Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Разработка интенсивной технологии биоокисления золотосодержащих сульфидных концентратов

ВАК РФ 03.00.23, Биотехнология

Автореферат диссертации по теме "Разработка интенсивной технологии биоокисления золотосодержащих сульфидных концентратов"

/

На правах рукописи

ци^4 ----

Муравьев Максим Игоревич

РАЗРАБОТКА ИНТЕНСИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ БИООКИСЛЕНИЯ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ СУЛЬФИДНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ

Специальности: 03.00.23 - Биотехнология

05.16.02 - Металлургия черных, цветных и редких металлов

- 1 0КТ 2009

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2009

003478620

Работа выполнена в лаборатории хемолитотрофных микроорганизмов Учреждения Российской академии наук Института микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН и на кафедре «Экологическая и промышленная биотехнология» Московского государственного университета инженерной экологии

Научные руководители: кандидат технических наук

Фомченко Наталья Викторовна доктор биологических наук Кондратьева Тамара Федоровна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Ножевникова Алла Николаевна доктор технических наук, профессор Соложенкин Петр Михайлович

Ведущая организация: Центральный научно-исследовательский

геологоразведочный институт цветных и благородных металлов

Защита диссертации состоится «22» октября 2009 года в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д212.145.03 в Московском государственном университете инженерной экологии по адресу: 105066, Москва, ул. Ст. Басманная, д. 21/4, ауд. им. Л.А. Костандова (Л207).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета инженерной экологии

Автореферат диссертации разослан «21» сентября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

Е.С. Горшина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В развитии золотодобывающей промышленности России отмечается снижение доли россыпных месторождений в общем объеме добычи. Это связано с исчерпанием около 80% россыпного золота и с возрастающей сложностью его извлечения (Котляр, 2005). Извлечение золота традиционными гидрометаллургическими методами из коренных руд многих месторождений сдерживается «упорным» составом получаемых при их обогащении концентратов, а присутствие в большинстве из них минерала арсенопирита практически исключает пирометаллургию из-за образования ядовитых газообразных соединений мышьяка (Лодейщиков, 1999).

Более чем двадцатилетний опыт промышленного применения технологии биоокисления показывает, что она является наиболее простым, экономичным, эффективным и экологически безопасным способом переработки золотосодержащих концентратов (Каравайко и др., 2000). Технология основана на окислении сульфидных минералов группами ацидофильных хемолитотрофных

микроорганизмов, способных использовать в качестве субстрата для жизнедеятельности сульфиды, серу и ее восстановленные соединения, а также ион двухвалентного железа (Полькин и др., 1982; Каравайко, 1984).

Главным недостатком современных биогидрометаллургических технологий извлечения золота из упорных золотосодержащих концентратов является высокая продолжительность процесса (4-6 суток в зависимости от состава концентрата (11а\¥1т§8 е( а1., 2003). Поэтому актуальной проблемой совершенствования технологии биоокисления золотосодержащих сульфидных концентратов является уменьшение длительности процесса.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы являлась интенсификация технологии биоокисления золотосодержащих сульфидных концентратов.

Задачи исследования включали:

1. Обоснование новой двухстадийной технологии бактериально-химического окисления золотосодержащих сульфидных концентратов.

2. Изучение влияния параметров первой стадии (температура, плотность пульпы, вид окислителя) на процесс химического выщелачивания (окисления) концентратов.

3. Исследование процесса биоокисления химически выщелоченных концентратов в периодическом режиме, а также определение влияния температуры

стадии химического выщелачивания на процесс дальнейшего биоокисления арсенопиритного концентрата.

4. Исследование процесса биоокисления исходных (контрольный одностадийный процесс) и химически выщелоченных арсенопиритных концентратов в отьемно-доливном режиме при различных температурах.

5. Сравнение процесса биоокисления золотосодержащего пиритного концентрата в одностадийном и двухстадийном вариантах.

6. Выделение культур микроорганизмов, доминирующих при биоокислении концентратов, и изучение их фенотипических и генотипических свойств.

Научная новизна.

1. Предложена модификация двухстадийной технологии бактериально-химического выщелачивания золотосодержащих концентратов, в которой стадия химического выщелачивания трехвалентным железом осуществляется перед стадией биоокисления, причем на стадию биоокисления подается вся твердая фаза со стадии химического выщелачивания.

2. Проведено сравнение окислительной способности раствора соли трехвалентного железа и бактериальной суспензии, содержащей трехвалентное железо. Показано, что бактериальная суспензия при равных определяемых концентрациях Ре3+ обеспечивает значительно более высокую степень окисления арсенопиритных концентратов на последующей стадии биоокисления.

3. Показано, что предварительное химическое выщелачивание арсенопиритных и пиритного концентрата железосодержащей бактериальной суспензией при повышенной температуре (80°С) увеличивает глубину биоокисления сульфидных минералов.

4. Показана доминирующая роль сульфобацилл при биоокислении химически выщелоченных концентратов в температурном диапазоне 39-50СС. Выделены три штамма сульфобацилл, описаны их фенотипические и генотипические свойства. Установлено таксономическое положение нового штамма НТ-4 как ¡Иегтози^оох^апз. Второй штамм был идентифицирован как выделенный ранее из процесса биоокисления арсенопиритного концентрата при 50°С ШегтозиуМоохМапа НТ-1. Третий штамм был идентифицирован как ранее описанный новый вид "5. о1утр'шсИст 8-5". Установлена смена доминирующих штаммов сульфобацилл при биоокислении химически выщелоченного концентрата по сравнению с исходным арсенопиритным концентратом.

Практическая значимость. Предложена модификация двухстадийной технологии бактериально-химического выщелачивания золотосодержащих

концентратов, позволяющая интенсифицировать традиционный процесс биоокисления арсенопиритных концентратов, полученных из руд Олимпиадинского месторождения, более чем в 2 раза, а пиритного концентрата, полученного из руды Самолазовского месторождения, - в 4 раза. При этом извлечение золота цианированием при биоокислении арсенопиритного концентрата повышалось на 36% по сравнению с исходным концентратом, а пиритного - на 70%.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на 1У-ом и У-ом конгрессах «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2007, 2009), Ш-ей Международной молодежной школе-конференции «Актуальные аспекты современной микробиологии» (Москва, 2007), Международной научной конференции «Микроорганизмы и биосфера» (Москва, 2007), П-ой Научно-практической конференции «Перспективы развития инноваций в биологии» (Москва, 2008), У-ой Международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (Санкт-Петербург, 2008), Научной конференции студентов и молодых ученых МГУИЭ (Москва, 2008).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 статьи, 7 тезисов докладов на научных конференциях.

Объем и структура диссертации. Материалы диссертации изложены на 213 страницах машинописного текста, включают 68 таблиц и 23 рисунка. Диссертация состоит из введения, восьми глав, заключения, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 164 наименований работ, в числе которых 43 на русском и 121 на иностранном языках.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение

Обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследований, научная новизна, сведения о личном вкладе соискателя.

Глава 1. Литературный обзор

Рассмотрены основные направления в переработке золотосодержащих концентратов. Обоснована перспективность бактериально-химической технологии при получении золота из сульфидных концентратов. Проанализированы результаты исследований микроорганизмов, применяемых при переработке сульфидного сырья цветных и благородных металлов, и механизмов бактериального окисления различных энергетических субстратов.

Глава 2. Материалы и методы исследований

Сульфидные золотосодержащие концентраты. В работе использовано два типа сульфидных золотосодержащих концентратов. Первый тип - пять образцов арсенопиритных флотационных концентратов, полученных в производственных условиях из руды Олимпиадинского месторождения, содержащих пирротин, арсенопирит, антимонит с общим содержанием сульфидов до 75% и отличающихся количественным содержанием элементов (железа от 26 до 39%, мышьяка от 5 до 10%, сурьмы от 3 до 7%). Нерудные минералы представлены в основном кварцем и карбонатами. Содержание золота 60-110 г/т. Второй тип - пиритный концентрат, полученный в лабораторных условиях из руды Самолазовского месторождения, с содержанием пирита около 30% и золота - 21,0 г/т.

Культуры микроорганизмов. При изучении биоокисления концентратов при температуре 39°С в качестве инокулята была использована ассоциация микроорганизмов, доминирующих в процессе биоокисления в производственных биореакторах золотоизвлекательной фабрики ЗАО «Полюс». В состав ассоциации входили штаммы разных видов бактерий рода Sulfobacillus, бактерии рода Leptospirillum, а также штаммы архей Ferroplasma acidiphilnm. В процессе биоокисления пиритного концентрата в качестве инокулята была использована ассоциация аборигенных микроорганизмов, выделенных из руды Самолазовского месторождения. При проведении биоокисления при температуре 50°С в качестве инокулята была взята искусственно созданная ассоциация микроорганизмов, в состав которой входили штаммы бактерий рода Sulfobacillus НТ-1, НТ-2 и НТ-3, выделенные ранее в процессе биоокисления арсенопиритных концентратов при температуре 50°С, а также музейные штаммы S. thermosulfidooxidans 1269т и археи Acidianus brierleyi DSM 38359.

Биоокисление концентратов. Биоокисление проводили в биореакторах объемом 2,5 л с объемом пульпы в каждом 1 л. В качестве жидкой фазы использован солевой состав среды Сильвермана и Люндгрена 9К (Silverman and Lundgren, 1959). В среду дополнительно вносили 0,02% дрожжевого экстракта. Процесс проводили в периодическом или отьемно-доливном (с отъемом от 25 до 50% пульпы и временем цикла 12 часов) режимах.

Химическое выщелачивание концентратов. Химическое выщелачивание концентратов проводили в аппарате с интенсивным перемешиванием. Бактериальную суспензию, содержащую сульфат трехвалентного железа для химического выщелачивания получали путем биоокисления соли FeS04-7H20. Раствор соли трехвалентного железа для химического выщелачивания концентрата готовили

растворением соли Fe2(S04)3'9H20 в дистиллированной воде. Начальная концентрация ионов Fe3+ в растворах 20-30 г/л.

Чистые культуры микроорганизмов выделяли методом посева жидкой фазы пульпы в десятикратных предельных разведениях на элективные среды: 9KS (Меламуд и Пивоварова, 1998), дополненную 0,02% дрожжевого экстракта, и эту же среду, содержащую в качестве источника энергии элементную серу.

Количественный учет микроорганизмов проводили прямым подсчетом в микроскопе с фазово-контрастным устройством «Amplival» (Carl Zeiss, Германия). Морфологию клеток изучали в электронном микроскопе JEM-100C (Япония). Аналитические методы. Величины pH и Eh измеряли с помощью рН-метра-милливольтметра рН-150М. Концентрацию ионов Fe3+ и Fe2+ в жидкой фазе определяли методом комплексонометрического титрования (Резников и др., 1970). Суммарную концентрацию ионов As3+ и Ass+ в жидкой фазе определяли методом йодометрического титрования (Суровская и др., 1957). Содержание окисленных железа и мышьяка в твердой фазе определяли растворением осадка в 5%-ной соляной кислоте в течение 24 часов при интенсивном перемешивании и температуре 28°С и последующим анализом жидкой фазы. Содержание сульфидных элементов после отмывки осадка в 5% растворе HCl определяли флуоресцентным рентгенорадиометрическим методом. Содержание золота в твердой фазе определяли пробирным анализом. Степень извлечения золота определяли сорбционным цианированием осадков.

Молекулярно-биологические методы. Осаждение и промывание биомассы, а также выделение нативной хромосомной ДНК проводили по модифицированному методу Шварца и Кантора (Schwartz and Cantor, 1984; Кондратьева и др., 1998). Содержание Г+Ц пар в ДНК определяли методом термической денатурации, используя саморегистрирующий спектрофотометр «Pye Unicum SP 1800» (Owen et al., 1969). Структуру хромосомной ДНК штаммов Sulfobacillus анализировали методом пульс-электрофореза фрагментов ДНК, расщепленной эндонуклеазой рестрикции NotI (Кондратьева и др., 1998). Амплификацию и секвенирование генов 16S рРНК проводили с использованием универсальных для большинства прокариот праймеров (Edwards et al., 1989). Амплификацию проводили на приборе «Cetus 480» («Perkin Elmer», Швеция). Продукты ПЦР анализировали электрофорезом в 1%-ном геле агарозы. Секвенирование фрагментов генов 16S рРНК проводили согласно методу Сэнгера (Sanger et al., 1977). Построение бескорневого филогенетического дерева проводили с помощью методов, реализованных в пакете программ TREECON (Van de Peer et al., 1994).

Для статистической обработки результатов использовали расчет дисперсии воспроизводимости отклонения величины, усредненной по большому массиву экспериментов, и расчет доверительных интервалов средних значений. Глава 3. Разработка технологии химического выщелачивания золотосодержащих сульфидных концентратов

Обоснование двухстадийной технологии бактериально-химического окисления.

На установке по двухстадийному бактериально-химическому выщелачиванию нами были проведены испытания по выщелачиванию меди из медного концентрата. Результаты испытаний показали, что за 20 часов из медного концентрата выщелачивалось около 91% меди. При этом содержание меди в осадке после химической стадии было более чем в 3 раза выше, чем после стадии биоокисления. Эти результаты указывали на то, что концентрат, прошедший химическую стадию выщелачивания, достаточно эффективно выщелачивается на последующей биологической стадии.

На основании полученных результатов предложен новый способ двухстадийного бактериально-химического процесса выщелачивания золотосодержащего сульфидного сырья, который заключается в использовании химического окисления не как самостоятельного процесса выщелачивания, а как подготовительной стадии к последующему биоокислению. Процесс химического окисления предполагается использовать для удаления наиболее легкоокисляемой фракции сульфидных минералов из концентратов и для нарушения поверхностной кристаллической структуры наиболее трудно окисляемых минералов. Предполагается, что это позволит интенсифицировать последующее биоокисление сульфидного сырья. Разработка этой концепции связана с ее более простой адаптацией к существующей в промышленном варианте технологии по сравнению с испытанной нами ранее. Реакции, протекающие на стадии химического выщелачивания. Процессы химического выщелачивания арсенопиритного концентрата, содержащего в основном пирротин и арсенопирит, ионами трехвалентного железа могут описываться уравнениями:

ЕеБ + Ре2(804)3 = ЗРе804 + Б0

2РеАз8 + 5Ре2(804)3+ 6Н20 = 12Ре804 + гНзАвО 3 + 28° + ЗН280.

О)

»4 (2)

(3)

Н3АзОз+ 2Ре3+ + Н20 = Н3Аз04 + 2Ре2+ + 2Н

Процесс окисления пиритного концентрата - уравнениями:

РеБг + Ре2(804)3 = ЗРеБ04 + 25°

Ре82 + 7Ре2(804)3 + 8Н20 = 15Ре804 + 8Н2804

(4)

(5)

Параллельно с окислением сульфидов, ион Ре3+ может выпадать в осадок с образованием ярозита и арсената железа по реакциям:

ЗРе2(804)3 + 12Н20 + М2Я04 = 2МРе3(804)2(0Н)6 + 6Н2Б04 (6)

гдеМ = К+,Ш+, ЫН4\ Н30+

Ре2(504)3 + 2Н3 Ав04 = 2РеА504 + ЗН2804 (7)

Химическое выщелачивание арсенопиритных концентратов. Исследования по выщелачиванию концентрата ионами трехвалентного железа (полученными биоокислением Ре2+) проводились при различных температурах (50, 65 и 80°С) при концентрации Ре3+ в выщелачивающем растворе 22 г/л и 20% твердой фазы. Процесс шел до полного восстановления ионов Ре3+ до Ре2+. Оценка эффективности окисления проводилась по скорости накопления ионов Ре2+ и по скорости убыли ионов Ре3+ в жидкой фазе, а также по химическому составу твердой фазы.

Показано, что с увеличением температуры процесса выщелачивания (окисления) резко возрастала как средняя скорость убыли Ре3+, так и средняя скорость накопления Ре2+ в растворе. Так, при 50°С скорость накопления Ре2+ при химическом выщелачивании арсенопиритного концентрата №2 составляла 9,4, при 65°С - 23,8, а при 80°С- 38,4 г/л-час. Средняя скорость убыли Ре3+ была при 50°С- 6,7, при 65°С -16,8, а при 80°С-28,0 г/л-час.

Таблица 1. Средние скорости накопления Ре2+ и убыли Ре3+ при температуре 80°С в трех циклах химического выщелачивания арсенопиритного концентрата №1_

Вид окислителя № цикла выщелачивания Продолжительность, мин Скорость убыли Fe3+, г/л-час Скорость накопления Fe2+, г/л-час Отношение скоростей Fe /Fe3+

Бактериальная суспензия 1 15 21,0 33,6 1,60

2 30 10,3 13,4 1,30

3 30 5,6 5,0 0,89

Раствор соли Fe2(S04)3-9H20 1 15 19,8 18,1 0,91

2 30 17,0 9,4 0,55

3 30 8,8 2,9 0,33

Доверительный интервал для Fe ± 0,6 г/л-час, для Fe2+ ± 0,7 г/л •час.

Проведено исследование процессов окисления арсенопиритного концентрата №1 ионами Fe3+, полученными после растворения соли Fe2(S04)3-9H20 при температуре 80СС (табл. 1). Показано, что эффективность применения на стадии химического выщелачивания ионов Fe3+, полученных с помощью используемых в работе микроорганизмов, значительно выше, чем применение раствора соли Fe2(S04)3-9H20. Отношение скорости накопления Fe2+ к скорости убыли Fe3+ при применении раствора соли Fe2(S04)3-9H20 во всех циклах было меньше 1,0, в то время как

стехиометрическое отношение при выщелачивании пирротина - основного химически окисляемого минерала - составляет 1,5 (реакция (1)). Это свидетельствовало о том, что ионы Ре3+ из раствора соли Ре2(504)з-9Н20 больше выпадают в осадок, чем окисляют сульфидные минералы. Данный процесс наблюдался и при выщелачивании концентрата бактериальной суспензией, однако в значительно меньшей степени (табл. 1). Поэтому все последующие эксерименты проводились только с бактериальной суспензий, содержащей Ре3+.

Показано, что увеличение содержания твердой фазы в пульпе в диапазоне от 10% до 20% не влияло на удельную скорость накопления ионов двухвалентного

железа в жидкой фазе (рис. 1).

Проведение химического выщелачивания при содержании твердой фазы 20% и температуре 80°С показало, что наиболее интенсивно процесс протекает в первые 100-120 минут, затем его скорость монотонно снижалась (рис. 2). При этом скорость накопления ионов Ре2+ (1) изменяется с 208 г/л-час в первые минуты до 14 г/л-час после 120 мин процесса. Проведение процесса химического

выщелачивания в течение 105 мин позволило достичь степени окисления сульфидного железа 64,3%, сульфидного мышьяка - 31,1%, а

Удельная скорость выщелачивания железа из концентрата составила 85 г/кг-час, а мышьяка - 8,8 г/кг-час.

Химическое выщелачивание ипритного концентрата. Химическое выщелачивание пиритного концентрата проводили при температуре пульпы 80°С и плотности пульпы 20%. Результаты представлены на рис. 3.

Из рис. 3 видно, что при выщелачивании пиритного концентрата наблюдались те же закономерности, что и при выщелачивании арсенопиритного. Однако значения скоростей накопления Ре2+ значительно ниже, чем при химическом выщелачивании арсенопиритного концентрата, и они изменялись от 35 до 3,5 г/л-час.

Номер цикла выщелачивания

Рис. 1. Значения удельной средней скорости накопления ионов Ре2+ в трех циклах выщелачивания при различной плотности пульпы: 1 - 20%, 2 - 14,5%, 3-10%

сульфидной сурьмы - 27,1%.

250

200

~е 150

0 100 200 Продолжительность, мин

300

Рис. 2. Зависимость суммарных скоростей накопления Ре2+ (1) и убыли Ре3+ (2) от времени в процессе химического выщелачивания арсенопиритного

концентрата при 80°С

0 100 200 300 400

Продолжительность, мин

Рис. 3. Зависимость суммарных скоростей

накопления Ре2+ (1) и убыли Ре3+ (2) от

времени в процессе химического

выщелачивания пиритного концентрата

при 80°С

Проведение процесса химического выщелачивания пиритного концентрата в течение 420 минут (7 часов) позволило достичь степени окисления сульфидного железа всего 21,2%, сульфидной серы -25,8%.

Полученные результаты свидетельствовали о том, что эффективность выщелачивания арсенопиритных концентратов значительно выше, чем выщелачивания пиритного концентрата.

Глава 4. Изучение процессов биоокисления арсенопиритных концентратов в периодическом режиме

Проведено исследование влияния химического выщелачивания арсенопиритного концентрата бактериальным раствором сернокислого трехвалентного железа и раствором соли Ре2(804)3-9Н20 на эффективность процесса последующего его биоокисления при 39-40°С в периодическом режиме. Основным показателем эффективности процесса биоокисления являлась концентрация ионов мышьяка в жидкой фазе в процессе биоокисления, которая характеризовала разрушение основного золотосодержащего минерала - арсенопирита РеАзБ. Результаты представлены на рис. 4.

О 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Время, сут

Рис. 4. Изменение концентрации

Как следует из представленных данных, при выщелачивании исходного концентрата наблюдается длительная лаг-фаза, и окисление арсенопирита начинается только с 8-х суток биоокисления. Химическое

выщелачивание концентрата

биораствором при 50°С снижало лаг-фазу до 4-х суток, а при 80°С -практически до 0. При этом средняя

суммарного мышьяка в жидкой фазе при

биоокислении концентратов: исходного (1) скорость накопления мышьяка в

и химически выщелоченных бактериальной растворе в контрольном процессе

суспензией при 50°С (2) и 80°С (3) п ^ ,

3 1 к ' к ' составила 0,26 г/л-сут, а в наилучшем

опытном (кривая 3, рис. 4) - 0,53 г/л-сут при повышении степени окисления

арсенопирита с 76,6% (за 15 суток) до 93,3% (за 12 суток) соответственно. Следует

отметить, что использование раствора соли трехвалентного железа на первой стадии

химического выщелачивания концентрата при 80°С практически не привело к

повышению эффективности биоокисления на второй стадии, и степень окисления

арсенопирита составила всего 80,8% (за 15 суток), что близко к контрольному

варианту (76,6%). Степень биоокисления арсенопирита при проведении стадии

химического выщелачивания при 50°С с использованием бактериальной суспензии

составила 91,7%, что значительно выше, чем при использовании раствора соли

трехвалентного железа на первой стадии при 80°С.

Глава 5. Изучение процессов биоокисления арсенопиритных концентратов в отъемно-доливном режиме

Биоокисление в мезофильных условиях. Проведено исследование влияния химического выщелачивания арсенопиритного концентрата бактериальной суспензией, содержащей трехвалентное железо, на эффективность процесса последующего его биоокисления в отьемно-доливном режиме. Химическое выщелачивание проводилось при 80°С, бииокисление - при 39-40°С. Основные результаты представлены в табл. 2.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что время эффективного биоокисления арсенопиритного концентрата в двухстадийном процессе снижалось более чем в 2 раза при повышении извлечения золота цианированием более чем на 25%.

Таблица 2. Основные технологические параметры при биоокислении арсенопиритных концентратов при температуре 39°С__

Концентрат Исходный Химически

выщелоченный

№ биореактора 1 2 1 2

Продолжительность биоокисления, сут 4 8 4 8

Выход осадка, % 90,0 68,1 71,8 56,0

Бе 60,4 71,1 79,3 89,2

Степень окисления, % Ав 38,4 59,7 92,8 97,2

БЪ 32,1 48,8 36,9 46,9

Скорость выщелачивания мышьяка, г/кг-сут 7,9 4,4 12,7 0,9

Извлечение золота цианированием, % 67,8 82,4 93,0 94,1

Биоокисление в умеренно термофильных условиях. В следующей серии экспериментов для биоокисления арсенопиритного концентрата была взята умеренно термофильная ассоциация микроорганизмов с оптимумом температуры 50°С. Основные результаты представлены в табл. 3.

Таблица 3. Основные технологические параметры при биоокислении арсенопиритных концентратов при температуре 50°С__

Концентрат Исходный Химически выщелоченный

№ биореакгора 2 3 2 3

Продолжительность биоокисления, час 80 120 80 120

Выход осадка, % 81,5 68,5 65,8 65,8

Степень окисления, % Бе 49,8 69,2 68,5 70,4

Ав 18,4 55,9 60,2 71,1

БЬ 58,3 65,8 71,6 79,4

В ходе испытаний одностадийного (контрольного) и двухстадийного (опытного) процессов биоокисления было показано, что скорость окисления мышьяка в последнем случае за первые 80 часов увеличивалась с 5,6 до 14,1 г/кг-сут. Однако максимальная степень окисления арсенопирита в контрольном процессе составила только 55,9%, а в опытном - 71,1%.

Глава 7. Сравнение процессов двухстадийного биоокисления ипритного и арсенопиритного концентратов и анализ возможности промышленной реализации предложенной технологии

Проведены исследования по одностадийному и двухстадийному процессам биоокисления пиритного золотосодержащего концентрата. При этом одностадийный (контрольный) процесс протекал 36 суток, а двухстадийный процесс - всего 5 суток.

Биоокисление после химического выщелачивания пиритного концентрата протекало менее эффективно, чем арсенопиритного. Так, за 5 суток процесса

содержание сульфидного железа в концентрате снизилось с 15,06% до 10,71%, а содержание сульфидной серы с 14,89% до 7,85%. В осадке оставалось практически такое же количество сульфидной серы и железа после 36 суток биоокисления в контрольном процессе.

Извлечение золота цианированием из исходного пиритного концентрата составило всего 6%, после его химического выщелачивания - 21%, а после двухстадийного биоокисления - 76,9%.

Для проведения сравнительного анализа двухстадийных процессов биоокисления арсенопиритного и пиритного концентратов были рассчитаны скорости химического выщелачивания железа из концентратов по анализу жидкой фазы и удельные скорости окисления сульфидного железа по анализам твердой фазы. Результаты расчетов представлены в табл. 4.

Таблица 4. Показатели скорости процессов химического выщелачивания и двухстадийного процесса бактериально-химического окисления арсенопиритного и пиритного концентратов в различных технологических режимах_

Условия опыта Средняя Средняя удельная скорость

скорость окисления (выщелачивания)

химического железа,

выщелачи- г/кг-час

вания Химическое Химическое

железа, выщелачивание выщелачивание -

г/л-час биоокисление

Арсенопиритный концентрат

Контроль - - 0,65

ХВ при 50°С + БО* 13,4 12,5 0,74

ХВ при 65°С+ БО 25,0 31,6 0,76

ХВ при 80°С+ БО 42,0 85,0 1,31

Пиритный концентрат

Контроль - - 0,11

ХВ при 80°С+ БО 3,36 3,57 0,46

*ХВ - химическое выщелачивание; БО - биоокисление

Как следует из представленных в табл. 4 данных, с наиболее высокой скоростью протекал процесс с предварительным химическим выщелачиванием арсенопиритного концентрата при 80°С, с наименьшей - контрольный процесс по биоокислению пиритного концентрата. Разница в удельных скоростях окисления железа достигает почти 12 раз. При этом разница в скоростях в контрольных процессах достигает почти 6 раз, а разница в наиболее эффективных опытных процессах - 2,8 раза.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что пиритный концентрат является значительно более трудно окисляемым золотосодержащим сырьем, чем арсенопиритный. Извлечение золота цианированием после биоокисления арсенопиритного концентрата повышалось на 36% по сравнению с исходным и составило 93,0% за 4 суток биоокисления, а для пиритного концентрата - на 70% и составило 76,9% за 5 суток биоокислепия.

Полученные результаты указывают на перспективность пиритного сырья как источника производства золота.

Технологическая схема. На основании полученных данных разработана технологическая схема переработки золотосодержащих сульфидных концентратов, представленная на рис. 5.

Рис. 5. Технологическая схема переработки золотосодержащих концентратов

Проведенные расчеты основных экономических показателей предложенной и известной одностадийной технологий переработки арсенопиритных концентратов показали, что полная себестоимость получения золота по предлагаемой технологии составляет 188, а по известной - 2748 млн. руб в год при производительности опытной установки 7920 т/год.

Глава 8. Идентификация доминирующих штаммов в процессе биоокисления концентратов

В конце процессов биоокисления разных концентратов в отъемно-доливном режиме при 39°С из пульпы были выделены доминирующие штаммы микроорганизмов. Все штаммы имели уникальное строение хромосомной ДНК (рис. 6), что позволило вести их мониторинг.

Изучены морфологические, физиологические и молекулярно-биологические свойства этих штаммов. Показано, что в процессе биоокисления исходного арсенопиритного концентрата доминировал ранее выделенный штамм "51. о1утр1асЧси$" Б-5. Штамм НТ-4, выделенный из процесса биоокисления химического выщелоченного арсенопиритного концентрата, идентифицирован как новый штамм ¡Ьеппози^иЗоох'кЗапя. Это первый среди штаммов 5. 1Ьеппо5и1/1с1оох1с]ап5, обладающий жгутиком (рис. 7). В процессе биоокисления химически выщелоченного пиритного концентрата преобладал ранее выделенный штамм 5. Мегтози1Ас1оох1с1ат НТ-1.

Показана доминирующая роль сульфобацилл при биоокислении химически выщелоченных золотосодержащих концентратов, а также смена доминирующих штаммов при изменении характеристик энергетического субстрата.

Рис. 6. Профили фрагментов Рис. 7. Морфология клеток штамма

хромосомной ДНК штаммов Б. ЛегтовиЩдюох'^ат НТ-4

сульфобацилл: 1 - НТ-1, 2 - НТ-4,

3 - 8-5. Условия пульс-

электрофореза: напряжение 13

В/см, температура 10°С, время

пульса 10 с, продолжительность

65 ч

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработана двухстадийная технология бактериально-химического окисления сульфидных золотосодержащих концентратов, включающая химическое выщелачивание концентратов ионами Ре3+, полученными на последующей стадии биоокисления, и предложена принципиальная технологическая схема.

2. Показано, что наибольшее влияние на интенсивность химического выщелачивания арсенопиритных концентратов оказывала температура. С

повышением температуры на первой стадии сокращалось время до начала окисления арсенопирита на второй стадии и возрастали конечные степени окисления сульфидных элементов.

3. Продолжительность биоокисления арсенопиритного концентрата по двухстадийной технологии сокращалась более чем в два раза, а пиритного - в 4 раза по сравнению с традиционной одностадийной технологией. Извлечение золота цианированием при биоокислении арсенопиритного концентрата повышалось на 36% по сравнению с исходным концентратом, а пиритного - на 70%.

4. Предложенная двухстадийная технология позволит использовать для извлечения золота упорные пиритные золотосодержащие концентраты, биоокисление которых по традиционной технологии не эффективно.

5. При двухстадийной технологии происходила смена доминирующих штаммов на стадии биоокисления с о/утр^ас/кш" 8-5 на штамм 8и1/оЬасШи$ НТ-4. Изучены морфологические, физиологические и молекулярно-биологические свойства нового штамма, позволившие определить его таксономический статус как б1. Легто5и1/1с1оох1с1а№. В процессе биоокисления пиритного концентрата по двухстадийной технологии доминировал штамм Легтови^оох1ёапз НТ-1.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации

1. Фомченко, Н.В. Применение термофильных хемолитотрофных микроорганизмов в двухстадийном процессе бактериально-химического выщелачивания медного концентрата / Н.В. Фомченко, В.В. Бирюков, М.И: Муравьев // Биотехнология. - 2007. - № 6. - С. 65-71.

2. Фомченко, Н.В. Роль первой стадии в двухстадийном процессе бактериально-химического окисления золотомышьяковых концентратов с использованием умеренно-термофильных микроорганизмов / Н.В. Фомченко, М.И. Муравьев, Т.Ф. Кондратьева, В.В. Бирюков // Биотехнология. - 2009. - № 2. - С. 60-68.

3. Муравьев, М.И. Влияние стадии химического выщелачивания золотомышьяковых концентратов на их последующее биоокисление умеренно термофильными микроорганизмами и извлечение золота из золотомышьякового концентрата / М.И. Муравьев, Н.В. Фомченко, Т.Ф. Кондратьева // Биотехнология. -2009.-№3,-С. 60-66.

4. Фомченко, Н.В. Сравнение технологий бактериально-химического выщелачивания сульфидного сырья золота и цветных металлов с применением ацидофильных микроорганизмов / Н.В. Фомченко, Т.Ф. Кондратьева, Т.А. Пивоварова, М.И. Муравьев // Микроорганизмы и биосфера : материалы

Международной науч. конф. / Ин-т микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН. -М„ 2007.-С. 131-132.

5. Муравьев, М.И. Двухетадийный процесс бактериально-химического выщелачивания золотомышьяковых концентратов / М.И. Муравьев, Н.В. Фомченко, Т.Ф. Кондратьева // Актуальные аспекты современной микробиологии : тез. 3-й Международной молодежной школы-конференции / Сост. Гальченко В.Ф. / Ин-т микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН. - М., 2007. - С. 80-81.

6. Фомченко, Н.В. Двухетадийный процесс бактериально-химического выщелачивания медного концентрата / Н.В. Фомченко, М.И. Муравьев, B.C. Меламуд // Биотехнология: состояние и перспективы развития : материалы Четвертого Московского международного конгр.- М., 2007. - Ч. 2. - С. 322.

7. Муравьев, М.И. Получение золота с применением интенсивной технологии биоокисления / М.И. Муравьев, А.Е. Журавлева // Перспективы развития инноваций в биологии : материалы 2-й Научно-практической конф. в рамках Третьего Фестиваля науки в городе Москве и Биотехнологической выставки-ярмарки «РосБиоТех-2008» / МГУ им. М.В. Ломоносова. - М„ 2008. - С. 68-71.

8. Муравьев, М.И. Двухетадийный процесс бактериально-химического выщелачивания золотомышьяковых концентратов / М.И. Муравьев // Науч. конф. студентов и молодых ученых МГУИЭ : Тез. докладов. - М., 2008. - С. 20.

9. Фомченко, Н.В. Получение цветных и благородных металлов из сульфидного сырья с помощью биотехнологии - экологически чистое будущее металлургии / Н.В. Фомченко, Т.Ф. Кондратьева, М.И. Муравьев // Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование : Сб. тр. Пятой международной научно-практической конф. «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» / Под ред. А.П. Кудинова, Г.Г. Матвиенко. -СПб., 2008. - Т. 13. - С. 264-265.

10. Фомченко, Н.В. Исследование процесса химического окисления золотомышьяковых концентратов трехвалентным железом химической и биологической природы / Н.В. Фомченко, М.И. Муравьев // Биотехнология: состояние и перспективы развития : материалы Пятого Московского международного конгр. -М„ 2009,-4.2.-С. 325-326.

Заказ № 120-а/09/09 Подписано в печать 17.09.2009 Тираж 120 экз. Усл. п.л. 1,0

ООО "Цифровичок", тел. (495) 649-83-30; (495) 778-22-20 )) www.cfr.ru; е-таП:info@cfr.ru

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Муравьев, Максим Игоревич

Введение.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Разработка интенсивной технологии биоокисления золотосодержащих сульфидных концентратов"

Актуальность работы. В развитии золотодобывающей промышленности России отмечается снижение доли россыпных месторождений! в общем объеме добычи. Это связано с исчерпанием около 80% россыпного золота и с возрастающей- сложностью его извлечения (Котляр, 2005). Извлечение золота традиционными гидрометаллургическими методами из коренных руд многих месторождений сдерживается «упорным» составом получаемых при их обогащении^ концентратов, а присутствие в большинстве из них минерала арсенопирита практически исключает пирометаллургию из-за образования ядовитых газообразных соединений мышьяка (Лодешциков, 1999).

Наиболее распространенный фактор «упорности» вызван нахождением золота внутри^ сульфидных минералов; как» правило, арсенопирита и пирита, причем минимальный размер вмещенных золотин составляет от десятых до сотых долей микрона (Совмен и др., 2007). Решением этой1 технологической проблемы является' разрушение кристаллической решетки сульфидных минералов (вскрытие золота), обеспечивающее доступ выщелачивающего агента (цианида и др.) к поверхности золота. Разрушение кристаллической решетки сульфидов может осуществляться- с помощью их биоокисления (Полькин и др., 1982; Каравайко, 1984; 1985; Abbruzzese et al., 1994).

Более чем двадцатилетний опыт промышленного применения технологии биоокисления показывает, что она является наиболее простым, экономичным, эффективным и экологически безопасным способом переработки золотосодержащих концентратов (Каравайко и др., 2000). Технология основана на окислении сульфидных минералов группами ацидофильных хемолитотрофных микроорганизмов, способных использовать в качестве субстрата для жизнедеятельности сульфиды, серу и ее восстановленные соединения, а также ион двухвалентного железа (Каравайко, 1984). В настоящее время биотехнология1 для переработки золотосодержащих руд и упорных концентратов внедрена на' 17 предприятиях золоторудной промышленности в 12 странах мира (Австралии, России, США, ЮАР, Китая, Казахстана и др.) (Acevedo., 2002; Brierley andBrierley, 2001; Совмен и. др., 2007). На известных предприятиях процесс биоокисления осуществляется сообществами микроорганизмов, включающими» представителей» родов Acidithiobacillns, Sulfobacillus, Leptospirillum, Ferroplasma и др. в-диапазоне температур 39145° (Coram and'Rawlings, 2002; Rawlings and Johnson, 2007).

Главными, недостатками* современных биогидрометаллургических технологий извлечения золота из упорных арсенопиритных (золотомышьяковых)• концентратов являются низкая, скорость» процесса1 и затраты, на охлаждение реакторов, саморазогрев пульпы в которых является следствием- экзотермических реакций окисления* сульфидных минералов. Продолжительность циклам биоокисления? по. традиционной технологии составляет, в зависимости от состава, концентрата^ 44) cyTOKv (Rawlings et al., 2003).

Поэтому' актуальной проблемой для совершенствования технологии биоокисления золотосодержащих, сульфидных концентратов' является*- его интенсификация.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы являлась интенсификация технологии биоокисления золотосодержащих сульфидных концентратов.

Задачи исследования включали:

1. Обоснование новой двухстадийной технологии бактериально-химического окисления золотосодержащих сульфидных концентратов.

2. Изучение влияния параметров первой стадии (температура, плотность пульпы, вид окислителя) на процесс химического выщелачивания (окисления) концентратов.

3. Исследование процесса биоокисления химически выщелоченных концентратов в периодическом режиме, а также определение влияния температуры стадии химического выщелачивания на процесс дальнейшего биоокисления арсенопиритного концентрата.

4. Исследование процесса биоокисления исходных (контрольный одностадийный процесс) и химически выщелоченных арсенопиритных концентратов в отъемно-доливном режиме при различных температурах.

5. Сравнение процесса биоокисления золотосодержащего пиритного концентрата в одностадийном и двухстадийном вариантах.

6. Выделение культур микроорганизмов, доминирующих при биоокислении концентратов, и изучение их фенотипических и генотипических свойств.

Научная новизна.

1. Предложена модификация двухстадийной технологии бактериально-химического выщелачивания золотосодержащих концентратов, в которой стадия химического выщелачивания трехвалентным железом осуществляется перед стадией биоокисления; причем на стадию биоокисления подается вся твердая фаза со стадии химического выщелачивания.

2. Проведено сравнение окислительной способности раствора соли трехвалентного железа и бактериальной суспензии, содержащей трехвалентное железо. Показано, что бактериальная суспензия при равных 1 определяемых концентрациях Fe обеспечивает значительно более высокую степень окисления арсенопиритных концентратов на последующей стадии биоокисления.

3. Показано, что предварительное химическое выщелачивание арсенопиритных и пиритного концентрата железосодержащей бактериальной суспензией при повышенной температуре (80°С) увеличивает глубину биоокисления сульфидных минералов.

4. Показана доминирующая роль сульфобацилл при биоокислении химически выщелоченных концентратов в температурном диапазоне 39—50°С. Выделены три штамма сульфобацилл, описаны их фенотипические и генотипические свойства. Установлено таксономическое положение нового штамма НТ-4 как S. thermosulfidooxidans. Второй штамм был идентифицирован как выделенный ранее из процесса биоокисления арсенопиритного концентрата при 50°С S. thermosulfidooxidans НТ-1. Третий штамм был идентифицирован как ранее описанный новый вид "S. olympiadicus S-5". Установлена смена доминирующих штаммов сульфобацилл при биоокислении химически выщелоченного концентрата по сравнению с исходным арсенопиритным концентратом.

Практическая значимость. Предложена модификация двухстадийной технологии бактериально-химического выщелачивания золотосодержащих концентратов, позволяющая интенсифицировать традиционный процесс биоокисления арсенопиритных концентратов, полученных из руд Олимпиадинского месторождения, более чем в 2 раза, а пиритного концентрата, полученного из руды Самолазовского месторождения, — в 4 раза. При этом извлечение золота цианированием при биоокислении арсенопиритного концентрата повышалось на 36% по сравнению с исходным концентратом, а пиритного - на 70%.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на IV-om и V-ом конгрессах «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2007, 2009), Ш-ей Международной молодежной школе-конференции «Актуальные аспекты современной микробиологии» (Москва, 2007), Международной научной конференции «Микроорганизмы и биосфера» (Москва, 2007), П-ой Научно-практической конференции «Перспективы развития инноваций в биологии» (Москва, 2008), V-ой Международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (Санкт-Петербург, 2008), Научной конференции студентов и молодых ученых МГУИЭ (Москва, 2008).

Личный вклад автора. Автором лично проведены все технологические, физико-химические и микробиологические исследования. Проведена также обработка полученных результатов и представление их в виде печатных работ, диссертации и автореферата.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 2 статьи, 7 тезисов, 3 статьи сданы в печать.

Объем и структура диссертации. Материалы диссертации изложены на 213 страницах машинописного текста, включают 68 таблиц и 23 рисунка. Диссертация состоит из введения, восьми глав, заключения, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 164 наименований работ, в числе которых 43 на русском и 121 на иностранных языках.

Заключение Диссертация по теме "Биотехнология", Муравьев, Максим Игоревич

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработана двухстадийная технология бактериально-химического окисления сульфидных золотосодержащих концентратов, включающая химическое выщелачивание концентратов ионами Fe3+, полученными на последующей стадии биоокисления, и предложена принципиальная технологическая схема.

2. Показано, что наибольшее влияние на интенсивность химического выщелачивания арсенопиритных концентратов оказывала температура. С повышением температуры на первой стадии сокращалось время до начала окисления арсенопирита- на- второй стадии и возрастали; конечные степени окислениясульфидных элементов.

3. Продолжительность биоокисления арсенопиритного^ концентрата по двухстадийной. технологии сокращалась более чем в.два раза, а пиритного — в 4 раза по сравнению с традиционной одностадийной технологией. Извлечение золота цианированием при- биоокислении арсенопиритного концентрата повышалось на 36% по сравнению с исходным концентратом, а пиритного — на 70%.

4. Предложенная двухстадийная^ технология позволит использовать для извлечения золота упорные пиритные золотосодержащие концентраты, биоокисление которых по традиционной технологии не эффективно.

5. При двухстадийной технологии происходила смена доминирующих штаммов на стадии биоокисления с olympiadicus" S-5 на штамм Sulfobacillus НТ-4. Изучены морфологические, физиологические и молекулярно-биологические свойства нового штамма, позволившие определить его таксономический' статус как S. thermosulfidooxidans. В процессе биоокисления пиритного концентрата по двухстадийной технологии доминировал штамм S. thermosulfidooxidans НТ-1.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании проведенных исследований предложена принципиальная технологическая схема переработки сульфидных золотосодержащих концентратов по двухстадийной технологии бактериально-химического окисления. Перед стадией биоокисления предлагается кратковременная (1,5— 2,0 часа) стадия химического выщелачивания концентрата раствором, поступающим со стадии биоокисления, отделения которого от твердой фазы производится в отстойниках. При этом незначительная модернизация существующей технологии будет способствовать ее интенсификации (повышению скорости биоокисления в 2-4 раза) при повышении извлечения золота.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Муравьев, Максим Игоревич, Москва

1. Белявский, М.А. Перспективные способы переработки золото- и серебросодержащего сырья за рубежом / М.А. Белявский, А.С. Мейерович, М.А. МеретуковУ/М.: ЦНИИцветмет эконом, и инф., 1985. Вып. 3. - 52'с.

2. Головачева, Р.С. Sulfobacillus новый род термофильных спорообразующих бактерий / Р.С. Головачева, Г.И. Каравайко // Микробиология. - 1978. - Т. 47. - Вып. 5. - С. 815-822.

3. Головачева, Р.С. Новая железоокисляющая бактерия- Leptospirillwn thermoferrooxidans sp.nov. / Р.С. Головачева, О.В. Голышина, Г.И. Каравайко, А.Г. Дорофеев, Т.А. Пивоварова, Н.А. Черных // Микробиология. 1992. - Т. 61. -№ 6. — С. 1056-1064.

4. Громова, JI.A. Идентификация и распределение серы, в клетках Thiobacillus ferrooxidans / JI.A. Громова, Г.И. Каравайко, А.В1 Севцов, Н.А. Переверзев // Микробиология. 1983. - Т. 52. - Вып. 3. - С. 455-460.

5. Каравайко, Г.И. Роль микроорганизмов в выщелачивании металлов из руд / Г.И. Каравайко, С.И. Кузнецов, А.И. Голомзик. М.: Наука, 1972. — 248 с.

6. Каравайко, Г.И. Микробиологическое выщелачивание металлов из руд. Обзор проблемы / Г.И. Каравайко. М.: Центр Международных

7. Проектов ГКНТ,.1984: 87 с.

8. Каравайко, Г.И. Биогидрометаллургия золота и серебра / Г.И. Каравайко, Г.В. Седельникова, Р.Я. Аслануков, Е.Е. Савари, В.В.Панин, Э.В. Адамов, Т.Ф. Кондратьева // Цветные металлы. — 2000. — № 8. — С. 20-26.

9. Коваленко, Э.В. Спорообразующая-железоокисляющая бактерия Sulfobacillus? thermosulfidooxidans / Э.В. Коваленко, П.Т. Малахова // Микробиология. 1983. - Т. 52 - Вып. 6. - С. 962-967.

10. Кондратьева, Т.Ф. Особенности структуры, хромосомной ДНК у Sulfobacillus thermosulfidooxidans, проанализированной методом пульс-электрофореза / Т.Ф. Кондратьева, B.C. Меламуд, И.А. Цаплина, Т.И.

11. Богданова; А.А. Сенюшкин, Т.А. Пивоварова, Г.И. Каравайко // Микробиология. 1998. - Т. 67. - № 1. С. 19-25.

12. Котляр, Ю.А. Металлургия благородных металлов : учеб. для студентов вузов, обучающихся по направлению подгот. дипломир. специалистов «Металлургия» : в 2 кн. / Ю.А. Котляр, М.А. Меретуков, JI.C. Стрижко. М.: Руда и металлы, 2005. - 2 кн.

13. Красильникова, Е.Н; О метаболизме восстановленных соединений серы у Sulfobacillus thermosulfidooxidans, штамм 1269 / Е.Н. Красильникова; И.А. Цаплина, JI.M. Захарчук, Т.И. Богданова, Г.И. Каравайко // Микробиология. -1998. Т. 67. - № 2. - С. 156-164.

14. Лодейщиков, В.В. Технология извлечения золота и серебра из упорных руд / В.В'. Лодейщиков : В 2 т. Иркутск: Иркут. НИИ'благ, и ред. металлов и алмазов; ОАО «Иргиредмет», 1999: — 2 т.

15. Лысенко, A.M. Таксономическое положение рода* Sulfobacillus, основанное на изучении ДНК- / А.М: Лысенко, И.А. Цаплина, Р.С. Головачева; Т.А. Пивоварова, Н1С. Вартанян, Г.И: Каравайко // Доклады АН CGCP. -1987. Т. 294. 4. - С. 970-972.

16. Меламуд, B.C. Особенности роста типового штамма бактерий'вида Sulfobacillus thermosulfidooxidans на среде 9К / B.C. Меламуд, Т.А. Пивоварова // Микробиология. 1998. - Т. 34. - № 3. - С. 309-315.

17. Меламуд, B.C. Новая термофильная-бактерия Sulfobacillus sibiricus sp. nov. / B.C. Меламуд, Т.А. Пивоварова, Т.П. Турова, Т.В. Колганова, Г.А. Осипов, А.М. Лысенко, Т.Ф. Кондратьева, Г.И. Каравайко // Микробиология. -2003. Т. 72. -№ 5. - С. 681-688.

18. Маркосян, Г.Е. Новая железоокисляющая бактерия Leptospirillumferrooxidans. nov. gen. nov. sp. / Г.Е. Маркосян // Микробиологический журнал Армении. 1972. - Т. 35. - № 2. - С. 26-29.

19. По лысин, С .И: Технология бактериального выщелачивания! цветных №. редких; металлов: / С.И. Полькин, Э.В. Адамов; В .В. Панина М.: Недра, 1982.-288 с.

20. Совмен, В.К. Переработка, золотоносных руд с применением бактериального окисления- в условиях Крайнего Севера / В.К. Совмен, В.Н. Гуськов, А.В. Белый и др.. Новосибирск: Наука, 20071 - 144 с.

21. Стрижко, JT.C. Металлургия золота и серебра / JT.C. Стрижко: — М.: МИСИС, 2001.-336 с.

22. Суровская, И А. Технический анализ в цветной металлургии / И. А. Суровская, В:И. Титов, В.М. Бродская, П.И. Васильев, Б.М. Липшиц, Б.М. Элентух. -М.: Металлургиздат, 1957. — 182 с.

23. Фомченко, Н.В. Состояние арсенопирита в процессе бактериального выщелачивания / Н.В. Фомченко, С.И. Полькин, В.В. Панин, Э.В. Адамов // Межвузовский сборник «Обогащение руд». Иркутск, 1978. -№6.-С. 5-14.

24. Фомченко, Н.В. Применение термофильных хемолитотрофных микроорганизмов в двухстадийном процессе бактериально-химическоговыщелачивания медного концентрата / Н.В. Фомченко, В.В. Бирюков, М.И. Муравьев // Биотехнология. 2007. - № 6. - С. 65-71.

25. Чантурия, В. А. Оценка технологических свойств золотосодержащих пиритов и арсенопиритов различных месторождений / В.А. Чантурия, А.А. Федоров, Т.Н. Матвеева // Цветные металлы. 2000. - № 8. -С. 9-12.

26. Чекушин, B.C. Переработка золотосодержащих рудных концентратов (обзор методов) /B.C. Чекушин, Н.В. Олейникова // Известия Челябинского-научного центра. 2005. — Вып. 4 (30). - С. 94-101.

27. Acevedo, F. Present and future of bioleaching in developing countries / F. Acevedo // Electron. J. Biotechnol. 2002. - V. 5. - №. 2'. - P. 196-199.

28. Abbruzzese, C. Preparatory bioleaching to the conventional cyanidation of arsenical gold, ores / C. Abbruzzese, S. Ubaldini, F. Veglio, L. Того // Miner. Eng. 1994. - № 7. - P. 49-60.

29. Ahonen, L. Temperature effect on bacterial leaching of sulfide minerals in shake flask experiments / L. Ahonen, O.H. Tuovinen // Appl. Environ. Microbiol. -1991. Y. 57. - № L - P. 138-145.

30. Barr, D.'W. Respiratory chain components» of iron-oxidizing, acidophilic bacteria / D:W. Barr, W J. Ingledew, P.R. Norris //FEMS Microbiol. Lett. 1990. -V. 70.-№ l.-P: 85-90.

31. Brock, T.D. Sulfolobus: a new genus of sulfur-oxidising bacteria living at low pH and high temperature / T.D. Brock, K.M. Brock, R.T. Belly, R.L. Weiss

32. Carlson, L. Solid phase products of bacterial oxidation of arsenical pyrite / L. Carlson, E.B. Lindstrom, K.B. Hallberg, O.H. Tuovinen // Appl. Environ. Microbiol. 1992. - V. 58. - P. 1046-1049.

33. Chen, Z.-W. Novel bacterial sulfur oxygenase reductases from bioreactors treating gold-bearing concentrates Text. / Z.-W. Chen, Y.-Y. Liu, J.-F. Wu, Q. She, C.-Y. Jiang, S.-J. Liu //Appl. Microbiol. Biotechnol'. 2007. - V. 74. -P. 688-698.

34. Golmer, A.R". The role of microorganisms in acid mine drainage: a preliminary report / A.R. Colmer, M.E. Hinkle // Science. 1947. - V. 106. - P. 253-256.

35. Cox, JlC. The purifications Midi some properties ofi rusticyanin; a? blue copper protein innvolvedl in iron(IIi)» oxidation; from Tiobacillus ferrooxidans; I JIG. Gox, D.II. Boxer// Biochem. J. 1978: - V. 174.- P. 497-502.

36. Crundwell, F.K. How do bacteria interact with minerals / F.K. Crundwell // Biohydrometallurgy: fundamentals technology and sustainable development / Eds:: .Giminelli V.S:T.,> Garsia ©!- Elsevier: Science, 2001. — Pf. 149157.

37. Dopson, M; Potential role of Thiobacillus caldus in- arsenopyrite bioleaching / M: Dopson, E.B. Lindstrom // Appl. Environ. Microbiol; 1999. - V. 65.-№ l.-P. 36-40.

38. Dopson, Ml Characterization of Ferroplasma isolates and Ferroplasma acidarmanus sp: nov.,. extreme acidophilus from acid mine. drainage and industrial bioleaching, environments / M; Dopson, C. Baker-Austin, A. Hind;. ЛР.\ Bowman,

39. P:L. Bond // Appl: Environ: Microbiol. 2004. - V. 70. - № 4. - Pi 2079-2088:

40. Dufresne, S. Sulfobacillus> disulfidooxidans sp. nov., a new acidophilic, disulflde-oxidizing, gram-positive, spore- forming bacterium / S. Dufresne, J. Bousquet, Ml Boissinot; R'. Guay // Int. J. Syst. Bacteriol: -1996. -V. 46. Iss. 4. -P.11056-1064.

41. Edwards, U. Isolation and' direct complete nucleotide determination of entire genes, characterization of gene coding for 16S ribosomal.RNA / U. Edwards, T. Rogall, H. Bloeker, M.D. Ende, E.C. Boeettge // Nucli Acids Res. 1989. - V. 17.-Pi 7843-7853.

42. Edwards, K.J. A new look at microbial leaching- patterns on sulfide minerals / K.J* Edwards, B. Hu; R.Ji Hamers, J.F. Banfield // FEMS Microbiol: EcoL 2001. - V. 34. - № 3. - P. 197-206.

43. Espejo, R. Growth of Thiobacillus ferrooxidans on elementary sulfur / R. Espejo, P. Romero// Appl. Environ: Microbiol. 1987. - V. 53. - №>8. - P: 1907-1912.

44. Fowler, T. A. Leaching of zinc sulfide by Thiobacillus ferrooxidans experiments with a controlled redox potential indicate no-direct bacterial mechanism / T. A.,Fowler, F.K.Crundwell // Appl. Environ. Microbiol. 1998. - V. 64. - P. 3570-3575.

45. Fowler, Т.A. . On the kinetics and mechanism of the dissolution of pyrite in the presence of Thiobacillus ferrooxidans / T.A. Fowler, P.R. Holmes, F.K. Crundwell // Hydrometallurgy. 2001. - V. 59: - № 2-3. - P. 257-270.

46. Fuchs, T. Metallosphaera prunae, sp. nov., a novel metal-mobilizing, thermoacidophilic archaeum, isolated from uranium mine in Germany / T. Fuchs, H. Huber, K. Teiner, S. Burggraf, K.O. Stetter // Syst. Appl. Microbiol. 1995. - V. 18.-P. 560-566.

47. Grogan, D. Isolate В12, which harbours a virus-like element, represents a new species of the archaebacterial genus Sidfolobus, Sulfolobus shibatae, sp. nov. / D. Grogan, P: Palm, W. Zillig // Arch. Microbiol. 1990: - V. 154. - №-6: - P. 594-599:

48. Hallberg, K.Bf. Biodiversity of acidophilic prokaryotes / K.B. Hallberg, D.B. Johnson // Adv. Appl. Microbiol. 2001. - V. 49. - P. 37-84.

49. Hallberg, K.B: Characterisation of Thiobacillus caldus sp. nov., a moderately thermophilic acidophile / K.B. Hallberg, E.B. Lindstrom // Microbiol.1994.-V. 140.-P. 3451-3456.

50. Hallberg, K.Bl Toxicity of arsenic during high temperature bioleaching of gold-bearing arsenical pyrite / K.B. Hallberg, H.M'. Sehlin, E.B. LindstrOm // Appl; Microbiol; Biotechnol.- 1995.-V. 45.-P. 212-216.

51. He, Z.G. Acidianus tengchongensis sp. nov., a new species of acidothermophilic archaeon isolated from- an» acidothermal spring / Z.G. He, H. Zhong, Y. Li // Gurr. Microbiol; 2004: -V. 48; - № 2: -P; 159-163:

52. Hiroyoshi, N. Enhancement of chalcopyrite leaching by ferrous, ions in acidic ferric sulfate solutions / N. Hiroyoshi, H. Miki, T. Hirajima, M. Tsunekawa // Hydrometallurg}'. 2001. - V. 60. - P. 185-197.

53. Hisshion, R.J. Recovering gold with thiourea / R.J. Ilisshion, G.G. Waller//MiningMagaz.- 1984. V. 151.-№3.-P. 237-243.

54. Huber, G. Metallosphaera sedula gen. and sp. nov., Represents a new genus of aerobic, metal-mobilizing, therrmoacidophilic archaebacteria / G. Huber, G. Spinnler, A. Gambacorta, K.O. Stetter // Syst. Appl. Microbiol: 1989:-V. 12. -P. 38-47.

55. Johnson, D.B: Novel thermo-acidophilic bacteria isolated1, from geothermaL sites in Yellowstone National Park: physiological and- phylogenetic characteristics / D.B. Johnson, N. Okibe, F.F. Roberto // Arch. Microbiol. 2003. -V. 180.-P. 60-68.

56. Johnson, D.B. Concentrate Mineralogy Dictates the Composition of Bioleaching Microbial Consortia / D.B1. Johnson, L. Yajie, N. Okibe, K. Coupland, K.B1 Hallberg // Adv. Materials Res. 2007. - V. 20-21. - P. 403^404.

57. Johnson, D.B. Sulfobacillus benefaciens sp. nov., an acidophilic facultative anaerobic Firmicute isolated from mineral bioleaching operations / D.B. Johnson, C. Joulian, P. d'Hugues, K.B. Hallberg// Extremophiles. 2008. - V. 12. -№6.-P. 789-798.

58. Karavaiko, G.I. Microbial aspects of biohydrometallurgy / G.I.

59. Kelly, D.P. Thermodynamic aspects of energy conservation by chemolithotrophic sulfur bacteria in relation to the sulfur;oxidation pathways / D.P; Kelly // Arch; Microbiol; 1999. -V. 171.-PL219-229;

60. Lindstrom, E.B. A sequential two-step process using moderately and extremely thermophilic cultures for biooxidation of refractory gold concentrates / E.B. Lindstrom, A. Sandstrom, J.-E. Sundkvist // Hydrometallurgy. 2003. -V. 71. -P. 21-30:

61. Marmur, J. A procedure for the isolation DNA from microorganisms / J. Marmur*// P. Moh Biol. 1961. - V. 3. - P: 208-218.

62. Mikkelsen, D. Archaeal diversity in two» thermophilic chalcopyrite bioleaching reactors / D. Mikkelsen, Kappler, A.G. McEwan, L.I: Sly // Environ. Microbiol. 2006. - V. 8. - P. 2050-2056.

63. Nestor, D: Mechanism of bioleaching of a refractory minerals-of gold with Thiobacillus ferrooxidans / D: Nestor, U. Valdiva, A.P. Chaves // Int. J: Miner. Process. 2001. - V. 62. - № 1-4. - P. 187-189.

64. Norris, P.R. High temperature, mineral concentrate dissolution with Sulfolobus / P.R. Norris, L. Parrot // In: Fundamental and Applied Biohydrometallurgy / Eds.: Lawrense R.W., Branion R.M.R. and Ebner H.G. —

65. Amsterdam: Elsevier, 1986. P. 335-365.

66. Norris, P.R. Acidophiles in bioreactor mineral processing / P.R. Norris, N.P. Burton, N.A. Foulis // Extremophiles. 2000. - V. 4. - № 2. - P. 71-76.

67. Norris, P.R. Characteristics of Sulfobacillus acidophilus sp. nov. and other moderately thermophilic mineral-sulphid-oxidizing bacteria / P.R. Norris, D.A. Clark, J.P. Owen, S. Waterhouse //Microbiol. 1996. - V. 142. -P. 785-790.

68. Okibe, N. Enumeration and characterization of acidophilic microorganisms isolated from a pilot' plant stirred-tank bioleaching operation / N. Okibe, M. Gericke, K.B. Hallberg, D.B. Johnson // Appl. Environ. Microbiol. -2003.-V. 69.-№4.-P: 1936-1943.

69. Olson, G.J. Bioleaching review part B: Progress in bioleaching: applications of microbial processes by the minerals industries / G.J. Olson, J.A. Brierley, C.L. Brierley // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2003. - V. 63. - P. 249257.

70. Owen, R.J>. Determination of DNA- base compositions from melting profiles in delute buffers / R'J. Owen; L.R. Hill, S.P. Lapage // Biopolimers. 1969. -V. 7.-P. 503-517.

71. Rawlings, D.E. The molecular genetics of Thiobacillus ferroxidans and other mesophilic, acidophilic, chemolithotrophic iron- or sulfur-oxidizing bacteria Text. / D.E. Rawlings // Hydrometallurgy. 2001. - V. 59: - № 2-3. - P. 187-201.

72. Rawlings, D.E. Heavy metal mining using microbes / D.E. Rawlings // Ann. Rev. Microbiol. 2002. - V. 56. - P. 65-91.

73. Rawlings, D.E. Thiobacillus caldus and Leptospirillum ferrooxidans are widely distributed in continuous flow biooxidation tanks used to treat a variety of metal containing ores and concentrates / D.E. Rawlings, N.J. Coram, M.N.

74. Gardner; S.Mi Deane // Biohydrometallurgy and the environment toward the mining of the 21st century. Proceedings of the International Biohydrometallurgy Symposium / Eds.: Amils R., Ballester A. Amsterdam: Elsevir, 1999 (b). - P. 777-786.

75. Rawlings, D.E. Biomineralization of metal-containing ores* and concentrates / D.E. Rawlings, D. Dew, C. du Plessis // Trends Biothechnol. 2003.1. V. 21. -№ 1. — P. 38-44.

76. Rawlings, D:E. The microbiology of biomining: development and optimization of mineral-oxidizing microbial, consortia / D.E. Rawlings, D.B. Johnson // Microbiol. 2007. - V. 153. - P. 315-324.

77. Rawlings, D.E. Mining with microbes / D:E. Rawlings, S. Silver // Biotechnol. 1995'. -V. 13. - P. 773-775.

78. Rojas, Jt Sulfur colloids as temporary energy reservoirs for Thiobacillus ferrooxidans during pyrite oxidation / J. Rojas, M. Giersig, H. Tributsch // Arch. Microbiol. 1995. - V. 163. - P. 352-356.

79. Shippers.// Appl. Microbiol: Biotechnol. 1995. - V. 43. - P. 961-966.

80. Sand, W. Biochemistry of bacterial leaching — direct versus indirect bioleaching / W. Sand, T. Gehrke, P.G. Jozca, A. Shippers // Hydrometallurgy. -2001. V. 59. - № 2-3. - P. 159-175.

81. Sanger, F. DNA sequencing with chain-terminating ingibitors / F. Sanger, S. Nicklen, A.R. Coulsen // Proc. Natl. Acad: Sci. USA. 1977. - V. 84. -P. 5463-5467.

82. Sasaki, K. Respiratory Isozyme, 2 Types of Rusticyanin of Acidithiobacillus ferrooxidans / K. Sasaki, G. Ida, A. Ando, N. Matsumoto, H. Saiki, N. Ohmura*// Biosci. Biotechnol. Biochem. 2003. - V. 67. - №-5. - P. 1039-1047.

83. Schwartz, D.C. Separation of yeust chromosome-sized' DNAs by Pulsed Fields gradient gen Electrophoresis // Cell. 1984. - V. 37. - №*1. - P. 6775.

84. Shippers, A. Bacterial leaching of metal sulfides proceeds by two indirect mechanisms via thiosulphate or via polysulphides and sulfur / A. Shippers, W. Sand // Appl. Environ. Microbiol: 1999. - V. 65. - № l. - p; 3458-3464:

85. Silverman, M.P. Microbial formation and degradation of minerals / M.P. Silverman, H.L. Ehrlich // Adv. Appl. Microbiol. 1964. -V. 6. - P. 153-206.

86. Silverman; M.P. Study on the chemoautotrophic iron bacterium Ferrobacillus ferrooxidans. I. An improved'medium and harvesting procedure for securing high cell yield / M.P. Silverman, D.C. Lundgren // J. Bacteriol. 1959. -V. 77.-P. 642-647.

87. Styriakowa, I. Influence of chelators on iron solubilization from quartz and feldspars by bioleaching /1. Styriakowa // Adv. Materials Res. 2007. - Vols.20.21.-P. 87-90.

88. Sugio, Т. Purification and. some properties of sulfur: ferric ion oxidoreductase from Thiobacillus ferrooxidans / T. Sugio, W. Mizunashi, K. Inagaki, T. Tano//J. Bacteriol. 1987. - V. 169.-№ 11.-P. 4916^922.

89. Tributsch, H. Direct versus indirect bioleaching / H. Tributsch // Hydrometallurgy. -2001. — V. 52.-№ 2-3.-P. 177-185.

90. Trudinger, P. The metabolism of inorganic sulfur, compounds by Thiobacilli / P. Trudinger // Rev. Pur. Appl. Chem: 1967. - V. 17. - P. 1.

91. Ubaldini, S. Gold recovery from a refractory pyrrhotite ore by biooxidation / S. Ubaldini, F. Veglio, F. Beolchini, L. Того, С. Abbruzzese // Int. J. Miner. Process. 2000. - V. 60. - № 3-4. - P. 247-262.

92. Van de Peer, Y. TREECON for Windows: a software package for the construction and drawing of evolutionary trees for the Microsoft Windows environment / Y. Van de Peer, R. de Wachter // Gomp. Appl: Biosci. 1994. - V. 10.-P. 569-570.

93. Visser, J.M. A novel membrane-bound flavocytochrome с sulfide dehydrogenase from the colourless sulfur bacterium Thiobacillus sp. W5 / J.M. Visser, G.A.H. De Jog, L.A. Robertson, J.G. Kuenen // Arch. Microbiol. 1997. -V. 167.-P. 295-301.

94. Waksman, S.A. Microorganisms concerned with the oxidation of sulfur in soil. 1Г. Thiobacillus thiooxidans, a,new sulfur oxidizing isolated from the soil / S.A. Waksman, I.S. Joffe // J. Bacteriol. 1922. - V. 7. - № 2. - P. 239-256.

95. Xiang, X. Sulfolobus tengchongensis sp. nov., a novel thermoacidophilic archaeon isolated from- a hot. spring in Tengchong, China / X. Xiang, X. Dong, L. Huang // Extremophiles. 2003. - V. 7. - № 6. - P. 493-498.

96. Yoshida, N. Acidianus manzaensis sp. nov., a novel thermoacidophilic archaeon growing autotrophically by the oxidation of H2 with the reduction of Fe / N. Yoshida, M. Nakasato, N. Ohmura, A. Ando, H. Saiki, M. Ishii, Y. Igarashi //

97. Curr. Microbiol. 2006. - V. 53. - № 5. - P. 406-411.

98. Zillig, W. The Sulfolobus "Caldariella " group: taxonomy on the basis of the structure of DNA-dependent RNA polymerases / W. Zillig, K.O. Stetter, S. Wunderl, W. Schulz, H. Priess, I. Scholz // Arch. Microbiol. 1980. - V. 125. - P. 259-269.