EA028575B1 - Консорциум мезофильных и умеренно термофильных хемолитотрофных бактерий для чанового выщелачивания упорных сульфидсодержащих руд - Google Patents
Консорциум мезофильных и умеренно термофильных хемолитотрофных бактерий для чанового выщелачивания упорных сульфидсодержащих руд Download PDFInfo
- Publication number
- EA028575B1 EA028575B1 EA201400417A EA201400417A EA028575B1 EA 028575 B1 EA028575 B1 EA 028575B1 EA 201400417 A EA201400417 A EA 201400417A EA 201400417 A EA201400417 A EA 201400417A EA 028575 B1 EA028575 B1 EA 028575B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- consortium
- mesophilic
- moderately thermophilic
- microorganisms
- oxidation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к микробиологии и биотехнологии и может быть использовано в биогидрометаллургии извлечения золота и/или других металлов из упорных сульфидных руд. Задачей изобретения является получение консорциума мезофильных и умеренно термофильных хемолитотрофных микроорганизмов, окисляющих сульфидные минералы. Задача решается выделением штаммов мезофильных и умеренно термофильных микроорганизмов, доминирующих в рудных месторождениях Акмолинской и Восточно-Казахстанской областей с высоким содержанием мышьяка, и созданием консорциума хемолитотрофных микроорганизмов, депонированных в ТОО КазНИИППП. Мезофильные микроорганизмы представлены штаммами Acidithiobacillus thiooxidans B-501, Acidithiobacillus ferrooxidans В-502 и Acidithiobacillus ferrooxidans B-508. Умеренно термофильный микроорганизм представлен штаммом Sulfobacillus thermosulfidooxidans B-511.
Description
Изобретение относится к микробиологии и биотехнологии. Может быть использовано в биогеотехнологии извлечения золота и/или других металлов для переработки упорных сульфидных пиритных, арсенопиритных руд концентратов.
В упорных рудах, как правило, присутствуют такие сульфидные минералы, как пирит и арсенопирит, которые могут значительно снизить степень извлечения золота цианированием. В них также часто присутствуют углистые вещества, обладающие сорбционной активностью по отношению к золотоцианистому комплексу.
Тонкодисперсные частицы золота в сульфидных рудах чаще всего находятся в ассоциации с арсенопиритом. Для вскрытия тонкодисперсного золота из сульфидных минералов в промышленности применяются пирометаллургические (обжиг) и гидрометаллургические (автоклавное выщелачивание, бактериальное окисление) методы. Преимуществом бактериального окисления сульфидных минералов как предварительной операции перед сорбционным цианированием является его экономическая эффективность (низкие капитальные и эксплуатационные затраты) при более высоком извлечении металла, а также экологическая безопасность и отсутствие загрязнения окружающей среды вредными выбросами.
Известна технология ВасТесЬ (МШет, Р.С. ТЬе йекфп апй оретайпд ртасйсе оГ Ьас1епа1 ох1йайои р1ап1 икшд тойегаЮ 1ЬетторЫ1ек (1Ье ВасТесЬ ргосекк), Вютпипд: ТЬеогу, МютоЪек апй 1пйик1па1 ргосеккек, ей. Ό.Ε. Ра\у1шдк. СЬар1ег 4. ВетЬп: §ргшдег-Уег1ад, 1997) в которой для биоокисления сульфидных концентратов применяется консорциум АшйЬЫоЪасШик са1йик, ЬерШкртПиш кр., 8и1£оЪасШик кр. и археи Реттор1акта, окисляющих сульфидные золотосодержащие минералы, серу и закисное железо при температуре 45-50°С. В работе (патент СА 2282848, С22В 3/18, 20.09.1999) описан способ биоокисления сульфидных концентратов консорциумом хемолитотрофных микроорганизмов ТЫоЪасШик Геггоо.хШапк, ТЫоЪасШик 1Ыоох1йапк, ЬерЮкрЬШит Геггоох1йапк, ТЫоЪасШик са1йук, 8и1ГоЪасЫик, 8и1Го1оЪик.
Наиболее близкой по тематике работой является (патент РФ № 2332455 С2, заявка 2006128677/13, заявл. 07.08.2006, опубл. 27.08.2008, бюл. № 24). Предлагаемый авторами патента консорциум обладает высокой окислительной активностью по отношению к сульфидным минералам. К основным недостаткам можно отнести высокую зависимость окислительной активности консорциума от величины рН пульпы (рабочий диапазон рН консорциума ниже рН 1,4), а также узкий оптимальный температурный интервал (45-50°С).
Задачей изобретения является получение консорциума мезофильных и умеренно термофильных хемолитотрофных микроорганизмов, окисляющих сульфидные минералы.
Задача решена выделением штаммов мезофильных и умеренно термофильных микроорганизмов, доминирующих в рудных месторождениях Акмолинской области, с высоким содержанием мышьяка и созданием на их основе консорциума. Мезофильные микроорганизмы представлены штаммами АшШШюЪасЫик (Ыоо.хШапк АТ100, депонирован в ТОО КазНИИППП под номером В-501, АшйЬЫоЪасШик ГеттоохШапк АР102, депонирован в ТОО КазНИИППП под номером В-502, АшйЬЫоЪасШик ГеттоохШапк АР108, депонирован в ТОО КазНИИППП под номером В-508. Умеренно термофильные микроорганизмы представлены штаммом §и1ГоЪасШик ШегшокШййоохШапк КР-5, депонирован в ТОО КазНИИППП под номером В-511, Свидетельство о депонировании от 15.11.2013 г. Депозитария ТОО Казахского научноисследовательского института перерабатывающей и пищевой промышленности 050060, г. Алматы, пр. Гагарина, 238 Г.
Технический результат заключается в сочетании в консорциуме железоокисляющих и сероокисляющих бактерий, способных к росту при широком температурном диапазоне (30-60°С), способных закислять пульпу с последующей активацией всего окислительного потенциала консорциума. В процессе своего роста данные микроорганизмы еще более снижают рН среды (1,0-2), создавая тем самым благоприятные условия для роста ацидофильных сероокисляющих и железоокисляющих бактерий. Применение кислотообразующих бактерий, более устойчивых к относительно высоким значениям рН (4,5-5,0), позволяет значительно снизить расход серной кислоты при чановом выщелачивании.
Определены основные характеристики бактерий.
АшйЬЫоЪасЫик ШюохШапк АТ100 выделен из шахтной воды золотосодержащего месторождения Жолымбет на среде Ваксмана. Штамм АТ100 имеет следующие характеристики.
Морфологические признаки.
Это грамотрицательная бактерия. Клетки мелкие палочковидные одиночные и сдвоенные. Размер клеток 0,5х 1,0-4,0 мкм. Спор не образуют.
Культуральные признаки.
На минеральной питательной среде с элементарной серой образует помутнение.
Физиолого-биохимические свойства.
Аэроб. Конструктивный обмен автотрофный. Органические вещества ингибируют рост. Энергию для автотрофной фиксации углекислоты получает за счет окисления восстановленных соединений серы. Рост на среде с элементарной серой происходит без адаптации. Рост бактерий и окисление неорганических субстратов происходит в диапазоне температур 15-35°С. Оптимальная температура роста составля- 1 028575 ет 29±1°С. Оптимальное исходное значение рН при росте на элементарной сере - 4,0. Максимальное снижение рН на среде с серой - до 1,4.
Ас1бйЫоЬасШик Геггоох1баи8 штамм ΆΡΊ02 выделен из шахтной воды месторождения Кварцитовые Горки на среде 9К. Штамм ΆΡΊ02 имеет следующие характеристики.
Морфологические признаки.
Это грамотрицательный микроорганизм. Клетки - мелкие палочки, одиночные и сдвоенные. Размер клеток 0,5х 1,0-4,0 мкм. Спор не образуют.
Культуральные признаки.
На минеральной жидкой питательной среде с закисным железом (Ре8О4х7Н2О) образует помутнение, выпадение небольшого осадка и появление бурой окраски за счет окисления закисного железа в окисное. На минеральной питательной среде с элементарной серой образует помутнение.
Физиолого-биохимические свойства.
Аэроб. Конструктивный обмен автотрофный. Органические вещества ингибируют рост. Энергию для автотрофной фиксации углекислоты получает за счет окисления закисного железа, сульфидов и восстановленных соединений серы. Рост на среде с элементарной серой происходит после предварительной адаптации. Рост бактерий и окисление энергетических субстратов происходит при температуре 15-35°С. Оптимальная температура роста составляет 29±1°С. Оптимальное значение рН при росте на закисном железе и сульфидных минералах - 1,9±0,1. Пределы рН в процессе окисления Ре2+ и сульфидных минералов составляют 1,4-2,4. Оптимальное исходное значение рН при росте на элементарной сере - 4,0.
Ас1ЙйЫоЬасШи8 Геггоох1баик штамм ЛР108 выделен из рудного золотосодержащего концентрата месторождения Жолымбет. Штамм ΛΡ108 имеет следующие характеристики.
Морфологические признаки.
Это мелкая грамотрицательная палочка. Клетки короткие, слегка утолщенные, одиночные и сдвоенные. Размер клеток 0,6х 1,0-3,0 мкм. Спор не образуют.
Культуральные признаки.
На минеральной жидкой питательной среде с закисным железом (Ре8О4х7Н2О) образует помутнение, выпадение небольшого осадка и появление бурой окраски за счет окисления закисного железа в окисное. На минеральной питательной среде с элементарной серой образует помутнение.
Физиолого-биохимические свойства.
Аэроб. Конструктивный обмен автотрофный. Органические вещества ингибируют рост. Энергию для автотрофной фиксации углекислоты получает за счет окисления закисного железа, сульфидов и восстановленных соединений серы. Рост на среде с элементарной серой происходит после предварительной адаптации. Рост бактерий и окисление энергетических субстратов происходит при температуре 15-35°С. Оптимальная температура роста составляет 29±1°С. Оптимальное значение рН при росте на закисном железе и сульфидных минералах 1,9±0,1. Пределы рН в процессе окисления Ре2+ и сульфидных минералов составляют 1,4-2,4. Оптимальное исходное значение рН при росте на элементарной сере - 4,0.
8и1ГоЬасШик 1Ьегтоки1йбоох1баик, штамм КР-5, выделен из руды месторождения Орловка (шахта) на среде 9К8.
8и1ГоЬасШик 1Ьегтоки1йбоох1баик, штамм КМ1, имеет следующие характеристики.
Морфологические признаки.
Представляют собой грамположительные палочки. Клетки с закругленными концами. Размер клеток 0,6-0,8х 1,0-6,0 мкм. Клетки одиночные, сдвоенные и в коротких цепочках. Образуют споры. При росте на среде с серой может образовывать включения.
Культуральные признаки.
На питательной минеральной среде с 4 г/л Ре2+ образует помутнение и появление оранжевого цвета среды за счет окисления закисного железа в окисное. На минеральной питательной среде с элементарной серой образует помутнение и оседание серы.
Физиолого-биохимические свойства.
Аэроб. Конструктивный обмен миксотрофный (кроме автотрофной фиксацией СО2 нуждаются в незначительных добавках органических веществ). Получают энергию за счет окисления закисного железа, сульфидных минералов и восстановленных соединений серы. Автотрофный рост очень слабый. Рост на среде с элементарной серой происходит без адаптации. Рост бактерий и окисление энергетических субстратов происходит при температуре 35-50°С. Оптимальная температура роста составляет 50±1°С. Оптимальное значение рН при росте на закисном железе и сульфидных минералах - 1,9±0,1. Пределы рН в процессе окисления Ре2+ и сульфидных минералов составляют 1,5-2,4. Оптимальное исходное значение рН при росте на элементарной сере - 3,0.
Сущность изобретения поясняется следующими конкретными примерами.
Пример № 1.
Биоокисление арсенопиритного флотоконцентрата проводили в качалочных колбах объемом 750 мл. Пульпу объемом 100 мл с плотностью 10% (соотношение Ж:Т 9:1), предварительно закисленную до рН 1,8-2,0, инокулировали консорциумом. Биоокисление проводили в термостатируемом режиме при
- 2 028575
35°С при интенсивном перемешивании (180 об/мин) в течение 4 дней. Элементный и минералогический анализ руды представлены в табл. 1 и 2 соответственно. Динамику окисления руды оценивали по содержанию сульфидной серы. Кривая окисления руды представлена на фиг. 1.
Таблица 1
| Определяемый элемент, г/т | ||||
| Аи | Аё | Аи (сводное) 1 Аз | Ре | 8 (сульфидная) |
| 24,7 | 7,3 | 2,3 12753,6 | 67485,1 | 68349,1 |
Таблица 2
В результате полное окисление сульфидных минералов наблюдалось на 140 ч. После цианирования биокека в раствор перешло 94,2% золота.
Пример № 2.
Биоокисление арсенопиритного флотоконцентрата проводили в качалочных колбах объемом 750 мл. Пульпу объемом 100 мл с плотностью 10% (соотношение Ж:Т 9:1), предварительно закисленную до рН 1,8-2,0, инокулировали консорциумом. Биоокисление проводили в термостатируемом режиме при 45°С при интенсивном перемешивании (180 об/мин) в течение 4 дней. Элементный и минералогический состав концентрата соответствовал примеру № 1. Динамику окисления руды оценивали по содержанию сульфидной серы. Кривая окисления руды представлена на фиг. 2.
Пример № 3.
Биоокисление арсенопиритного флотоконцентрата проводили в качалочных колбах объемом 750 мл. Пульпу объемом 100 мл с плотностью 10% (соотношение Ж:Т 9:1), предварительно закисленную до рН 1,8-2,0, инокулировали консорциумом. Биоокисление проводили в термостатируемом режиме при 50°С при интенсивном перемешивании (180 об/мин) в течение 4 дней. Элементный и минералогический состав концентрата соответствовал примеру № 1. Динамику окисления руды оценивали по содержанию сульфидной серы. Кривая окисления руды представлена на фиг. 3.
Более 90% сульфидов окислялось к 80 ч.
Пример № 4.
Биоокисление арсенопиритного флотоконцентрата проводили в качалочных колбах объемом 750 мл. Пульпу объемом 100 мл с плотностью 10% (соотношение Ж:Т 9:1 рН 3,7) инокулировали консорциумом. Биоокисление проводили в термостатируемом режиме при 45°С при интенсивном перемешивании (180 об/мин) в течение 4 дней. Элементный и минералогический состав концентрата соответствовал примеру № 1. В процессе биоокисления проводили мониторинг изменения рН среды и содержания сульфидной серы. Кривые, соответствующие динамике изменения рН и сульфидной серы, представлены на фиг. 4, 5.
Консорциум способен окислять сульфидный флотоконцентрат без предварительного закисления пульпы. На 30 ч рН пульпы снизился до 1,4. На 110 ч более 90% сульфидной серы было окислено. Процент свободного золота составил 94,3%.
Claims (1)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯКонсорциум хемолитотрофных микроорганизмов, депонированных в ТОО КазНИИППП, для чанового выщелачивания упорных сульфидсодержащих руд, включающий штаммы мезофильных бактерий АсЦИЫоЪасШик ОиоохДащ В-501, АсМИЫоЪасШш ГеггоохДащ В-502, АсШШюЪасШик ГеггоохДащ В508 и штамм умеренно термофильных бактерий §и1ГоЪасШи8 1Ьегто8и1ййоох1йаи8 В-511.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201400417A EA028575B1 (ru) | 2014-04-08 | 2014-04-08 | Консорциум мезофильных и умеренно термофильных хемолитотрофных бактерий для чанового выщелачивания упорных сульфидсодержащих руд |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201400417A EA028575B1 (ru) | 2014-04-08 | 2014-04-08 | Консорциум мезофильных и умеренно термофильных хемолитотрофных бактерий для чанового выщелачивания упорных сульфидсодержащих руд |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201400417A1 EA201400417A1 (ru) | 2015-10-30 |
| EA028575B1 true EA028575B1 (ru) | 2017-12-29 |
Family
ID=54344703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201400417A EA028575B1 (ru) | 2014-04-08 | 2014-04-08 | Консорциум мезофильных и умеренно термофильных хемолитотрофных бактерий для чанового выщелачивания упорных сульфидсодержащих руд |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA028575B1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5127942A (en) * | 1990-09-21 | 1992-07-07 | Newmont Mining Corporation | Microbial consortium treatment of refractory precious metal ores |
| RU2332455C2 (ru) * | 2006-08-07 | 2008-08-27 | Закрытое акционерное общество "Золотодобывающая компания "Полюс" | Ассоциация микроорганизмов sulfobacillus olympiadicus, ferroplasma acidiphilum, leptospirillum ferrooxidans для окисления сульфидного золотосодержащего концентрата |
| CN101956071A (zh) * | 2010-10-31 | 2011-01-26 | 中南大学 | 一种铜矿石的生物冶金浸矿微生物组合菌液及其回收金属铜的方法 |
-
2014
- 2014-04-08 EA EA201400417A patent/EA028575B1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5127942A (en) * | 1990-09-21 | 1992-07-07 | Newmont Mining Corporation | Microbial consortium treatment of refractory precious metal ores |
| RU2332455C2 (ru) * | 2006-08-07 | 2008-08-27 | Закрытое акционерное общество "Золотодобывающая компания "Полюс" | Ассоциация микроорганизмов sulfobacillus olympiadicus, ferroplasma acidiphilum, leptospirillum ferrooxidans для окисления сульфидного золотосодержащего концентрата |
| CN101956071A (zh) * | 2010-10-31 | 2011-01-26 | 中南大学 | 一种铜矿石的生物冶金浸矿微生物组合菌液及其回收金属铜的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201400417A1 (ru) | 2015-10-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Akcil et al. | Role and contribution of pure and mixed cultures of mesophiles in bioleaching of a pyritic chalcopyrite concentrate | |
| Amankwah et al. | A two-stage bacterial pretreatment process for double refractory gold ores | |
| Adekola et al. | Bioleaching of Zn (II) and Pb (II) from Nigerian sphalerite and galena ores by mixed culture of acidophilic bacteria | |
| Brierley et al. | Characteristics of a moderately thermophilic and acidophilic iron-oxidizing Thiobacillus | |
| Zhao et al. | Bioleaching of chalcopyrite by Acidithiobacillus ferrooxidans | |
| Ehrlich | Beginnings of rational bioleaching and highlights in the development of biohydrometallurgy: A brief history. | |
| Mousavi et al. | Bacterial leaching of low-grade ZnS concentrate using indigenous mesophilic and thermophilic strains | |
| CN105734285B (zh) | 一种强化闪锌矿微生物浸出的方法 | |
| Halinen et al. | Heap bioleaching of a complex sulfide ore: Part II. Effect of temperature on base metal extraction and bacterial compositions | |
| Lizama et al. | Bacterial leaching of a sulfide ore by Thiobacillus ferrooxidans and Thiobacillus thiooxidans part II: column leaching studies | |
| Yu et al. | Relationship among the secretion of extracellular polymeric substances, heat resistance, and bioleaching ability of Metallosphaera sedula | |
| Jun et al. | Bacterial leaching of chalcopyrite and bornite with native bioleaching microorganism | |
| Elkina et al. | Bioleaching of enargite and tennantite by moderately thermophilic acidophilic microorganisms | |
| Akcil et al. | Mineral biotechnology of sulphides | |
| Jianjun et al. | Pyrite surface after Thiobacillus ferrooxidans leaching at 30 C | |
| Muravyov et al. | A two-step process for the treatment of refractory sulphidic concentrate | |
| Nakade | Bioleaching of copper from low grade ore bornite using halophilic Thiobacillus ferroxidans, N-11 | |
| EA028575B1 (ru) | Консорциум мезофильных и умеренно термофильных хемолитотрофных бактерий для чанового выщелачивания упорных сульфидсодержащих руд | |
| CN105132319A (zh) | 一种嗜酸微生物复合菌剂及其制备方法和在处理废覆铜板浮选残渣中的应用 | |
| De Barros Lima et al. | Bioleaching of copper sulphide flotation concentrate in batch reaction system using mesophile and thermophile microorganisms | |
| Elkina et al. | Bioleaching of a copper-zinc concentrate with high arsenic content | |
| Bulaev | Effect of ferric sulfate on activity of moderately thermophilic acidophilic iron-oxidizing microorganisms | |
| RU2413019C1 (ru) | Способ извлечения золота из упорных золотосодержащих руд | |
| Baba et al. | Bio-oxidation of a low grade chalcopyrite ore by mixed culture of acidophilic bacteria | |
| Khan et al. | Isolation and characterization of acidophilic sulphur and iron oxidizing Acidithiobacillus ferrooxidans from black shale |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU |
|
| NF4A | Restoration of lapsed right to a eurasian patent |
Designated state(s): KZ RU |