Обогащение руд и россыпей редких и благородных металлов - Полькин С.И.
Скачать (прямая ссылка):
При бактериальном выщелачивании золотомышьяковых концентратов концентрация биомассы в жидкой фазе достигает 3— 3,5 г/лис учетом того, что на поверхности твердой фазы находится 80% клеток, а в жидкой фазе 20%, общая концентрация биомассы в пульпе может достигать 12—15 г/л. Применение такой концентрированной биомассы, во-первых, увеличивает скорость выщелачивания, уменьшая общую продолжительность его, и, во-вторых, снижает эффект ингибирующего действия ионов и соединений, перешедших в пульпу при выщелачивании. Повышение концентрации биомассы в выщелачивающей пульпе можно также осуществлять возвратом биомассы, выделением ее из растворов в центрифугах и сепараторах непрерывного действия. Биомасса может возвращаться в процесс и без выделения из бактериальных растворов, а вместе с ними после отделения их от твердой фазы. Это возможно в том случае, когда происходит переосаждение выщелоченных ингибирующих ионов, например мышьяка, и концентрация их в растворе не выше той, которую способны выдерживать бактерии (для машьяка 8—10 г/л). Возвращаемые при этом ионы осаждаются в виде арсенатов, и равновесная концентрация мышьяка в пульпе остается постоянной. Оптимальное соотношение концентрации биомассы, закисного железа и содержание твердого в растворе должно быть порядка 1 : 40 : 100. При таком соотношении, например за 60 ч выщелачивания золотомышьякового концентрата культурой большой плотности, содержание сульфидного мышьяка снижается с 8,7 до 2,5%., что достигается в присутствии культуры обычной плотности за 120 ч, т. е. в 2 раза быстрее.
Бактериальные методы могут применяться при переработке золотосодержащих руд и концентратов также для растворения (выщелачивания) самородного золота.
Впервые возможность использования гетеротрофных микроорганизмов для выщелачивания самородного золота из руд была показана И. Паре в начале 60-х годов. Испытаниями, проведенными в Дакаре, было показано, что из руды при pH 8 за
376
283 сут гетеротрофные микроорганизмы переводят в раствор до 82%' золота. Советскими учеными была выделена группа гетеротрофных микроорганизмов, которые наиболее активно растворяют и переводят в раствор золото. Такие культуры, как Вас. megatherium 20, Вас. megatherium 30, Ps. liguefaciens 9 и Вас. mesentericus niger 12, за 2—3 мес переводят в раствор до 1,5—2,15 мг/л золота. Повышение скорости бактериального выщелачивания золота этими культурами можно увеличить использованием в качестве выщелачивающих веществ предварительно полученных продуктов метаболизма бактерий, т. е. продуктов их жизнедеятельности, и в первую очередь аминокислот. Культивирование микроорганизмов в оптимальных условиях позволяет получать растворы с концентрацией до 14 г/л золото-растворяющих кислот, наиболее активными из которых являются аспарагиновая кислота и гистидин. Растворимость золота в таких растворах значительно повышается в присутствии окислителей, например перекиси натрия.
Изучение основных факторов, регулирующих процесс бактериального выщелачивания золота из руд различных типов, показало, что этот метод является наиболее эффективным для извлечения золота из руд и песков с тонковкрапленным золотом и с минералами пустой породы, представленными кварцем и полевыми шпатами.
Выщелачивание проводится культуральными растворами, содержащими аминокислоты и белки при pH 9—10 в присутствии перекиси натрия. В этих условиях за 120—240 ч извлечение золота достигает 70—82%- Оптимальная концентрация аминокислот в выщелачивающем растворе составляет 3—5 г/л.
Эффективное растворение золота осуществляется продуктами метаболизм.а бактерий — микроскопических плесневых грибов Aspergillus niger 119, белковыми экстрактами и гидролизатами, в которых содержатся в основном следующие золоторастворяющие аминокислоты: фенилаланин, ас-парагин, глицин, гистидин, серии, аспарагиновая и метионин. Гидролиз белков и их экстракция осуществляются щелочными растворами (200 г/л NaOH). Применение белковых гидролизатов для выщелачивания золота крупностью менее 0,1 мм из кварц-кар-бинатовых руд при трехстадиаль-ном выщелачивании в перколято-рах при Т:Ж = 1:2 в присутствии окислителя — перманганата
Руда
Дробление
' Выщелачивающие растВо-\ры(белковыи / гидролизат)
Ir
Кучное выщелачива-_ние_
j Растворы
Фильтрование
і У голь
Сорбция золота
Золотосодер- П . жащий уголь т _
Озоление fe^A - в ооорот
Концентрат
Аффинаж
Рис. 15.3. Принципиальная схема кучного выщелачивания золотосодержащих песков
377
калия (4 г/л) в течение 50 ч позволяет извлечь 72% золота. Белковые гидролизаты могут успешно применяться при кучном выщелачивании золота из бедного сырья стонковкрапленным золотом. Принципиальная схема кучного выщелачивания золотосодержащих руд белковыми гидролизатами показана на рис. 15.3.
§ 15.2. МЕХАНИЗМ БАКТЕРИАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ И ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ
Вопрос о взаимодействии бактериальных клеток с сульфидными ¦минералами является основным в теории бактериально-химического выщелачивания. Изучение этого взаимодействия имеет важное значение не только в познании сложного механизма этого процесса, но и для интенсификации бактериальных окислительных реакций и управления ими. Механизм бактериального окисления и выщелачивания весьма многообразен и до настоящего времени окончательно не установлен. Трудности изучения этого механизма объясняются тем, что помимо взаимодействия трех фаз (жидкой, твердой и газообразной) в нем активное участие принимает еще одна фаза — бактериальные клетки, т. е. живые организмы, которые для обеспечения своей жизнедеятельности используют компоненты всех трех фаз. Кроме того, в этом взаимодействии принимают участие различные продукты метаболизма бактерий, органические составляющие которых действуют на биохимическом уровне. Все это значительно усложняет изучение процессов взаимодействия бактериальных клеток с минеральными субстратами.
