Islom karimov nomidagi toshkent davlat texnika univyersiteti

A.ferrooxidans tion mikroorganizmlarining aerob metabolizmida kislorod elektron akseptorlari vazifasini oksidaza fermentlari ishtirokida bajaradi. Kisloroddan tashqari ushbu obligat avtotrof bakteriyalar uglerodni atrof muhitdagi karbonat angidrididan ajratib hazm qilishadi. Shuning uchun A.ferrooxidans ishtirokida kechadigan bakterial ishqorlanish natijasida muhitning gaz tarkibi O’zgaradi, ya’ni undagi kislorod va karbonat angidrid miqdori, uning ulchami asosiy parametrlardan biri bo’lib, bakteriyalarning faolligi, usish darajasi va biologik oksidlanishning tezligini belgilaydi. O₂ va SO₂ –ning oddiy muhitdagi miqdori (8,1 mg/l va 0,03%) aytaylik mikroorganizmlarning faol rivojlanishi uchun etarli emas. Oksidlanmagan temirning oksidlanishi uchun iste’mol qilinadigan kislorod va karbonat angidridning xajmi muhitdagi Eritma holatidagi nisbatdan 180 va 80 barobar ko’p bo’lishi kerak. Shuning uchun asosiy e’tiborni bakterial ishqorlash jarayonini tashkil etadigan vaqtda pulpaning aeratsiyasiga qaratish kerak, chunki idishdagi usulni amalga oshirganda, mexanik qorishtirish bilan birga atmosferadan havoni surib, bosim ostida majburan pulpaga berish zarur. Masalan, idishlardagi aeratsiya temirning oksidlanish darajasini 7 barobar ko’paytirish imkonini beradi. Bir kilogramm oksidlanmagan temirni oksidlash uchun, bakteriyalarga 0,14 kg kislorod talab qilinadi. Bir kilogramm elementli oltingugurtni sulfat-ionlarga aylantirish uchun bakteriyalar-2 kg kislorod iste’mol qilishadi. Buncha miqdordagi kislorodni faqatgina pulpaga majburan, bosim ostida atmosfera havosi berilishi lozim.

Lekin tajriba yuli bilan idishdagi usulda aeratsiyaning kerakli miqdori aniqlanmagan. Ushbu muhim masala bo’yicha adabiyotda uchraydigan ma’lumotlar ko’p xollarda bir biriga qarama qarshi. Bir holatda, oksidlanmagan temirni bakterial oksidlash uchun muhitning bir hajmiga, bir soatda bir hajm havo purkalishi zarur, boshqasida–bir soatda uch hajm deyilgan. Lekin mikrobiologiyadan ma’lumki aeratsiyaning intensiv berilishi aerob mikroorganizmlarining usishini susaytirishi mumkin, agar ular tuzli ozuqa muhitida bulishsa va xujayralar miqdori 10⁷ xuj/ml.–dan ko’p bulsa. Shuning uchun mikrobiologlar bakterial muhitlarni aeratsiya qilishni 1-1,5 soatdan keyin boshlashni tavsiya etishadi. Bunda bakteriyalar usishning eksponensial fazasiga kirishadi.

Temirning bakterial oksidlanishi va unga havoning ta’siri bo’yicha o’tkazilgan tadqiqotlar shuni kursatdiki, bir soatda, bir hajm muhitga havoning 300 xajmini yuqori dispergatsiyalab junatganda ham bakteriyalar faolligi pasaymadi. Sanoat sharoitida esa xar bir minutda havoning sarflanishi pulpaning bir hajmiga bir hajm havo berilish kerak deb hisoblanardi. Havoning bunday miqdorda sarflanishi ishqorlanish jarayoning xarajatini kutarib yuboradi. Shuning uchun pulpa tarkibidagi kislorodning qoldiq miqdori 2 mg/l dan kam bulmasligi e’tirof etilardi.

Tarkibida sulfidlari bor maxsulotlarning tarkibidagi xar xil organik va anorganik moddalarning va qattiq sulfid zarrachalarining miqdori yuqoriligi bakterial ishqorlanish sharoitida, kislorodning pulpadagi eruvchanligi, 9 K ozuqa muhitiga nisbatdan kam bo’lib, kislorodning suyuq fazaga absorbsiyasi faktor sifatida ishqorlanish jarayonini pasaytirib quyadi. Oltinmishyakli konsentratlarning ishqorlanishida bakterial eritmaning tarkibidagi kislorodga nisbatdan xar bir xajm pulpaga 3-4 barobar kup kislorod yutiladi. Pachuklarda ishqorlash natijasida pulpadagi biomassa miqdori 10⁸-10⁹ xuj/ml bulganda, bir xajm pulpaga 1-2 xajm havo sarflanishi bir minutda kuzatilgan. Bunday sarflanishda kislorodning pulpadagi miqdori 4 g/l dan kam bulmaydi. Olimpiadin konining oltinmishyakli konsentratning bakterial ishqorlanishida havoning xar bir minutdagi sarfi 0,6 m³ - 1 m³ pulpaga teng buldi, ayrim chet eldagi uskunalarda esa 0,25-0,30 m³ -1 m³ pulpaga teng bulgandi. Mis-ruxli maxsulotlarning ishqorlanishida kislorodning qoldiq miqdori 1,6 mg/l dan kam emasdi.

Mikroorganizmlarning faolligini ko’paytirish uchun va oksidlanish jarayonlarini intensivlash uchun beriladigan havo aralashmasida SO₂ qushib va miqdorini 0,1-0,15% foizda ushlab turish tavsiya etilgan. Bunda mikroorganizmlar faolligi 35% foizga usganligi kuzatilgan.

Aeratsiya usuli bilan beriladigan havoning faolligini oshirish maqsadida va undagi kislorod miqdorini oshirish uchun, ishqorlanadigan pulpaga iloji bulsa qushimcha faol oksidlovchi–ozon berilsa, uning parchalanishi natijasida atomar va molekulyar holidagi kislorod paydo bo’ladi. Ozon-havo aralashmasi berilganda, unda faqatgina 0,01-0,02% ozon bo’lsa, temirning bakterial oksidlanishi 20-60 barobarga usishi kuzatilgan. Sulfidlarning oksidlanish tezligi ham sezilarli darajada ortgan.

Bakteriyalarning normal ravishda usishi va rivojlanishi uchun muhitda mineral tuzlar (biogenlar) bulishi ham talab etiladi, chunki bakteriyalarning energetik metabolizmida birinchi navbatda azot va fosfor birikmalari ishlatiladi. A.ferrooxidans kulturasini bakterial ishqorlanishda ishlatilganda ko’pincha Silvermana va Lundgrena muhiti qo’llaniladi, boshqachasiga bu muhitni 9K muhiti deb atashadi, uning tarkibiga quyidagi moddalar kiradi, mg/l: (NH₄)₂SO₄ - 3,0 g; KCl - 0,1 g; K₃PO₄ - 0,5 g; MgSO₄^. 7H₂O - 0,5 g; Ca(NO₃)₂ - 0,01 g; FeSO₄ ^. 7H₂O - 44,2 g.

Ayrim hollarda FeSO₄·7H₂O o’rniga Mor tuzi FeSO₄·(NH₄)₂SO₄·6H₂O (63g/l) ishlatiladi. Bunda muhitga (NH₄)₂SO₄ qushilmaydi. Muhitdagi tarkibini hisoblaganda Fe²⁺ miqdori 9 g/l ga yaqin bo’ladi. Ayrim hollarda 9K/2 ozuqa muhiti qo’llaniladi, undagi Fe²⁺ miqdori 2 barobar kam bo’ladi. Yoki 9K/4 muhiti va undagi Fe²⁺ miqdori turt barobar kam bo’ladi. Tarkibida sulfidlari bor konsentratlar bakterial ishqorlanishda qo’llanilganda, ular tarkibiga temir moddasi qushilmaydi, azot va fosfor tuzlari o’rniga esa ammofos o’g‘iti (0,5 g/l) qushiladi. Agarda konsentratlar tarkibida fosfor moddasi apatit shaklida bulsa, bunda ham muhitga fosfor moddasini kiritmasa bo’ladi.

Bakterial oksidlash jarayonlarining eng muhim shartlaridan biri xujayralarning faol kulturalarini qo’llash. Ruda suvlaridan ajratib olingan bakteriya shtammlarining faolligi anorganik substratlarini–oltingugurtni, temirni, sulfid minerallarini oksidlash uchun ishlatilganda xar xil bulishi aniqlangan. Masalan, konning ruda suvlaridan ajratib olingan bakteriya kulturalari aynan usha muhitda yashab (pH, sulfidlar turi, suvlardagi tuzlar tarkibi, temperatura rejimi, ingibirlovchi moddalar tarkibi) shu muhitning minerallaridan metallarni ishqorlashda qo’llanilsa, ularning faolligi yuqori bo’ladi.

Idishdigi bakterial ishqorlanish texnologiyasida zichligi baland pulpalarda yuqori faolli, ekstremal sharoitlarga chidamli shtammlar qo’llanilganda, chidamlilik ulchov parametrlaridan biri bo’lib, jarayonning tezligini va iqtisodiy arzonligini ta’minlaydi. Metallarning yuqori miqdorlariga chidamli shtammlar ajratib olinib, ular metallarning Eritmalaridagi quyidagi miqdoriga chidamli, g/l: mishyak 6-10, temir15-20, alyuminiy 20, nikel 72, xlor-ion 10, molibden 0,2, kumush 0,01 va kadmiy 0,82.

Metallarning past miqdori mikroorganizmlarning faolligini oshirishi aniqlangan, lekin metallarning miqdori oshirilganda, oldin xujayralarning ingibirlanishi kuzatiladi, keyin ular faolligi, rivojlanishi va usishi to’xtaydi. Bunda metallarning erkin SH –guruhlari bilan bog‘lanishini natijasida, tarkibida ushbu guruhlari bor fermentlar faolligi tuxtaydi. Bundan tashqari, ayrim metallar fermentlarning faol markaziga (kofermentlar) kiradi (masalan sitoxromlardagi mis va temir), boshqalari fermentlarning faolatorlari bo’ladi. Lekin metallarning yuqori miqdori fermentlarning molekulalari bilan bog‘lanib, uning faolligini tuxtatishi mumkin.

Yuqoridagi sabablarning barchasi, chidamlilik hususiyatlari keng bakteriyalar kulturasini yaratilishi haqida sabab bo’lib, ular ishqorlanadigan elementlarga chidamli kulturani sanoat miqyosida qo’llanilishini taqozo etadi. Bunday “ishlab chiqaruvchi” kultura shtammi yuqori faol bo’lib, yaxshi kinetik hususiyatlarga ega va suyuq fazaga utadigan elementlarning yuqori miqdoriga chidamli bo’ladi.