Islom karimov nomidagi toshkent davlat texnika univyersiteti

Sulfid rudalarini bakterial oksidlash va eritishining nazariy asoslari
Reja

1. Sulfid rudalarini bakterial oksidlash

2. Sulfid rudalarini bakterial eritishining nazariy asoslari
Ruda konlari, ayniqsa sulfid ruda konlari tarkibida yashovchi mahsus mikroorganizmlarning faol yashashi uchun ekologik tuynuk vazifasini utaydi, chunki ushbu konlar tarkibidagi har xil kimyoviy hususiyatga ega elementlar geokimyoviy jarayonlarda ishtirok etishadi. Ruda tanalarida kechuvchi oksidlanish sharoitlari sulfid minerallarining ishqorlanishiga olib keladi va bunda metallar va oltingugurt suvda eruvchi holatga ishqorlanib utishadi. Ilgari, sulfid minerallarining oksidlanishi kimyoviy jarayon sifatida tushunib kelingan va asosiy agentlar sifatida havo kislorodi va oksidlangan sulfidlar mahsulotlari–sulfat kislota va metallar sulfatlari deb qaralgan. Ma’lumki, sulfidlarning yaxshi oksidlovchi sifatida oksidlangan temir sulfati bo’lib, metallar bilan quyidagi reaksiya kechadi

Me_mS_n + mFe₂(SO₄)₃ = mMeSO₄ + 2mFeSO₄ + nS. (1)

Reaksiya natijasida paydo bulgan temir sulfati kislotali eritmalarda, sekinlik bilan oksidlangan temir sulfatiga aylanadi. Lekin temir oksidlovchi tion bakteriyalari Asidithiobacillus ferrooxidans ishtirokida temirning oksidlanish tezligi 180 ming barobar oshadi. Ruda konlarida ushbu mikroorganizmlardan tashqari, boshqa mikroorganizmlar ham uchraydi va ular pH kursatkichining keng intervalida yashashadi (0,5 dan 10 gacha) va sulfid rudali konlarning deyarli barcha ekologik tuynuklarini egallaydi.

Tion mikroorganizmlari xemolitoavtotroflar bo’lib, ularning energetik jarayonlarida elektronlar manbasi sifatida anorganik moddalar bo’lib, karbonat angidridi organik moddaga aylanishi uchun, tizimdagi avtotrof singish– bakteriyalarning asosiy ozuqa manbasi turi bo’ladi.

Temir oksidlovchi bakteriyalari uchun eng engil oksidlanuvchi substrat sifatida oksidlanmagan temir bo’lib, kislotali muhitda bakteriyalar ishtirokida oksidlanadi:

4Fe²⁺ + 4H⁺ + O₂ 4Fe³⁺ + 2H₂O + 11kkal. (2)

Oksidlanmagan temirdan tashqari A.fYerrooxidans enYergetik manba sifatida oltingugurtning tiklangan moddalarini ham qullaydi, masalan tiosulfatlarni S₂O₃^2-, uchtionatlarni S₃O₆^2-, turttionatlar va elementli oltingugurtni, va oxirgi mahsulot sifatida – sulfat ion (H₂SO₄) paydo bo’ladi. O’tkazilgan ko’plab tajribalar natijasida A.ferrooxidansbakteriyalari, sulfid minerallarining deyarli barcha ma’lum bulgan turlarini oksidlashi aniqlangan.

A.ferrooxidans bakteriyalarining asosiy faol yashab rivojlanishi uchun: muhit kislotaligi, temperatura, suvning va kislorodning borligi talab etiladi. Bakteriyalar rivojlanishi uchun muhit pH –ning optimal kursatkichi – 2,0-2,4, lekin tabiiy ruda suvlarida ushbu mikroorganizmlar pH 1,2 va 7,6 –da uchraydi va ushbu sharoitlarlar ularning faol yashashashiga tug‘ri kelmaydi. Muhit pH 9,0 bulganda ular ulishadi, lekin kislotali muhitga uta chidamlilar. Ular eritmadagi sulfat kislota miqdori 18 g/l bulganda ham chidaydi va konsentratsiya 22 g/l etganda ulishadi, bu degani pH 0,3 bo’lib, xujayra ichidagi pH 4,8-5,0 atrofida saqlanib turiladi.

A.ferrooxidans bakteriyalari mezofillar sinfiga mansub bo’lib, ularning usishi va rivojlanishi uchun optimal issiqlik darajasi 28 - 35⁰C –ga teng. 40⁰C –da o’sishdan to’xtaydi, 50⁰C –da ular tarkibidagi oqsillar denaturatsiyaga uchrab, ular nobud bo’lishadi (ularning strukturasi o’zgaradi, lekin bug‘inlari uzilmaydi).

Bakteriyalarning normal usishi va rivojlanishi uchun muhitda ma’lum miqdorda mineral tuzlar bulishi talab etiladi, bularga azot va fosfor birikmalari kiradi va ularni bakteriyalar energetik metabolizmda ishlatishadi. Oldin aytib utilganidek, A.ferrooxidans bakteriyalari barcha sulfid konlarining ruda kislotali suvlarida, kumir shaxtalarida va uran ma’danlari yig‘ilgan, tarkibida pirit minerali bor joylarda uchrashadi. A.ferrooxidans –ning tabiiy shtammlarining bir biridan farqi, ularning kislotali muhitga, og‘ir metallar, har xil mikroelementlar, sulfidlar va oldtingugurtni oksidlash tezligi va chidamliligi bilan farqlanadilar. Barcha farqlanishlar adaptiv (moslashuv) xarakteriga ega. Masalan, Degtyar konining nordon suvlaridan ajratib olingan mikroorganizmlar, keyinchalik, ularga ma’lum moslashuv singdirilganidan keyin, arsenopirit, sfalerit, xalkopirit va boshqa sulfid minerallarini oksidlashda qo’llanildi. Temir oksidlovchi bakteriyalarining yashaydigan uzgaruvchi muhit sharoitlariga moslashishga (adaptatsiya) bulgan qobiliyati bakterial ishqorlash (BI) texnologiyasida muhim ahamiyat kasb etadi. Bakteriyalar adaptatsiyasi, muhitdagi 55 g/l mis, 30-40 g/l –gacha ruh, 8-12 g/l –gacha mishyak miqdorlariga moslashuvi kursatilgan. Bakteriyalarning ushbu noyob hususiyatlari, ularni sanoat miqyosida qullashga imkoniyat beradi, masalan, zichli pulpalardagi idishdagi ishqorlash jarayonida.