ См.: Головко Э. В., Розенталь А. К., Седельников В. А., Суходрев В. М. Химиче­ское и бактериальное выщелачивание медно-никелевых руд. Л.: Наука, 1978.
Научные обзоры
80

рать как гетеротрофные, так и хемолитотрофные микроорганизмы. Эти бактерии разрушают минералы горных пород косвенным путем — благо­даря образованию органических соединений и минеральных кислот, ко­торые переводят металлы в раствор в виде ионов, хелатов и органоми-неральных комплексов.
Основным типом химической связи силикатов, слагающих практиче­ски все горные породы, является силоксанная связь Si—О—Si. Чисто химический процесс разрушения этой связи если и идет, то крайне мед­ленно. Бактерии, в зависимости от величины рН среды, в той или иной степени ускоряют эту реакцию. Здесь приведены данные о разрушении силоксанной связи кварца (Si0₂) клетками Bacillus mucilaginosus в би-дистиллированной воде (извлечение кремния в раствор, мг/л):
Величина рН 2,0 8,0 9,0 9,5 10,0
Извлечение без бактерий 0 0 0 0 0
Извлечение с бактериями 0 0 5,6 16,5 88,7
Что касается алюмосиликатов, то они разрушаются бактериями ьак при низких, так и при высоких значениях рН.
Гетеротрофные микроорганизмы, по данным отечественных и зарубеж­ных специалистов, способствуют извлечению из горных пород и руд зо­лота, меди, урана, титана, кремния, никеля, алюминия, марганца и дру­гих металлов. Извлечение титана, марганца в присутствии бактерий и их метаболитов может достигать 80—90%, никеля — 99 %; скорость извлече­ния урана из руд увеличивается в 100 раз, из гранита — в 5 раз. Одна­ко технологические и экономические аспекты данной проблемы еще не разработаны.
Ряд проблем, связанных с использованием горных пород, очевидно, можно будет решить и путем их бактериального обогащения. Так, по данным Д. Росси (Италия), извлекая из лейцита KAl(Si0₃)₂ калий, можно получить продукт, обогащенный алюминием. Запасы же лейцита весьма значительны.
Другой пример — обогащение низкосортных и некондиционных бокси­тов. Основная вредная примесь в них — это кремнезем, связанный с окисью алюминия. Отделение этих компонентов от основной массы бок­ситов путем обычного обогащения очень затруднено из-за исключительно тонкой вкрапленности и тесного взаимного проникновения основных ми­нералов породы.
Проведенные исследования показали возможность обогащения бокси­тов за счет избирательного выщелачивания кремния с помощью микро­организмов. Так, обработка бактериями вместе с продуктами их жизне­деятельности высококремнистых бокситов обеспечивает получение высококачественных бокситовых концентратов при реакции среды от слабокислой до слабощелочной. Содержание глинозема в них повы­шается с 47—48 до 55—59%, а кремневый модуль (соотношение АЬОз/ЭЮг) — с 3,8—3,9 до 10,1 при высоком извлечении алюминия — до 88,2%. Традиционными методами обогащения из тех же бокситов были получены концентраты с содержанием глинозема 53,2%, при извлечении 65,3% алюминия'⁰.
Улучшить обеспечение промышленности марганцем можно будет не только благодаря использованию новых ресурсов, как, например, рудных конкреций, добываемых со дна морей и океанов, но и за счет утилиза­ции различных отходов, бедных руд, а также благодаря улучшению качества марганцевых руд. Исследования показали, что в ряде случаев
⁴⁰ См.: Андреев П. И., Полъкин С. И., Шав.ю Р. А., Каравайко Г. И., Морозо­ва Р. Д.— Изв. вузов. Цветная металлургия, 1973, № 3, с. 8—И.