Islom karimov nomidagi toshkent davlat texnika univyersiteti

Tudadagi bakterial ishqorlash – ma’lum turlarga mansub mineral xom ashyodan foydali komponentni oksidlab va eritmaga o’tishini tezlatuvchi bakteriyalar yordamida foydali komponentlarni ishqorlab ajratib olish.
Savollar:

1. 
   «Biotexnologiya» fani nimalarni urganadi?
   
2. 
   Foydali komponentlarni ishqorlab ajratish nima?
   
3. 
   Tudadagi ishqorlash usulining boshqa usullardan prinsipial farqi?
   
4. 
   Tudadagi bakterial ishqorlash nima?
   

2-Ma’ruza

Mavzu: Mikroorganizmlarni qo‘llashning hozirgi holati
Reja

1. Rangli va kamyob metallarni bakterial oksidlash usuli

2. Oltingugurt almashinuviga doir bakteriyalar

3. Tarkibida temir moddasi bor sulfidlarni bakterial oksidlash
Rangli va kamyob metallarni bakterial oksidlash usulini faqatgina tarkibida metall kam, zabalans rudalar, yoki kon metallurgiya korxonalarning chiqindilariga nisbatdan ishlatib qolmay, balki tarkibida kup metalli, kompleks birikmali va qiyin ishlov beriladigan rudalarga nisbatdan qullush maqsadga muvofiqdir. Bular tarkibiga mis-rux va polimetall rudalar kiradi. Ikkilamchi sulfidlar–kovellin, xalkozin va boshqa minerallarning tarkibidagi mis va rux metallari juda xam mayda sulfid xolatida ularga yopishgan bo’lib, rux aldamchisi va piritni faollashtirishi mumkin, natijada flotatsiya boyitish jarayonida, flotatsiyaning minerallarni selektiv ajratish xolati buziladi va texnologik kursatkichlar yomonlashadi

Eng murakkab rudalar tarkibiga mis-ruxli rudalar kiradi, va ular selektiv flotatsiya usulida umuman qiyin boyitiladi. Bunday rudalarni, yoki kollektiv konsentratlarni faqatgina tion bakteriyalari yordamida gidrometallurgik usul bilan – tudada yoki idishda oksidlash mumkin. [4].

D.I.Mendeleev periodik jadvalidagi 118 elementdan 60-tasi xozirgi kunda mikroorganizmlar yordamida yig‘iladi, qolgan 21 element (6 inert gaz va 22 sun’iy yaratilgan) tabiatda kam uchragani uchun mikrobiologik o’zgarishlarda kuzatilmagan.

Mikroorganizmlar ta’sirida o’zgaradigan birikmalar sirasiga tarkibida rangli va nodir metallar bor hamma minerallar va ularning elementlari kiradi: Cu, Zn, Pb, As, S,Ca, Na, Si va b. Shuning uchun, mikroorganizmlar tomonidan ozuqa sifatida ishlatiladigan minerallar (sulfid va sof metallar) mikroorganizm-larning o’zlari, yoki ularning metabolitlari ta’sirida oksidlanishadi (oksidlangan minerallar, nodir metallar, silikatlar), foydali komponent va elementlar eritma holatiga utib, undan ajratib olinishi mumkin. Bakteriyalar mis, rux, qurg‘oshin, surma, nikel, vismut, molibden va h. sulfidlarini oksidlashi aniqlangan, va bakteriyalar sulfid minerallarining oksidlanishini un, yuz marotaba tezlatishi mumkin, masalan temirning oksidlanish tezligi Acidithiobacillus ferrooxidans ishtirokida 2 ming marotaba tezlanadi.

Xozirgi vaqtda Bolgariya, Yugoslaviya, Kanada, AQSH, Yaponiya, Avstraliya mamlakatlarida tudadagi bakterial oksidlash texnologiyasi va keng qo’llaniladi. Acidithiobacillus ferrooxidans bakteriyasi esa tudadagi uran rudalarini oksidlash jarayonida Kanada, Portugaliya, JAR va boshqa mamlakatlarda qo’llaniladi. Tudadagi ishqorlash usulida eski ishlatib bulingan uyumlar, tarkibida juda kam–0,1-0,3% foiz misi bor rudalarda bakterial oksidlanish qo’llanilganda, ajratib olingan misning tannarxi pirometallurgiya, yoki sanoat rudasini boyitish usullariga nisbatdan juda xam past bo’ladi.

Amaliy tajribalar shuni kursatdiki, tion bakteriyalari xalkopiritning erishini 12 barobar, arsenopiritni 8, kovellin va bornitni 18 barobar tezlashtirdi. Ushbu mikroorganizmlar og‘ir metallarning barcha sulfidlarini oksidlashga qodir, va haqiqiy avtotrof sifatida mineral muhitda oltingugurtning tiklangan birikmalarining oksidlanishidan ajraladigan energiya evaziga yashashadi.

Oltingugurtning almashinuvida ishtirok etadigan mikroorganizmlar orasida muhim urinni oltingugurtni oksidlovchi A.ferrooxidans, A.thioporus, A.denitrificans va sulfatlarni tiklovchilardan Desulfotomaculum urug‘iga mansub bakteriyalari ishtirok etishadi. Oksidlanishning kimyoviy va mikrobiologik usullarini solishtirganimizda, ularning bir biriga tuliq uxshashligini kuramiz.

Oltingugurt almashinuviga doir bakteriyalarning yashash xarakatlarini bilgandan keyin, ularni ongli ravishda amaliyotda qullash mumkinligini tushunamiz. Masalan, sanoat rudalarining tarkibidagi rangli metallarning 90% sulfidlardan tarkib topgan. Mikroorganizmlar uchun qulay sharoit yaratib, qimmatli metallarni ular yordamida ajratib olish imkoniyatiga Erishamiz, bu esa metallar metallurgiyasida prinsipial yangi yunalishlarni ochib beradi.

Tarkibida temir moddasi bor sulfidlarni bakterial oksidlashda, oksidlanish jarayonida bakteriyalardan tashqari oksidlangan temir sulfati Fe₂(SO₄)₃ ham ishtirok etadi. FeSO₄ tuxtamasdan A.ferrooxidans bakteriyalari yordamida oksidlanib oksidlangan temir sulfatiga Fe₂(SO₄)₃ -ga tiklanib turadi, va u, o‘z navbatida oltingugurtni oksidlaydi. Natijada sulfidlar oksidlanishi darajasi intensivlashib, metallar ishqorlanishining tezligi yanada oshadi.

Tabiatda A.ferrooxidans faoliyati sulfidlarning tashqariga chiqib, kislorod bilan tuyingan suv yoki namlik qushilganda amalga oshadi.

Tarkibida mishyak bor minerallarining oksidlanishida tion bakteriya-larining ishtiroki muhim urin tutadi. Mis-qalayli konsentratlarning tarkibida 4-dan 16% -gacha As, bakterial oksidlanish natijasida % foizning undan kam miqdorigacha kamaydi.

Oltin va boshqa metallarni ajratib olish jarayonlarida geterotrof mikroorganizmlari ham muxim rol uynashadi, ularning yashash tarzida ajratgan organik metabolitlari (chiqindilari), oksidlash jarayonida metallar bilan birlashib metallorganik birikma yaratishadi. Ushbu bakteriyalar minerallarning kristall panjarasini buzib metallar bilan organik birikmalar–xelatlar tuzishadi. Geterotrof bakteriyalarning chiqindi kultural eritmalari yordamida, tarkibida kam metalli rudalardan sof oltinni ajratib olishga muvaffaq bo’lindi. Kultural eritmalar tarkibida aminokislotalar va oqsillar bo’lib, ishqoriy muhitda oksidlovchilar ishtirokida qo’llaniladi. Bunday sharoitda, qumlar 100-120 soat ishlov berilganda 70% Ti, Mo, Cu va boshqa metallar ajralib chiqqan.

Mikroorganizmlarning minerallar bilan bulgan faoliyatining teoretik tadqiqotlari natijasida, va sanoat sohasidagi amaliyotdagi idishdagi ishqorlash tajribalari, idishdagi bakterial ishqorlash texnologiyasining asosiy yunalishlarini aniqlashga olib keldi (Rasm1).

Avvalambor, oltinning mayda yopishgan zarrachalari sulfid minerallaridan bakteriyalar yordamida ochilishi, asosan pirit va arsenopirit tarkibidan, rangli metall rudalarini boyitish natijasida mishyakning zararli qushimcha sifatida tarkibida mishyakli konsentrat va mahsulotlardan ajratilishi. Ushbu usul bilan rangli metallarning kollektiv konsentratlaridan ajratish imkoni paydo bo’lib, mis-ruxli va mis-nikelli va h. konsentratlardan ularni bir biridan ajratib olish imkoni tug‘iladi. Boyitish va metallurgik jarayonlaridan oldin mineral mahsulot va konsentratlariga bakterial ishlov berish, metallarni tularoq va sifatli ajralishini ta’minlaydi.

Metallurgik ishlab chiqarishdagi sanoat chiqindi suvlari va tarkibida oltingugurt bor gazlarni tozalashda ham idishdagi bakterial ishqorlash effektiv natijalar berishi mumkin.

Ishlab chiqarilgan ilmiy asoslar va amaliy sanoat tajribalari shuni ko’rsatdiki, idishdagi bakterial ishqorlash usuli qator afzalliklari bilan ajralib, ularni gidrometallurgik jarayonlar bilan birgalikda keng joriy qilib, qiyin ishlov beriladigan mineral xomashyolarda effektiv ravishda qullash mumkin.

Birinchidan, ushbu usul tudadagi va yer osti ishqorlanishiga nisbatdan to’liq nazoratda bo’lib yengil boshqariladi.

Ikkinchidan, mayda ezilgan mahsulotlarda qo’llanilib, bakterial oksidlanish jarayoni va minerallar destruksiyasi keskin ravishda tezlashadi.

Uchinchidan, ishqorlanish jarayonida ma’lum muhitlarni tanlab, mineral mahsulotlardan qimmatli komponentlarni yuqori darajada selektiv ajratib olishga erishiladi.

To’rtinchidan, ushbu usul xar xil murakkab jihozlarni talab qilmaydi, uni mahsus kislotali muhitga chidamli idish va pachuklarda amalga oshirish mumkin.

1-jadval

Va nihoyat, ushbu usul ekologik toza va past temperaturali bo’lib, atmosferaga zararli chiqindilarni tashlamay, yopiq holdagi suv almashinuvi bilan ta’minlangan.

Xozirgi vaqtda sanoat miqyosida ishqorlashning bakterial usullari dunyoning 20 mamlakatida qo’llanilib kelmoqda, 40 dan ziyod korxonada mis va uran rudalarini Yer osti va tudadagi ishqorlash usullariga asosan, tarkibida kam metalli va boyitish fabrikalarining va kon-metallurgiya korxonalarining chiqit rudalarni qayta ishlash yuli bilan maxsulotlar olinmoqda. Xozirgi vaqtning uzida bakterial-kimyoviy usullar yordamida AQSH, Kanada, Meksika, Peru, Ispaniya, Avstraliya, Yugoslaviya va boshqa mamlakatlarda 20% foiz mis va uranning kupgina miqdori ajratib olinmoqda. AQSH ning uzidagina, ushbu usullar bilan faqatgina 2000 yilning o’zida mis va uranning 5 mlrd. dollarga teng miqdori ajratib olindi.

Texnologik jarayonning ishlatilish turidan qat’iy nazar, xozirgi zamon mikrobiologik ishqorlash usuli spetsifik gidrometallurgik jarayon bo’lib, unda sulfid minerallarining oksidlanishi va ishqorlanishi sulfat kislotali muhitda xemolitoavtotrov tion bakteriyalari ishtirokida bajariladi.

Idishdagi bakterial ishqorlash usuli (BI) boshqalariga nisbatdan yangi hisoblanadi. Uning rivojlanishining kelib chiqishi asosan qiyin boyitiladigan rudalar, sanoat maxsulotlari, qiyin ishlanadigan konsentratlarga va tarkibi murakkab polimetallik xomashyoga bog‘liq. Bunday maxsulotlarga ishlov berish, oddiy mexanik, fizik-kimyoviy usullar kam samara berishadi. Bakterial ishqorlash usulning amaliy qiymati shundan ham iboratki, tarkibida zararli moddasi, masalan mishyakli konsentratlarni tozalashda qo’llaniladi. Bunda bakteriyalar sulfid minerallarining kristallik panjaralarini buzib, undagi mayda yopishgan oltin zarrachalarining ajralib chiqishiga yordam berishadi. Kollektiv konsentratlarning va sanoat maxsulotlarining tarkibidagi metallarning selektiv ajralishini ta’minlab, konditsiyasiz maxsulotlarning sifatini yaxshilaydi va h.

Idishdagi bakterial ishqorlashning muhim ahamiyatidan biri, u boshqa usullar bilan birgalikda qo’llanilib, qayta ishlashning tezligini ta’minlaydi, aytaylik yer osti va rudadagi ishqorlashga nisbatdan. Jarayon kechishining tezligi asosan ishqorlash texnologiyasini va usulning iqtisodiyotini belgilaydi.

Xozirgi vaqtda bakterial oksidlash va ishqorlash tadqiqotlari bilan 100 ga yaqin ilmiy korxona va firmalar dunyoning 25 mamlaktlarida shug‘ullanishadi. Dunyoning 12 mamlakatida 15 ta sanoat bakterial ishqorlash uskunalari qurilib, mahsulot berishmoqda (JAR, Avstraliya, Braziliya, AQSH, Kanada, Zambiya, Gana, Rossiya, Xitoy, O‘zbekiston, Qozog‘iston va Malayziya). Boshqa mamlakatlarda ko’p miqdorda tajriba uchun yarim sanoat qurilmalari sinalmoqda.
Takrorlash uchun savollar.
1. Rangli va kamyob metallarni bakterial oksidlash usuli

2. Oltingugurt almashinuviga doir bakteriyalar

3. Tarkibida temir moddasi bor sulfidlarni bakterial oksidlash