Извлечение металлов из забалансовых руд, вскрышных пород и отходов обогатительных фабрик

Таблица 3. Деятельность отдельных видов бактерий в различных породах

Оптимальное рН	Вид бактерий				Процессы окисления сульфидов
				Кислые породы
2-4	Th. ferrooxidans
0,5-5,0	Th. thiooxidans
				Основные породы
5-9	Th. "Y"
5-9	Th. denitrificas

Указанные факторы необходимо учитывать, прежде всего, в исследовательских и опытных работах, чтобы не допускать ошибок при промышленном бактериальном выщелачивании.

В настоящее время в окислении сульфидных руд принимают участие тионовые бактерии: Thiobacillus ferrooxidans, Thiobacillus thiooxidans, Thiobacillus "Y"; пред­полагается также участие бактерий Thiobacillus denitrificans. Эти бактерии проявляют свою деятельность в различных водных средах, приспособив­шись к местным условиям. Активность той или иной группы бактерий в значитель­ной мере зависит от типа руды и характера вмещающих пород (табл. 3).
Таким образом, из рассмотренных основ теории выщелачивания медных руд можно сделать следующие выводы:
1. Выщелачивание большинства окисленных медных минералов может осущест­вляться разбавленной серной кислотой.
2. Для выщелачивания сульфидных медных руд требуется предварительное окисление их кислородом воздуха, сульфатом железа (II) или микроорганизмами;
3. В отсутствие сульфата железа (III) окисление сульфидов меди кислородом воз­духа протекает чрезвычайно медленно, если в процессе окисления не участвуют бак­терии.
4. Окисление вторичных сульфидов меди значительно ускоряется под воздейст­вием сульфата железа (III), который необходимо добавлять в растворы извне. В отношении халькопирита сульфат железа (III) является слабым окислителем.
5. На месторождениях медных сульфидных руд обычно присутствуют микроорга­низмы, ускоряющие процессы окисления сульфидов и сульфата железа (II), но их деятельность не всегда протекает в оптимальных условиях и потому не дает должно­го эффекта.
6. Основными микроорганизмами, принимающими активное участие в окислении сульфидных руд в кислой среде, являются Th. ferrooxidans. Эти бактерии взаимодей­ствуют как непосредственно с сульфидами меди (халькопирит, халькозин, ковеллин), так и с сульфатом железа (II).
7. Окисление элементарной серы, образующейся на промежуточных стадиях окис­ления сульфидов меди, протекает с участием микроорганизмов.
8. Для эффективного применения бактерий Th. ferrooxidans в процессе выщела­чивания сульфидных медных руд необходимо наличие в рудах, кроме сульфидов цветных металлов, пирита или других сульфидов железа, а также необходимого ко­личества двухвалентного железа в растворах, оптимальная кислотность среды (рН = 1,7 3,5), температура 28—35°C, определенная концентрация кислорода в растворах, наличие углекислоты, азота, фосфора и минеральных солей, а также незначи­тельное содержание в растворах ионов цветных металлов, вредных для бактерий.
Область применения микроорганизмов не ограничивается только выщелачивани­ем сульфидных медных руд. Проведены исследовательские работы, в результате которых установлена возможность окисления сульфидов в золотосодержащих концентратах (пирита, арсенопирита, стибнита) и регенерации раствора сульфата железа высокой концентрации при обезжелезнении тантало-ниобиевых минеральных продуктов. Окисление пирита, арсено­пирита и стибнита микроорганизмами Th. ferrooxidans и Th. thiooxidans протека­ет в 2—6 раз быстрее обычного. Добавка поверхностно-активных веществ в количе­стве 0,01 % к массе сульфидов увеличивает скорость их окисления на 30—50%. При высоких концентрациях (до 135 г/л FeSO₄) сульфат железа (II) успешно окисля­ется указанными выше бактериями, адаптированными в течение года, при рН = 2 3 и 28—30 °С в условиях аэрации раствора.
Приведенные данные свидетельствуют о большой перспективности применения бактериального выщелачивания цветных металлов из бедных руд и отходов горного и обогатительного производств. Вместе с тем широкого распространения это направление в цветной металлургии нашей страны пока не получило. Объясняется это не ' только различными причинами, связанными с финансовым и материально-техничес­ким обеспечением строительства соответствующих установок, но и тем, что в боль­шинстве случаев предпринимались попытки использовать в промышленных масш­табах "дикие" разновидности тионовых бактерий, которые не приспособлены к достаточно суровым условиям рудных месторождений.