41.Опишите бактериально-химические методы переработки сульфидных руд.

Бактериально-химическое выщелачивание - это избирательное извлечение химических элементов из многокомпонентных соединений посредством их растворения с применением химических реагентов в водной среде. Благодаря бактериальному выщелачиванию появляется возможность извлекать из руд, отходов производства и т. д. ценные компоненты (медь, уран и др.) или вредные примеси (например, мышьяк в рудах чёрных и цветных металлов). Исследования по бактериальному окислению железа и выщелачиванию металлов начаты в 50-х годах ХХ века, когда в дренажных кислых водах угольной шахты были обнаружены микроорганизмы, способных принимать участие в окислении двухвалентного железа до трехвалентного - бактерий Acidithiobaccilus ferrooxidans (ранее называвшихся Thiobaccilus ferrooxidans). Бактерии, участвующие в выщелачивании металлов, по типу питания относятся к хемоавтотрофным, для получения энергии катализирующие химические окислительно- восстановительные реакции и ассимилирующие углекислый газ для конструктивного обмена клеток, т.е. питающихся автономно, без использования органики. В настоящее время известно около 30 культур автотрофных бактерий, участвующие в выщелачивании минеральных продуктов, в том числе окисляющих элементную серу до серной кислоты, что позволяет снизить затраты кислоты на выщелачивание . Бактериально-химическое выщелачивание можно пользоваться при всех способах выщелачивания, не связанных с повышенными давлениями и температурой. Наиболее широко для бактериального выщелачивания применяют тионовые бактерии: Acidithiobaccilus ferrooxidans, способные окислять сульфидные минералы и закисное железо до окисного (так называемые железобактерии), и Acidithiobaccilus thiooxidans (так называемые серобактерии). Тионовые бактерии являются хемоавтотрофами, т. е. единственный источник энергии для их жизнедеятельности — процессы окисления закисного железа, сульфидов различных металлов и элементарной серы. Важнейший фактор бактериального выщелачивания — быстрая регенерация сернокислого окисного железа тионовыми бактериями (Acidithiobaccilus ferrooxidans), что в некоторых случаях ускоряет процессы окисления и выщелачивания. Оптимальная температура для развития тионовых бактерий 25—35°C, а pH от 2 до 4. Тионовые бактерии ускоряют растворение халькопирита в 12 раз, арсенонирита и сфалерита в 7 раз, ковелина и борнита в 18 раз по сравнению с обычными химическими методами .

Простота аппаратуры для бактериального выщелачивания, возможность быстрого размножения бактерий, особенно при возвращении в процесс отработанных растворов, содержащих живые организмы, открывает возможность не только резко снизить себестоимость получения ценных полезных ископаемых, но и значительно увеличить сырьевые ресурсы за счёт использования бедных, забалансовых и потерянных (например, в целиках) руд в месторождениях, отвалов из отходов обогащения, пыли, шлаков и др. В перспективе бактериальное выщелачивание открывает возможности создания полностью автоматизированных предприятий по получению металлов из забалансовых и потерянных руд непосредственно из недр Земли, минуя сложные горно-обогатительные комплексы.

Основными преимуществами технологии бактериального выщелачивания по сравнению с окислительным обжигом и автоклавным выщелачиванием являются более высокая экономическая эффективность за счет низких капитальных затрат и эксплуатационных расходов при повышении извлечения золота и большая экологическая безопасность производства.