Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги ислом Каримов номидаги

Арсенопирит ва пиритни бактериал танлаб эритишда гальваник эффект схемаси

5.2 - расм.

А. ferrooxidans мезофил бактериялари хаёт фаолияти учун оптимал ҳарорат 28-35⁰С эканлиги маълум. 40⁰С да уларнинг ўсиши тўхтайди, 50⁰С да эса оқси ҳл денатурацияси натижасида ферментларнинг дезактивацияси рўй беради ва мезофил бактериялар ҳалок бўлади. Паст ҳароратларда бактериялар ўсиш тезлиги ҳужайра липидлар таркибига кирувчи юқоритўйинган ёғ кислоталарини синтезлай олмагани учун секинлашади. Бунда табиийки уларнинг оксидлаш фаоллиги пасаяди.

Арсенопиритдан маргимушни танлаб эритишнинг энг катта тезлиги 35⁰С ҳароратда кузатилади, унда 30 ва 20⁰С ҳароратларга қараганда ажратиб олиш 1,3 ва 4,3 баравар ортади. Барча ҳолатларда микроорганизмлар фаоллигини ҳароратга боғлиқлиги эгри чизиғи ферментатив оксидлаш механизмига характерли бўлиб, қўнғироқсимон шаклдалиги кузатилган, чунки катализатор ферментлари ҳаракати ўзига хос хусусияти бу уларнинг термолабил талабчанлигидир. Темир оксидланганда ҳарорат коэффициенти Q₁₀ бўлганда 2,0, сульфидли минералларни танлаб эритганда 2-3 ни ташкил қилади.
Олтинмаргимушли концентратларни бактериал танлаб эритиш амалиётининг кўрсатишича жараён 40⁰С ҳароратда, мезофил А.ferrooxidans, А.thiooxidans ва Leptospirillum ferrooxidans бактерияларидан ташқари 40-45⁰С ҳароратда сульфидларни оксидлашда иштирок этувчи ўртача термофиллар иштирок этганда, анча фаол кечишини кўрсатди.
Тион микроорганизмлари А.ferrooxidans метаболизмида кислород электронлар акцептори ролини фермент-оксидазлар иштирокида бажаради. Кислороддан ташқари бу бактериялар талабчан автотроф бўлиб, улар атроф муҳитдан истеъмол қилувчи СО₂ дан углеродни ассимиляция қилади. Шунинг учун А.ferrooxidans иштирокидаги бактериал танлаб эритишда муҳитнинг газ таркиби, яъни унда жойлашган кислород ва ис гази миқдори, бактерияларнинг ўсиши, фаоллиги ва биологик оксидлаш тезлигини аниқловчи асосий параметрларидан биридир. Оддий шароитда жойлашган (8,1 мг/л ва 0,03%) О₂ ва СО₂ миқдори микроорганизмлар хаёт фаолиятини фаоллигини ушлаб туриш учун етарли эмаслиги аён. Темир занги оксидланганда кислородни ва ис газини истеъмол қилиш ҳажминимуҳитда эриганига нисбатан максимал миқдоридан тахминан 180 ва 80 марта ошади. Шунинг учун бактериал танлаб эритиш жараённи ташкил қилишда пульпа аэрациясига катта эътибор ажратилиши керак, у чанли усулда механик аралаштириш билан амалга ошиши, атмосферадан ҳавонинг тортилиши ва уни босим остида мажбурий юборилиши билан амалга оширилади. Масалан, чанларда аэрация темир оксидланиш тезлигини 7 марта кўпайтиришга имкон беради. Бир килограмм темир зангини бактериялар билан оксидлаш учун 0,14 кг кислород керак бўлади. Бир килограмм элементли олтингугуртни бактериялар 2 кг кислородни истеъмол қилиб, сульфат-ионгача оксидлайди. Пульпада кислороднинг бундай миқдорини фақат мажбурий аэрация таъминлаши мумкин.
Аммо чанли усулда аэрация жараёнининг керакли даражаси ҳозирги вақтгача тажриба йўллари билан ўрнатилмаган. Адабиётдаги маълумотларга қараганда ушбу муаммо бўйича маълумотлар бир-биридан фарқ қилади. Бир ҳолатда темир зангини бактериал оксидлаш учун бир соатда муҳитнинг бир ҳажмини ҳавонинг бир хажми билан, бошқасида, соатига уч хажмни бир хажм билан пуркаш кераклиги кўрсатилган. Шу вақтнинг ўзида микробиологиядан маълумки, интенсив аэрацияда аэроб микроорганизмлар ўсиши секинлаштириши мумкин, айниқса агар улар тузли озуқа муҳитида хужайралар концентрацияси 10⁷ кл/мл дан кўп бўлган муҳитда жойлашган бўлса. Шунинг учун микробиологлар бундай бактериал муҳитда аэрацияни бактериялар экспотенциал фазага кирганда, 1-1,5 соатдан кейин бошлашни тавсия қилишади.
Темирни бактериал оксидлашга ҳавонинг таъсири устида олиб борилган изланишлар кўрсатишича аэрация даражаси 300 хажм ҳаво соатига бир хажм муҳитда диспергациянинг юқори даражасида ҳам бактериялар фаоллиги сўнмайди. Саноат шароитида ҳаво сарфи минутига бир ҳажм пульпага бир ҳажмдан кам бўлмаслиги керак деб ҳисобланган. Шунинг учун, кислороднинг пульпадаги қолдиқ концентрацияси 2 мг/л дан кам бўлиши керак эмас деб ҳисобланади.
9К муҳитга қараганда пульпада кислород эрувчанлиги турли ҳам органик, ҳам ноорганик бирикмаларнинг юқори концентрацияси сабабли камаяди ва пульпадаги қаттиқ заррачалар – сульфидларнинг миқдори кўплиги сульфид таркибли маҳсулотларни бактериал танлаб эритиш шароитида кислороднинг суюқ фазага диффузияси танлаб эритиш жараёнини лимитловчи омили бўлиб қолади. Олтинмаргимуш таркибли концентратларни танлаб эритганда пульпанинг ҳар бир хажмига ўша ҳажмда бактериал эритма таркибига нисбатан кислород 3-4 баравар кўп ютилади. Пачукларда танлаб эритишда эса пульпа суюқ фазасида биомасса миқдори 10⁸-10⁹кл/мл бўлганда минутига бир хажм пульпага ҳаво сарфи 1 - 2 хажмдан кам бўлмайди. Бундай сарфда кислород концентрацияси 4 г/л дан камаймайди. Олимпиадинск конининг олтинмаргимушли концентратини бактериал танлаб эритганда минутига 1 м³ пульпа учун ҳаво сарфи 0,6 м³ ни ташкил қилди, баъзи чет эл қурилмаларида эса 1 м³ пульпа учун у 0,25-0,30 м³ га тенг. Мис-рухли махсулотларни танлаб эритишда кислороднинг қолдиқ концентрацияси 1,6 мг/л дан кам эмас деб аниқланган.
Микроорганизмлар оксидланиш жараёнлари фаоллиги ва жадаллигини ошириш учун аэрация учун берилаётган ҳаво аралашмасида СО₂ концентрациясини 0,1-0,15% чегарасида ушлаб туриш керак. Бунда микроорганизмлр фаоллиги 35% га ошади.
Аэрацияловчи ҳавони фаоллаштириш мақсадида танлаб эритилувчи пульпага юборишда ва ундаги кислород миқдорини кўпайтиришда актив оксидловчи – озонни қўшимча юбориш мумкин, унинг парчаланиши ҳисобига атомар ва молекуляр кислород ҳосил бўлади. 0,01-0,02% озон таркибли озон-ҳаво аралашмаси юборилганда темирни бактериал оксидлаш тезлиги 20-60 баравар ошади. Сульфидларни танлаб эритиш тезлиги сезиларли кўпаяди.