Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Развитие и функционирование микроорганизмов в цикле обогащения апатит-нефелиновых руд с использованием оборотного водоснабжения

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Развитие и функционирование микроорганизмов в цикле обогащения апатит-нефелиновых руд с использованием оборотного водоснабжения"

с

тс:^ * , ч ' г 1| • у д , |

На правах рукописи

ВОРОНИНА Надежда Викторовна

РАЗВИТИЕ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В ЦИКЛЕ ОБОГАЩЕНИЯ АПАТИТ-НЕФЕЛИНОВЫХ РУД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОБОРОТНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

25 00 36 - «Геоэкология»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Апатиты 2007 г.

Работа выполнена в Институте проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра Российской академии наук

Научный руководитель

доктор биологических наук, профессор Евдокимова Галина Андреевна

Официальные оппоненты

доктор географических наук Шилин Михаил Борисович

доктор технических наук Захаров Виктор Иванович

Ведущая организация ОАО «Апатит»

Защита состоится «__» мая 2007 г в _ часов на заседании

диссертационного совета Д 002 105 01 при Институте химии и технологии редких элементов и минерального сырья им И В Тананаева КНЦ РАН по адресу 184200, г Апатиты, ул Ферсмана, 26а, Академгородок

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института химии и технологии редких элементов и минерального сырья им И В Тананаева КНЦ РАН

Автореферат разослан «_» апреля 2007 г

Ученый секретарь Диссертационного совета, к т н

П Б Громов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы К неметаллическим полезным ископаемым относится обширная группа минералов и горных пород, которые используются в промышленности и строительстве в естественном виде или после механической, термической, химической обработки, а также для извлечения из них химических элементов или их соединений Область применения неметаллических полезных ископаемых чрезвычайно широка Наибольшее значение для обеспечения жизнедеятельности человека имеют полезные ископаемые являющиеся сырьем для производства минеральных удобрений апатитовые и фосфоритовые руды, калийные соли

В Северном экономическом районе России находится большая часть запасов апатитсодержащих руд Основу сырьевой базы составляют разрабатываемые месторождения апатитов хибинской группы в Мурманской области технология обогащения которых позволяет получать концентрат, пригодный для переработки на все виды фосфорных удобрений

Имеются данные о наличии и характере распространения бактерий в сульфидных рудах, о существенной роли бактерий в разрушении сульфидных минералов и их участии в экзогенном минералообразовании Практически не исследована роль бактерий в разрушении структур минералов-диэлектриков силикатов, оксидов и др Исследования по изменению и роли бактериальной составляющей в технологическом процессе переработки несульфидных руд ранее не проводились

В основе данной работы лежит идея значимости микробиологических процессов при обогащении несульфидных руд с использованием оборотного водоснабжения Подобная система была исследована на примере горнообогатительного предприятия ОАО «Апатит», являющегося крупнейшим в России по переработке апатит-нефелиновых руд с получением апатитовых концентратов Исходя из постулата одного из основоположников экологии микроорганизмов М Бейеринка "Все есть всюду, но среда отбирает", мы выдвинули гипотезу о наличии и значимости бактериального компонента на всех этапах переработки апатит-нефелиновых руд Роль бактерий может быть двоякой - стимулирующей технологический процесс или ингибирующей его Основные направления биологической деятельности микроорганизмов связаны с трансформацией металлов и органических веществ, в результате часть химических элементов переходит в растворимое состояние В других случаях металлы взаимодействуют с метаболитами микроорганизмов, образуя нерастворимые комплексные соединения Все эти процессы могут происходить на поверхности минералов, трансформируя ее, делая труднодоступной для других сорбционных процессов

Цель работы - исследовать влияние бактериальной составляющей оборотных вод на флотируемость неметаллических полезных ископаемых на примере апатит-нефелиновых руд

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи

1 Определение численности и разнообразия бактерий в оборотных водах обогатительных фабрик АНОФ-2 и АНОФ-3

2 Определение численности и разнообразия бактерий в процессе обогащения апатит-нефелиновых руд на фабриках АНОФ-2 и АНОФ-3

3 Исследование сезонной динамики численности бактерий в оборотной воде и основных продуктах технологического процесса

4 Идентификация доминирующих в оборотных водах бактерий

5 Исследование влияния доминирующих видов бактерий на флотацию чистых разностей апатита и кальцита и флотацию апатита из руды

6 Разработка способов устранения негативного влияния бактерий на флотационные свойства апатита при его флотации из руды

Научная новизна. Обнаружено новое явление - воздействие бактерий на процесс обогащения апатит-нефелиновой руды Показано, что бактерии ухудшают флотируемость апатита за счет взаимодействия с активными центрами кальцийсодержащих минералов и интенсивной флокуляции, приводящей к снижению селективности процесса флотации

Предложен метод снижения численности бактерий в процессе флотации, что позволяет улучшить качество апатитового концентрата и сократить расход собирателей

Практическая значимость Обосновано и развито новое направление совершенствования процесса флотации несульфидных руд с использованием оборотного водоснабжения, основанное на учете роли микробиологической составляющей на всех стадиях переработки руд

В качестве реагентов-окислителей, регулирующих численность бактерий в процессе обогащения, предложено использовать микроконцентрации гипохлорита натрия, что позволит улучшить технологические показатели процесса флотации, снизить расходы собирателей и себестоимость получаемых концентратов Экономическая эффективность этого способа по предварительным расчетам составляет ~ 5 млн руб в год

Защищаемые положения

1 Результаты изучения микробиологической составляющей в процессе обогащения несульфидных руд, включая

- определение численности и трофического разнообразия бактерий и микроскопических грибов в оборотных водах и основных продуктах технологического процесса обогащения апатит-нефелиновых руд на фабриках АНОФ-2 и АНОФ-3 ОАО «Апатит»,

- определение сезонной динамики численности бактерий в оборотной воде и основных продуктах технологического процесса,

- идентификация доминирующих видов бактерий

2 Данные, обосновывающие негативное воздействие доминирующих в оборотной воде бактерий на процесс флотации чистых разностей минералов апатита и кальцита и апатита из апатит-нефелиновой руды

3 Способ и реагентный режим снижения численности бактерий в процессе флотации, улучшающий технологические показатели

Апробация работы Основные результаты исследований были доложены автором и получили положительную оценку

- на Международных конференциях "Направленное изменение физико-химических свойств минералов в процессах обогащения полезных ископаемых" (Петрозаводск, 16 - 19 сентября 2003 г), «Экологические проблемы северных регионов и пути их решения» (Апатиты, 31 августа - 3 сентября 2004 г), «Современные проблемы комплексной переработки природного и техногенного минерального сырья» (Санкт-Петербург, 5 - 9 сентября 2005 г), «Современные экологические проблемы Севера (к 100-летию со дня рождения О И Семенова-Тян-Шанского)» (Апатиты, 9-13 октября 2006 г )

- на Всероссийских конференциях «Экотоксикология - современные биоаналитические системы, методы и технологии» (Пущино, 28 октября - 3 ноября 2006 г )

- на региональных конференциях «Сбалансированное природопользование на примере освоения минеральных ресурсов» (Апатиты, 3-5 декабря 2003 г), «Естественно-научные проблемы арктического региона» (Мурманск, 20-21 апреля 2004 г), «Состояние и перспективы развития промышленного комплекса на Кольском Севере (экологические, технологические и экономические аспекты)» (Апатиты, 21-24 ноября 2005 г)

Работа выполнялась в рамках программы НИР «Микробиологические процессы в системе добычи и переработки апатит-нефелиновых руд и хранении производственных отходов», № roc per 9-05-2711 при финансовой поддержке ОАО «Апатит» и Программы фундаментальных исследований Отделения наук о Земле РАН №9 «Наночастицы в природных и техногенных системах» совместно с Горным институтом КНЦ РАН

Публикации По теме диссертационной работы опубликовано 11 печатных работ По материалам исследований подана заявка на патент

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 137 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы по теме исследования, экспериментальной части в четырех главах, включая описание объектов и методов исследования, выводов Работа иллюстрирована 59 рисунками и

23 таблицами Список литературы включает 211 источников, в том числе 25 - на иностранных языках

Благодарности. Выражаю глубокую благодарность профессору ГА Евдокимовой за постоянную помощь, идеи и консультации по теме диссертации, профессору А Ш Гершенкопу за идеи и консультации по технологической части работы, сотрудникам фабрик АНОФ-2 и АНОФ-3 за помощь при отборе образцов для анализов, сотрудникам лаборатории экологии микроорганизмов Н П Мозговой, Т А Агеевой и М В Пуговкиной за постоянное содействие в аналитической работе

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Обзор литературы по теме исследования

Рассмотрены основные биосферные функции бактерий, такие как деструкционная, энергетическая, концентрационная, геохимическая Геохимическая деятельность микроорганизмов послужила основой разработки ряда биотехнологий, используемых при добыче и переработке таких полезных ископаемых, как каменный уголь, цветные и благородные металлы, нефть Бактерии, способные извлекать тяжелые металлы из среды, могут быть использованы для оздоровления и очистки ее от токсичных элементов (Нестеров и др, 1975, 1983, Сассон, 1987, Ховрычев и др, 1990, Gadd, 1990, Siegel et al, 1990, Евдокимова, 1995, Меламуд, 1999) Таким образом, микроорганизмы широко используются в производственной деятельности человека

Проанализированы литературные данные о роли бактерий в разрушении сульфидных минералов и их участии в экзогенном минералообразовании (Александров, Зак, 1950, Илялетдинов, 1966, 1984, Каравайко и др, 1984, Яхонтова и др, 1980, 1983, 1990, Leduc et al, 2002) Описаны механизмы бактериального превращения фосфатов кальция (Илялетдинов, 1966, Мак-Коннелл 1977, Ковда, 1985, Bora Indrani, 1999) Рассмотрены особенности апатит-нефелиновых руд Хибинского месторождения и технологический процесс их обогащения на фабриках АНОФ-2 и АНОФ-3 ОАО «Апатит», роль оборотного водоснабжения (Эйгелес, 1964, Глембоцкий, 1973, Голованов, 1976, Черненко и др, 1999, Гершенкоп и др, 2000, Иванова, 2001) Проанализированы данные по численности и разнообразию микробиоты подземных горных выработок Северной Фенноскандии (Ляликова, 1961, 1968, Каравайко, 1972, Семан, 1978, Евдокимова, Науменко, 2002)

2. Объекты и методы исследования

Изучение процессов влияния микроорганизмов на обогащение апатит-нефелиновой руды проводили непосредственно на обогатительных фабриках АНОФ-2 и АНОФ-3 ОАО "Апатит" в непрерывном цикле переработки минерального сырья на протяжении 2003-2006 г г В 2004 г проведено микробиологическое исследование на всех этапах процесса обогащения апатит-нефелиновой руды на обогатительной фабрике АНОФ-3 Проанализированы образцы измельченной руды, мельничного слива, пенного продукта, хвостов флотации, слива после сгущения, фильтрата, концентрата после сушки, оборотной воды, собирательной смеси и флотореагентов В 2005 г акцент был сделан на исследовании роли бактерий в процессе флотации на АНОФ-2 Были изучены образцы пенного и камерного продуктов основной, контрольной флотации и 3-х перечисток Для отбора жидких образцов пенного и камерного продукта, использовали специальные пробоотборники Для выявления сезонной динамики численности микроорганизмов в оборотных водах образцы брали в весенний, летний, осенний и зимний периоды

Изучение численности и разнообразия микробиоты проводили методом посева на селективные питательные среды Численность сапротрофных аэробных бактерий определяли на мясо-пептонном агаре (МПА), грибов - на сусло-агаре Бактерии, потребляющие минеральные формы азота, и актиномицеты культивировали на крахмало-аммиачном агаре (КАА) Для выделения микроорганизмов, способных использовать труднорастворимые фосфаты кальция, применяли среду Пиковской Количество олиготрофных бактерий определяли на слабоминерализованной среде Аристовской Общую численность и биомассу бактерий определяли методом флуоресцентной микроскопии с использованием поликарбонатных мембранных фильтров Cyclopore Наличие микроорганизмов в воздушной среде цехов фабрик определяли методом дозированного отбора воздуха с помощью автоматического переносного пробоотборника ПУ-1Б

Идентификацию доминирующих бактерий, выделенных из оборотной воды, и их филогенетическое положение проводили на основании сравнительного анализа первичных последовательностей генов 16S рРНК и последующего сравнения нуклеотидных последовательностей с использованием алгоритма neighbor-joining в Аналитическом центре РАН «Биотехнология», г Москва

Для изучения влияния микроорганизмов на процесс обогащения чистых разностей апатита и кальцита и апатита из руды были использованы доминирующие в оборотной воде бактерии три культуры сапротрофных бактерий, использующих азот органических соединений, и одна культура

бактерий, использующих минеральные формы азота Бактерии выращивали в течение трех суток

Опыты проводили в открытом и замкнутом циклах с бактериальными суспензиями различной плотности от 102 до 107 клеток/мл Плотность суспензии была выбрана согласно полученным данным по численности микроорганизмов в процессе флотации на обогатительных фабриках В опыте по флотации чистых разностей апатита и кальцита использовали по 300 мл бактериальной суспензии

Флотацию осуществляли в установке по беспенной флотации, схема которой представлена на рис 1

Рис 1 Лабораторная установка по беспенной флотации (открытый цикл)

Установка состоит из микропроцессора (1), манометра (2), ловушки для С02 (3), капилляра (4), трубки Халлимонда (5), магнитной мешалки (6), резервуара с жидкостью и бюреткой (7) для подачи равного объема воздуха в каждом из опытов, реле (8), обеспечивающее одинаковое во всех опытах давление воздуха (его расход) (Долженкова, 1968)

Для флотации готовили чистые разности минералов апатита и кальцита с содержанием около 100%, крупность их составляла от 20 до 70 мкм Навески для опытов составили 300 мг

В мерный стакан емкостью, равной объему трубки, помещали навеску минерала и добавляли бактериальную суспензию определенной плотности, регулировали значение рН и добавляли собиратель Содержимое стакана

П=

- в

тщательно перемешивали, переносили во флотационную камеру, доводили до необходимого объема и подавали воздух

После флотации несфлотированную часть минерала и концентрат сушили и взвешивали

Опыты по влиянию бактерий на флотацию апатита из руды были

поставлены в открытом и замкнутом циклах (рис 2)

1 *-

Основная флотация

примпридуктйен фл камерный продукт иен фл -------------------------*

1-я перечистка контрольная фл

промпр 1-й п кам пр 1-й п промпр контр фл хвое:

1 ^

^ П-я перечистка концентрат кам пр П-й п

Рис 2 Схема процесса флотации в замкнутом цикле

Примечание Оси фл - основная флотация, промпр 1-й п - промпродукт первой перечистки, кам пр 1-й п - камерный продукт первой перечистки, промпр контр фл - промпродукт контрольной фчотации, кам пр П-й п -камерный продукт второй перечистки

Для флотации в замкнутом цикле готовили 7 л раствора с 700 мл бактериальной суспензии и водопроводной воды Флотационный цикл проводили 6 раз Во время каждого цикла во флотационную камеру помимо 750 мл раствора бактериальной суспензии помещали 300 г измельченной руды и реагенты собирательная смесь и вспениватель Флотационную камеру присоединяли к аэрационной установке

Дня разработки методов снижения негативного влияния бактериальной составляющей оборотной воды на процесс обогащения апатит-нефелиновых руд был испытан ряд бактерицидных соединений и проведены опыты по определению их

воздействия на бактерии В качестве таких соединений использовали окислители перекись водорода, гипохлорит натрия и перманганат калия Было испытано действие этих соединений в различных концентрациях 2, 5, 7,5, 10, 40 мг/л Бактерии подвергали воздействию перманганата калия, гипохлорита натрия (полученного электрохимическим способом) и перекиси водорода в течение 5,15,30 минут и одних суток К каждому опыту ставили контрольный вариант без добавления бактерицидных соединений Учет числа выживших клеток проводили методом посева на мясо-пептонный агар

Для проведения опытов по воздействию гипохлорита на численность бактерий в процессе флотации использовали низкую и достаточно эффективную концентрацию гипохлорита - 2 мг/л Условия опытов были следующими рН флотации 9,6 - 9,8, расход реагентов основная флотация - собирательная смесь (СС) = 65 г/т, неонол = 15 г/т, контрольная флотация - СС = 25 г/т

3 Численность и разнообразие микроорганизмов в процессе переработки апатит-нефелиновых руд

В данной главе приводятся материалы по численности и разнообразию микроорганизмов на всех этапах технологического процесса Было установлено, что основная масса микроорганизмов поступает в обогатительный процесс из оборотной воды и руды В этих образцах численность бактерий незначительна из-за недостатка питательных веществ В пенном продукте происходит значительный рост численности микроорганизмов, что связано с улучшением условий среды их обитания за счет аэрации пульпы и дополнительного внесения органических веществ, что было подтверждено данными по увеличению содержания углерода (Свод в оборотной воде - 15,6 мг/л, в пенном продукте - 36,6 мг/л) Высокое количество микроорганизмов сохраняется в хвостах флотации и в фильтрате

Численность бактерий, использующих минеральные формы азота и бактерий с олиготрофным типом питания ниже, чем сапротрофных, использующих азот органических соединений (табл 1) Количество бактерий, растущих на среде с фосфатом кальция еще меньше, что связано со спецификой их питания Не выявлен рост микроорганизмов в концентрате после сушки и собирательной смеси, что объясняется высокой температурой при высушивании первого и высокой щелочностью (рН 12) второго образца Отмеченные изменения численности бактерий различных трофических групп характерны для обеих фабрик

Численность грибов в цикле обогащения апатит-нефелиновой руды на фабриках очень низкая (от 1 до 24 КОЕ/1 мл или 1 г руды), и, по всей вероятности, они не оказывают ощутимого влияния на процесс флотации апатит-нефелиновой руды Доминируют грибы рода Penicillium, встречаются грибы родов Acremonium, Aureobasidmm, Alternaría, Chaetomium

Таблица 1

Численность бактерий (тыс кл /1 мл или 1 груды) при переработке апатит-нефелиновых руд на АНОФ-2 и АНОФ-3, (М ± т)

Образец Сапро-трофные Использующие минеральный азот Олиго-трофные Фосфатные

АНОФ-2

Измельченная руда 80 ±35 35 ±8 41 ±7 9 ± 3

Мельничный слив 20 ±7 4 ± 2 5 ± 2 2 ±0,2

Пенный продукт 5754 + 957 4044 ±765 185 ±55 353 ±45

Хвосты флотации 4781 ±743 1140 ±87 206 ± 23 166 ±21

Слив 990 + 86 499 + 33 295 + 64 346+ 13

Фильтрат 2491 ±56 1349 ±485 693 ± 94 440 ± 87

Неонол 0 1 ±0,1 5 ± 1 15 + 6

Собирательная смесь 0 0 0 0

Оборотная вода 109 + 21 448 ± 54 19 ± 7 7 ± 1

АНОФ-3

Измельченная руда 115 + 35 40 ±23 98 ±33 7 ± 1

Мельничный слив 13 ±7 1 ±0,3 9 ± 2 2 ± 1

Пенный продукт 3073 ± 865 2195 ±514 2640 ± 667 153 ±23

Хвосты флотации 2050 ±40 646 ± 84 248 ± 68 48 ± 13

Слив 92 ±38 68 + 22 71 ±26 4 ± 1

Фильтрат 1608 ±496 546±187 418 ± 88 152 ±67

Скруберная вода 275 ±77 18 ± 5 71 ±32 8 + 2

Оборотная вода 35 ± 12 11 ±6 19 ± 5 1 ±0,2

Численность микроорганизмов (бактерий и грибов) в воздухе цехов АНОФ-2 и АНОФ-3 не превышает санитарно-гигиенических норм, принятых для жилых помещений

Определена сезонная динамика численности бактерий в оборотной воде и основных продуктах технологического процесса обогащения апатит-нефелиновой руды Было выявлено, что численность сапротрофных бактерий в оборотной воде АНОФ-2 в среднем за год в 12 раз превышает численность

сапротрофных бактерий в оборотной воде АНОФ-3. В оборотной воде фабрики АНОФ-2 численность бактерий изменялась от 0,3 тыс. кл./мл до 420 тыс, кл./мл в течение ¡ ода, а в оборотной воде АНОФ-3 лимиты численности составляли от 0,03 тыс. до 31 тыс. кл./мл (рис, 3).

■ зима СО весна

□ лето

□ осень

г ^т

АНОФ2 АЫОФЗ

Рис. 3, Сезонная динамика сапротрофных бактерий (тыс. кл./мл) в оборотной воде обогатительных фабрик, 2005 г.

Данные по численности бактерий согласуются с уровнем минерализации оборотных вод. Минерализация оборотной воды, поступающей из хвостохранилнща на фабрику АНОФ-2, почти в 2 раза выше этого показателя на АНОФ-3 (показатель минерализации оборотной воды АНОФ-2 - 780 мг/л; АНОФ-3 - 438 мг/л). Наибольшая численность микроорганизмов в оборотной воде фабрик отмечена осенью, что связано с поступлением в хвостохранилища дополнительного экзогенного органического вещества (рис. 4).

В основных продуктах технологического процесса обогащения численность бактерий увеличивается к летне-осеннему периоду, достигая максимума летом. Вероятно это связано с температурой пульпы, которая в летний период составляет порядка +23°С, а зимой -И8°С. Наибольшая численность бактерий в пенном продукте наблюдалась летом и составляла в среднем 949 тыс. кл./мл, в камерном продукте - 402 тыс. кл./мл. Зимой численность бактерий в процессе обогащения значительно ниже, чем в другие сезоны года, что подтверждает коэффициент Стъюдента, рассчитанный для данных периода зима-весна (с = 3,206, а = 0,05) (рис. 5). Та же закономерность отмечена н в сливах сгустителей.

тыс.кл/мл

350 300 250 200 150 100 50

о

45 40 35 30 25 -20 15 10 1 5 0

млн.кл /мл

-ь-

□ зима

□ весна

□ лето

□ осень

X

АНОФ-2

АНОФ-3

Рис 4 Сезонная динамика общей численности бактерий (млн кл/мл) в оборотной воде апатито-нефелиновых фабрик, средние данные за 2004-2005 г г

тысжл'мл

зима весна

лето осень

□ 1 О2 ПЭЗ О 4 125

Рис 5 Сезонная динамика сапротрофных бактерий в пенном продукте (тыс кл /мч) 1 - пенньш продукт основной флотации, 2 - пенный продукт контрольной флотации, 3 - пенный продукт 1-ой перечистит, 4 - пенный продукт 2-ой перечистки, 5 - пенный продукт 3-ей перечистки

В пенном продукте численность сапротрофных бактерий в среднем в 2-3 раза превышает их численность в камерном продукте независимо от этапа флотации и срока отбора проб (рис 6) Эти данные являются основой для дальнейших исследований особенностей распределения бактерий на границе раздела газ-жидкость и в объеме раствора

1000 800 600 400 200 0

тыс. кл./мл

1

□ Пенный продует

□ Камерный продут

4

4

Рис. 6 Средняя численность (тыс.кл./мл) сапротрофных бактерий за год в пенном и камерном продуктах в процессе флотации. ! - основная флотация; 2 -контрольная флотация; 3 - 1-я перечистка; 4 - 2-я перечистка; 5 - 3-я перечистка.

5000 4000 3000 2000 ¡000 0

тыс. кл./мл

АНОФ-2

У" цЩ

•яттА—1_В -

АНОФ-З

Вшма Пнссни Рлето Восемь

Рис. 7. Сезонная динамика численности (тыс. кл./мл) сапротрофных бактерий в сливе сгустителей.

В сливе сгустителей средняя численность сапротрофных бактерий за год на АНОФ-2 в 19 раз выше, чем на АНОФ-З (рис, 7). Это объясняется тем, что сгустители на АНОФ-2 размещены в помещении, а на АНОФ-З находятся на

открытом воздухе, и зимои под действием низких температур количество микроорганизмов значительно уменьшается

Таким образом, с фабрики АНОФ-3 после завершения технологического процесса в хвостохранилище поступает значительно меньшая масса бактерий, чем с фабрики АНОФ-2

4 Влияние бактерий на процесс обогащения апатит-нефелиновых руд

В процессе работы из оборотной воды и основных продуктов флотации были выделены 15 штаммов бактерий Из них было выбрано 4 штамма, частота встречаемости которых в оборотной воде и пенном продукте составила более 60% Согласно результатам сравнительного анализа нуклеотидных последовательностей генов, кодирующих 16S рРНК, два штамма отнесены к роду Pseudomonas, один - к роду Stenotrophomonas, и один штамм - к роду Acinetobacter, последний, возможно, окажется новым видом этого рода

г, %

у,%

ъ%

у, %

Рис 8 Зависимость флотируелюсти апатита (1) и кальцита (2) при постоянных концентрациях олеата натрия (10 мг/л) от численности бактерий в пульпе (а - Acinetobacter sp, б- Pseudomonas alcaliphila, в - Stenotrophomonas rhizophila, г - Pseudomonas plecoglossicida)

В результате опытов по флотации чистых разностей минералов апатита и кальцита на водопроводной воде при различных концентрациях олеата натрия и при

добавлении а процесс флотации бактериальной суспензии различной плотности был сделан вывод, что каждый из видов бактерий играет отрицательную роль при флотации как апатита так и кальцита, что объясняется взаимодействием бактерий с активными центрами минералов и интенсивной флокуляцией при флотации, ведущей к нарушению селективности процесса (рис. 8,9).

По степени отрицательного воздействия на флотируем ость апатита доминирующие в оборотных водах штаммы бактерий можно расположить в ряд: Stenotrophomonas rhizophiia > Pseudomonas alcaliphila — Acineiobacter sp > Pseudomonas pieeoglossicida.

... ■'< - Vjfii -

Рис. 9. Апатит, обработанный олеатом натрия и раствором, содержащим бактерии Stenotrophomonas rhizophiia.

Таблица 2

Результаты флотации апатита из руды в присутствии бактерий {Stenotrophomonas rhizophiia, Pseudomonas alcaliphila и Pseudomonas plecoglosstctda) в замкнутом цикле (%)

Наименование Выход Содержание Извлечение Численность

продукта Р20, бактерий, кл./мл

Концентрат 363 40,42 94,6 0

То же 363 39,50 953 102

38.3 38,12 95,1 ¡0*

39,0 37,45 95,0 10*

Все доминирующие виды бактерий оказывают негативное влияние на процесс флотации апатита из апатит-нефелиновой руды. В виду циркуляции промпродуктов при флотации в замкнутом цикле нарушается селективность процесса, о чем свидетельствует увеличение выхода продукта при одинаковом извлечении,

ухудшается качество концентрата и содержание Р20з снижается по сравнению с опытами, проведенными на водопроводной воде без бактерий. Особенно это выражено при флотации в замкнутом цикле, который характерен для процесса флотации, осуществляемого на фабриках АНОФ-2 и АНОФ-3. Сильное негативное влияние оказывает консорциум бактерий Sienotrophvmonas rhizophila, Pseudomonas alcahphila и Pseudomonas plecoglossicida. Они снижают содержание Pj05 в концентрате на 3% (табл. 2).

5. Разработка способов устранения влияния бактерий на процессы флотации

Для разработки способов снижения численности бактерий в оборотной воде были исследованы перекись водорода, гипохлорит натрия и гтерманганат калия.

Опыты по влиянию бактерицидных соединений на жизнеспособность бактерий показали, что наиболее эффективен в качестве антисептика гипохлорит назрия. Доля выживших клеток всех кулыур при воздействии исследуемых концентраций гипохлорита натрия в течение 5 мин не превышала 2% (рис. 10).

—■—Stcnotrophomortas rhizophila —Aeinetobacler sp.

—Ж— Pseudomonas alcaliphila —й— Pseudomonas plecoglossiäc

Рис. 10. Доля выживших клеток при воздействии гипохлорита натрия в течение 5 мин.

Наиболее чувствительными к воздействию NaCIO оказались бактерии Acmetohacter sp. и Pseudomonas alcaliphila. При воздействии на них NaCIO в концентрации 5 мг/л в течение 5 мин численность бактерий Р. alcaliphila снизилась в 2 млн. раз, бактерий Acinetobacter sp. - в 900 раз. Через 15 мин. отмечена полная стерилизация бактериальных культур. Наиболее устойчивым оказался Stenotrophomonas rhizophila: через 15 мин воздействия на него NaCIO в концентрации 5 и 7,5 мг/л численность бактерий снизилась в 50 раз и только через 30

мин воздействия была отмечена полная гибель клеток Промежуточное положение по отношению к гипохлориту как антисептику занимал Р р1есо%1о$51С1(1а

Опыты по выяснению влияния гипохлорита натрия на флотационный процесс показали, что это соединение в концентрации 2 и 5 мг/л не оказывает отрицательного влияния на процесс флотации (табл 3) Именно при этих концентрациях происходит практически полная стерилизация бактериальной суспензии Введение гипохлорита концентрацией более 5 мг/л нецелесообразно

Таблица 3

Результаты флотации апатита из руды в присутствии гипохлорита натрия на

водопроводной воде

Продукт Технологические показатели, % Концентрация гипохлорита, мг/л

выход содержание р2о5 извлечение Р2О5

Концентрат Хвосты Руда 32,40 67,60 100,00 40,48 1,03 13,81 95,00 5,00 100,00 2

Концентрат Хвосты Руда 32,50 67,50 100,00 40,02 1,05 13,71 94,8 5,2 100,0 5

Концентрат Хвосты Руда 32,20 67,80 100,00 39,35 1,22 13,50 93,9 6,1 100,0 10

Присутствие гипохлорита натрия при флотации на водопроводной воде с внесением бактерий при концентрации 2 мг/л возвращает процесс на уровень контрольного опыта (на водопроводной воде без бактерий) и позволяет получить качественный концентрат при высоком извлечении Р205 (табл 4)

Число бактерий в оборотной воде без добавления гипохлорита натрия в лабораторных условиях в течение суток возрастает В оборотной воде, обработанной №СЮ, количество бактерия в течение суток остается на низком уровне

Данные опытов на водопроводной воде позволили перейти к работе с оборотной водой, содержащей смесь указанных видов бактерий, как это наличествует в естественных условиях Присутствие гипохлорита натрия снижает количество бактерий, находящихся в оборотной воде, что уменьшает коагуляцию апатитового продукта в операциях флотации и повышает селективность процесса Введение гипохлорита натрия в небольших концентрациях в оборотную воду приводит к снижению численности бактерий в процессе флотации и позволяет сократить расходы собирателей при флотации апатит-нефелиновой руды (табл 5)

Таблица 4

Результаты опытов на водопроводной воде в присутствии бактерий и гипохлорита натрия в концентрации 2 мг/л

Продукт Технологические показатели, % Бактерии, п х 106 кл./мл

выход содержание извлечение р2о5

Концентрат Хвосты Руда 32,70 67,30 100,00 39,41 0,95 13,52 95,30 4,70 100,00 Без бактерий

Концентрат Хвосты Руда 32,40 67,60 100,00 40,15 0,98 13,67 95,20 4,80 100,00 Pseudomonas plecoglossicida

Концентрат Хвосты Руда 32,30 67,70 100,00 40,29 0,96 13,66 95,20 4,80 100,00 Pseudomonas alcahphda

Концентрат Хвосты Руда 32,50 67,50 100,00 39,82 1,02 13,63 94,90 5,10 100,00 Stenotrophomonas rhizophila

Концентрат Хвосты Руда 33,20 67,80 100,00 39,13 1,06 13,71 94,70 5,30 100,00 Смесь бактерий

Таблица 5

Флотация апатита из руды в присутствии гипохлорита натрия повышенной концентрации исходного раствора

№ опыта Технологические показатели,%

Продукт выход содержание р2о5 извлечение р2о5 Примечание

1 2 о 4 5 6

Концентрат 32,70 39,78 95,10 Оборотная вода

1 Хвосты 67,30 1,01 4,90 СС осн фл - 65 г/т

Руда 100,00 13,73 100,00 СС контр фл -25 г/т

Концентрат 32,70 39,64 95,70 Оборотная вода с

2 Хвосты 67,30 0,87 4,30 CNaOCl = 2 МГ/Л

Руда 100,00 13,55 100,00 Расходы СС те же

Концентрат 33,00 39,34 95,30 Снаоа в осн фл = 5 мг/л

1 2 3 4 5 6

3 Хвосты Руда 67,00 100,00 0,96 13,62 4,70 100,00 Расходы СС те же

4 Концентрат Хвосты Руда 33,50 66,50 100,00 38,91 0,93 13,65 95,50 4,50 100,00 Сыаоа в осн фл = 2 мг/л Расходы СС те же

5 Концентрат Хвосты 32,80 67,20 39,72 1,04 95,00 5,00 СыаОС1 в ОСН фл = 2 мг/л Расходы СС осн фл -55 г/т

Руда 100,00 13,73 100,00 контр фл - 20 г/т

6 Концентрат Хвосты 31,4 68,6 39,49 1,74 91,2 8,8 Оборотная вода Расходы СС осн фл -55 г/т

Руда 100,0 13,59 100,0 контр фл - 20 г/т

Примечание СС - собирательная смесь, осн фл - основная флотация, контр фл - контрольная флотация

ВЫВОДЫ__

1 В результате проведенных исследований по численности и разнообразию микроорганизмов в процессе обогащения апатит-нефелиновой руды показано, что особенности флотационного процесса способствуют размножению бактерий Максимальной численности бактерии достигают в пенном продукте, что в первую очередь связано с повышением температуры пульпы, ее дополнительной аэрацией и поступлением органических веществ с флотореагентами Наиболее многочисленна сапротрофная группа бактерий Численность и разнообразие грибов незначительны

2 Численность бактерий в оборотной воде фабрики АНОФ-2 значительно превышает численность их в оборотной воде АНОФ-3, что коррелирует с уровнем минерализации оборотных вод и согласуется с различиями в производственных показателях фабрик Наибольшая численность микроорганизмов в оборотной воде фабрик отмечена осенью, что связано с поступлением в хвостохранилшца дополнительного экзогенного органического вещества

3 Определены виды бактерий, доминирующих в оборотной воде и продуктах технологического процесса Это бактерии родов Pseudomonas,

Stenotrophomonas и Acinetobacter, идентифицированные методом молекулярной биологии по определению последовательностей генов 16S рРНК

4 Выявлено, что по степени отрицательного воздействия на флотируемость чистых разностей апатита и кальцита бактерии можно расположить в ряд Stenotrophomonas rhizophila > Pseudomonas alcaliphila = Acinetobacter sp > Pseudomonas plecoglossicida Это объясняется взаимодействием бактерий с активными центрами минералов и интенсивной флокуляцией при флотации, ведущей к нарушению селективности процесса Наиболее сильное негативное влияние на процесс флотации апатита из апатит-нефелиновой руды оказывает консорциум бактерий Stenotrophomonas rhizophila, Pseudomonas alcaliphila и Pseudomonas plecoglossicida, снижая содержание P205 в апатитовом концентрате на 3%

5 Гипохлорит натрия является бактерицидным соединением, эффективно ингибирующим развитие бактерий в оборотных водах обогатительных фабрик Он практически полностью стерилизует бактериальную суспензию в течение 5 мин при концентрации 2-5 мг/л и не снижает технологических показателей процесса флотации

6 На основе систематического изучения микробиоты обосновано и развито новое направление совершенствования процесса обогащения несульфидных руд с использованием оборотного водоснабжения путем снижения численности бактерий введением реагентов-антисептиков, что позволяет сократить расходы собирателей при флотации апатит-нефелиновой руды Экономическая эффективность этого способа по предварительным расчетам составляет ~ 5 млн руб в год

Список опубликованных работ по теме диссертации

1 Евдокимова Г А , Воронина Н В Микробиологические исследования апатито-нефелиновых руд в процессе их обогащения // Тез Международного совещания "Направленное изменение физико-химических свойств минералов в процессах обогащения полезных ископаемых" 16-19 сентября 2003 г Петрозаводск М Альтекс, 2003 С 71-72

2 Воронина Н В Микробиологические исследования апатит-нефелиновой руды в процессе ее переработки // Сб статей научной школы «Сбалансированное природопользование на примере освоения минеральных ресурсов» 3-5 декабря 2003 г Апатиты Кол науч центр РАН, 2004 С 141-145

3 Воронина Н В Микробный компонент апатит-нефелиновых руд в процессе их обогащения // Тез пятой региональной научной студенческой конференции «Естественно-научные проблемы арктического региона» 20-21 апреля 2004 г Мурманск, 2004 С 38

4 Евдокимова Г А, Воронина Н В Численность бактерий и микроскопических грибов в цикле переработки апатит-нефелиновой руды (на примере АНОФ-3 Мурманской области) // Тез Международной конференции «Экологические проблемы северных регионов и пути их решения» 31 августа-3 сентября 2004 г Апатиты Кол науч центр РАН, 2004 С 9-10

5 Гершенкоп А Ш, Евдокимова Г А, Воронина Н В, Креймер JIJI Влияние бактериального компонента оборотных вод на флотацию несульфидных руд на примере ОАО «Апатит»//Инженерная экология 2005, №3 С 51-61

6 Евдокимова Г А , Гершенкоп А Ш, Брыляков Ю Е, Воронина Н В, Креймер JI JI Воздействие микроорганизмов оборотной воды на процесс флотации апатит-нефелиновых руд // Тез Международного совещания «Современные проблемы комплексной переработки природного и техногенного минерального сырья» 5-9 сентября 2005 г Санкт-Петербург Спб Роза мира, 2005 С 58-60

7 Воронина Н В , Мозгова Н П , Креймер JI JI Поиск бактерицидных соединений для снижения развития бактерий в оборотных водах апатито-нефелиновых фабрик Со статей III Школы молодых ученых и специалистов «Состояние и перспективы развития промышленного комплекса на Кольском Севере (экологические, технологические и экономические аспекты)» 21-24 ноября 2005 г Апатиты Кол науч центр РАН, 2007 С 16-20

8 Евдокимова ГА, Мозгова НП, Воронина НВ Микробный компонент подземных горных выработок Северной Фенноскандии // Управление качеством окружающей среды на Кольском полуострове 2006, №1 С 21-28

Evdokimova G А, Mozgova N Р, Voromna N V Microbial component of mmes in northern Fennoscandia// Kola environmental management, RF 2006, №1 С 19-28

9 Евдокимова Г A, Гершенкоп А Ш, Воронина Н В , Мозгова Н П, Креймер JIJI Динамика численности бактерий в оборотных водах апатито-нефелиновых фабрик и ингибирование их развития // Инженерная экология 2006, №3 С 55-61

10 Евдокимова ГА, Гершенкоп АШ, Воронина НВ Биотехнологические аспекты в процессе обогащения апатит-нефелиновых руд // Материалы Межд конф «Современные экологические проблемы Севера (к 100-летию со дня рождения О И Семенова-Тянъ-Шанского) 9-13 октября 2006 г Апатиты Кол науч центр РАН, 2006 С 12-14

11 Воронина Н В Бактерии оборотной воды и их воздействие на процесс флотации апатит-нефелиновых руд // Сб статей школы-конференции молодых ученых «Экотоксикология - современные биоаналитические системы, методы и технологии» 28 октября - 3 ноября 2006 г Пущино ИБФМ РАН, 2006 С 92-93

Автореферат

ВОРОНИНА Надежда Викторовна

РАЗВИТИЕ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В ЦИКЛЕ ОБОГАЩЕНИЯ АПАТИТ-НЕФЕЛИНОВЫХ РУД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОБОРОТНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Технический редактор В.А Ганичев

Лицензия ПД 00801 от 06 октября 2000 г.

Подписано к печати 02 04 2007 Формат бумаги 60x84 1/16

Бумага офсетная Печать офсетная Гарнитура ТипеБ/СупШс Уч изд л 1 25 Заказ № 29 Тираж 100 экз

Ордена Ленина Кольский научный центр им С М Кирова 184209, Апатиты, Мурманская область, ул Ферсмана, 14

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Воронина, Надежда Викторовна

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Биосферные функции бактерий

1.2. Бактериальные превращения полезных ископаемых

1.2.1. Роль бактерий в промышленной переработке полезных ископаемых

1.2.2. Выщелачивание сульфидов

1.2.3. Бактериальное превращение фосфатов кальция

1.3. Апатит-нефелиновые руды Хибинского месторождения и процесс их обогащения

1.3.1. Характеристика апатит-нефелиновых руд Хибинского месторождения

1.3.2. Технологический процесс обогащения

1.3.3. Цикл обогащения апатит-пефелиновых руд

1.3.4. Влияние оборотного водоснабжения на флотацию

1.4. Микроорганизмы подземных горных выработок Кольского полуострова

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Апатито-нсфелиновые обогатительные фабрики АНОФ-2 и АНОФ

ОАО «Апатит»

2.2. Методы микробиологического анализа

2.3. Определение БПК

2.4. Определение органического углерода

2.5. Молекулярные методы идентификации бактерий

2.6. Постановка опытов по влиянию бактерий на процесс флотации чистых разностей минералов апатита и кальцита и апатита из апатит-нефелиновой руды

2.7. Постановка опытов по воздействию бактерицидных соединений па бактерии

2.8. Постановка опытов по воздействию гипохлорита натрия на численность бактерий и технологические показатели процесса флотации

Глава 3. ЧИСЛЕННОСТЬ И РАЗНООБРАЗИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В ПРОЦЕССЕ ПЕРЕРАБОТКИ АПАТИТ-НЕФЕЛИНОВЫХ РУД

3.1. Численность и разнообразие бактерий в основных продуктах технологического процесса и в воздушной среде производственных цехов

3.2. Сезонная динамика численности бактерий в оборотных водах обогатительных фабрик

3.3. Сезонная динамика численности бактерий в продуктах технологического процесса обогащения апатит-нефелиновой руды

3.4. Идентификация и филогенетическое положение доминирующих в оборотных водах бактерий

Глава 4. ВЛИЯНИЕ БАКТЕРИЙ НА ПРОЦЕСС ОБОГАЩЕНИЯ АПАТИТ

НЕФЕЛИНОВЫХ РУД

4.1. Влияние бактерий па флотацию чистых разностей апатита и кальцита

4.2. Влияние бактерий на флотацию апатита из руды

Глава 5. РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ УСТРАНЕНИЯ ВЛИЯНИЯ БАКТЕРИЙ НА ПРОЦЕССЫ ФЛОТАЦИИ

5.1. Влияние различных бактерицидных соединений на развитие бактерий, доминирующих в оборотной воде обогатительных фабрик

5.2. Воздействие гипохлорита натрия на технологические показатели процессов флотации

5.3. Влияние гипохлорита натрия на бактерии в процессе флотации

5.4. Предварительный расчет экономической эффективности применения гипохлорита натрия в процессе обогащения апатит-нефелиновой руды

ВЫВОДЫ

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Развитие и функционирование микроорганизмов в цикле обогащения апатит-нефелиновых руд с использованием оборотного водоснабжения"

К неметаллическим полезным ископаемым относится обширная группа минералов и горных пород, которые используются в промышленности и строительстве в естественном виде или после механической, термической, химической обработки, а также для извлечения из них химических элементов или их соединений. Область применения неметаллических полезных ископаемых чрезвычайно широка: по существу пет пи одной отрасли народного хозяйства, где бы в той или иной мере не использовалось это сырье. В настоящее время насчитывается свыше 150 видов неметаллических полезных ископаемых, используемых в естественном или переработанном виде. Из них получают различные химические элементы, включая некоторые металлы, и их соединения. Среди последних присутствуют и специфические виды топлива (соединения бора, фтора и др.).

Наибольшее значение из них для обеспечения жизнедеятельности человека имеют полезные ископаемые, являющиеся сырьем для производства минеральных удобрений: апатитовые и фосфоритовые руды, калийные соли.

В Северном экономическом районе России находится большая часть запасов апатитсодержащих руд. Основу сырьевой базы составляют разрабатываемые месторождения апатитов Хибинской группы в Мурманской области, технология обогащения которых позволяет получать концентрат, пригодный для переработки на все виды фосфорных удобрений.

К настоящему времени для рудных месторождений имеются данные о наличии и характере распространения в рудах бактерий, их существенной роли в разрушении сульфидных минералов и участии бактерий в экзогенном минералообразовании. Накоплен большой экспериментальный материал по значимости микробиологического фактора в трансформации сульфидных руд и использованию бактерий в процессах их обогащения (Илялетдинов, 1966; Головко и др., 1978; Яхонтова, 1983). Изучаются генетические и физиологические особенности тионовых бактерий и сульфобацилл (Каравайко, 1972, 2000).

Основной проблемой современной минералогии считают установление конкретных форм воздействия широко распространенных в геологических комплексах микроорганизмов, в первую очередь бактерий, на минералы в аспекте их кристаллохимических и электронных структур. От успехов разработки этой проблемы зависит создание новейшей технологии, связанной с использованием микроорганизмов в производственной деятельности человека (обогащение руд, извлечение металлов из бедных руд и отходов производства).

Существенно сложнее вопрос о бактериальном разрушении структур минералов-диэлектриков: силикатов, оксидов и др. Для несульфидных руд были проведены исследования, подтверждающие перспективность и практическую полезность сульфат-редуцирующих бактерий Desulfovibrio desulfuricans, продуктов их жизнедеятельности в качестве реагентов с различными функциональными свойствами в процессах флотации руд, гидрометаллургии сурьмы, олова и стронция (Соложенкин, 2003).

Установлено, что в зависимости от численности сульфатредуцирующих бактерий они могут выступать в качестве активаторов и депрессоров флотации, десорбентов собирателя и растворителя минералов. Были рассмотрены вопросы использования микробного жира в качестве жирнокислотного собирателя при флотации флюоритовых, шеелитовых, фосфатных руд. Показано, что липиды микроорганизмов являются собирателями при флотации несульфидных руд. Продемонстрировано использование при флотации несульфидных минералов биомассы дрожжей, цианобактерий и их протеолитического комплекса в качестве регуляторов флотации.

Тем не менее, исследования по изменению бактериальной составляющей в технологическом процессе переработки несульфидных руд ранее пе проводили. Отсутствуют также данные о развитии или торможении микробиологических процессов в хвостохранилищах, жидкая фаза которых представляет собой оборотную воду, поступающую на горно-перерабатывающее предприятие.

В основе данной работы лежит идея значимости микробиологических процессов при обогащении несульфидных руд с использованием оборотного водоснабжения. Подобная система была исследована на примере горно-обогатительного предприятия ОАО «Апатит», являющегося крупнейшим в России по переработке несульфидных руд с получением апатитовых концентратов. Данная система состоит из нескольких взаимодействующих подсистем: рудник - обогатительная фабрика - отходы обогащения (хвосты). Исходя из постулата одного из основоположников экологии микроорганизмов М. Бейеринка: "Все есть всюду, по среда отбирает", мы выдвинули гипотезу о наличии и значимости бактериального компонента на всех этапах переработки апатит-нефелиновых руд. Роль бактерий может быть двоякой - стимулирующей технологический процесс или ингибирующей его. Основные направления биологической деятельности микроорганизмов связаны с трансформацией металлов и органических веществ, в результате часть химических элементов переходит в растворимое состояние. В других случаях металлы взаимодействуют с метаболитами микроорганизмов, образуют нерастворимые комплексные соединения и переходят в осадок. Все эти процессы могут происходить на поверхности минералов, трансформируя её, делая её труднодоступной для других сорбционных процессов.

Цель работы - исследовать влияние бактериальной составляющей оборотных вод на флотируемость неметаллических полезных ископаемых на примере апатит-нефелиновых РУД

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Определение численности и разнообразия бактерий в оборотных водах обогатительных фабрик АНОФ-2 и АНОФ-3.

2. Определение численности и разнообразия бактерий в процессе обогащения апатит-иефелиновых руд на фабриках АНОФ-2 и АНОФ-3.

3. Исследование сезонной динамики численности бактерий в оборотной воде и основных продуктах технологического процесса.

4. Идентификация доминирующих в оборотных водах бактерий.

5. Исследование влияния доминирующих видов бактерий на флотацию чистых разностей апатита и кальцита и флотацию апатита из руды.

6. Разработка способов устранения негативного влияния бактерий на флотационные свойства апатита при его флотации из руды.

Защищаемые положения

1. Результаты изучения микробиологической составляющей в процессе обогащения несульфидных руд, включая: определение численности и трофического разнообразия бактерий и микроскопических грибов в оборотных водах и основных продуктах технологического процесса обогащения апатит-нефелиновых руд на фабриках АНОФ-2 и АНОФ-3 ОАО «Апатит»;

- определение сезонной динамики численности бактерий в оборотной воде и основных продуктах технологического процесса;

- идентификация доминирующих видов бактерий.

2. Данные, обосновывающие негативное воздействие доминирующих в оборотной воде бактерий на процесс флотации чистых разностей минералов апатита и кальцита и апатита из апатит-нефелиновой руды.

3. Способ и реагентный режим снижения численности бактерий в процессе флотации, улучшающий технологические показатели.

Научная новизна

Обнаружено новое явление - воздействие бактерий на процесс обогащения несульфидных руд на примере апатит-нефелиновой руды. Показано, что бактерии ухудшают флотируемость апатита за счет взаимодействия с активными центрами кальцийсодержащих минералов и интенсивной флокуляции, приводящей к снижению селективности процесса флотации.

Предложен метод снижения численности бактерий в процессе флотации, что позволяет улучшить качество апатитового концентрата и сократить расход собирателей.

Практическая значимость

Обосновано и развито новое направление совершенствования процесса флотации несульфидных руд с использованием оборотного водоснабжения, основанное на учете роли микробиологической составляющей па всех стадиях переработки руд.

В качестве реагентов-окислителей, регулирующих численность бактерий в процессе обогащения, предложено использовать микроконцентрации гипохлорита натрия, что позволит улучшить технологические показатели процесса флотации, снизить расходы собирателей и себестоимость получаемых концентратов. Экономическая эффективность этого способа по предварительным расчетам составляет ~ 5 млн. руб. в год.

Апробация работы

Основные результаты исследований были доложены автором и получили положительную оценку:

- на Международных конференциях: "Направленное изменение физико-химических свойств минералов в процессах обогащения полезных ископаемых" (Петрозаводск, 16-19 сентября 2003 г.); «Экологические проблемы северных регионов и пути их решения» (Апатиты, 31 августа - 3 сентября 2004 г.); «Современные проблемы комплексной переработки природного и техногенного минерального сырья» (Санкт-Петербург, 5-9 сентября 2005 г.); «Современные экологические проблемы Севера (к 100-летию со дня рождения О.И.Семенова-Тян-Шанского)» (Апатиты, 9-13 октября 2006 г.). на Всероссийских конференциях: «Экотоксикология - современные биоаналитические системы, методы и технологии» (Пущино, 28 октября - 3 ноября 2006 г.).

- на региональных конференциях: «Сбалансированное природопользование на примере освоения минеральных ресурсов» (Апатиты, 3-5 декабря 2003 г.); «Естественнонаучные проблемы арктического региона» (Мурманск, 20-21 апреля 2004 г.); «Состояние и перспективы развития промышленного комплекса на Кольском Севере (экологические, технологические и экономические аспекты)» (Апатиты, 21-24 ноября 2005 г.).

Работа выполнялась в рамках программы НИР «Микробиологические процессы в системе добычи и переработки апатит-нефелиновых руд и хранении производственных отходов», № гос. per.: 9-05-2711 при финансовой поддержке ОАО «Апатит» и Программы фундаментальных исследований Отделения наук о Земле РАН №9 «Наночастицы в природных и техногенных системах» совместно с Горным институтом КНЦ РАН.

Публикации

По теме диссертационной работы опубликовано 11 печатных работ. По материалам исследований подана заявка на патент.

Место проведения работы и благодарности

Работа выполнена на базе лаборатории экологии микроорганизмов Института проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра РАН в рамках программы НИР «Микробиологические процессы в системе добычи и переработки апатит-нефелиновых руд и храпении производственных отходов», № гос. per.: 9-05-2711 при финансовой поддержке ОАО «Апатит» и программы фундаментальных исследований Отделения наук о Земле РАН №9 «Наночастицы в природных и техногенных системах» совместно с Горным институтом (ГоИ) КНЦ РАН. Лабораторные опыты в открытом и замкнутом циклах по флотации апатит-нефелиновой руды выполнены сотрудниками ГоИ под руководством д.т.н., профессора А.Ш. Гершенкопа.

Выражаю глубокую благодарность профессору Г.А. Евдокимовой за постоянную помощь, идеи и консультации по теме диссертации, профессору А.Ш. Гершенкопу за идеи и консультации по технологической части работы, сотрудникам фабрик АНОФ-2 и АНОФ-3 за помощь при отборе образцов для анализа, сотрудникам лаборатории экологии микроорганизмов Н.П. Мозговой, Т.А. Агеевой и М.В. Пуговкиной за постоянное содействие в аналитической работе.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Воронина, Надежда Викторовна

выводы

1. В результате проведенных исследований по численности и разнообразию микроорганизмов в процессе обогащения апатит-нефелиновой руды показано, что особенности флотационного процесса способствуют размножению бактерий. Максимальной численности бактерии достигают в пенном продукте, что в первую очередь связано с повышением температуры пульпы, ее дополнительной аэрацией и поступлением органических веществ с флотореагентами. Наиболее многочисленна сапротрофная группа бактерий. Численность и разнообразие грибов незначительны.

2. Численность бактерий в оборотной воде фабрики АНОФ-2 значительно превышает их численность в оборотной воде АНОФ-3, что коррелирует с уровнем минерализации оборотных вод и согласуется с различиями в производственных показателях фабрик. Наибольшая численность микроорганизмов в оборотной воде фабрик отмечена осенью, что связано с поступлением в хвостохранилища дополнительного экзогенного органического вещества.

3. Определены виды бактерий, доминирующих в оборотной воде и продуктах технологического процесса. Это бактерии родов Pseudomonas, Stenotrophomonas и Acinetobacter, идентифицированные методом молекулярной биологии по определению последовательностей генов 16S рРНК.

4. все исследованные виды бактерий ухудшают флотируемость кальцийсодержащих минералов и апатита из апатит-нефелиновой руды. Выявлено, что по степени отрицательного воздействия на флотируемость чистых разностей апатита и кальцита бактерии можно расположить в ряд: Stenotrophomonas rhizophila > Pseudomonas alcaliphila = Acinetobacter sp. > Pseudomonas plecoglossicida. Это объясняется взаимодействием бактерий с активными центрами минералов и интенсивной флокуляцией при флотации, ведущей к нарушению селективности процесса. Наиболее сильное негативное влияние на процесс флотации апатита из апатит-нефелиновой руды оказывает консорциум бактерий Stenotrophomonas rhizophila, Pseudomonas alcaliphila и Pseudomonas plecoglossicida. Они снижают содержание Р2О5 в апатитовом концентрате на 3%.

5. Гипохлорит натрия является бактерицидным соединением, эффективно ингибирующим развитие бактерий в оборотных водах обогатительных фабрик. Он практически полностью стерилизует бактериальную суспензию в течение 5 мин при концентрации 2-5 мг/л и не снижает технологических показателей процесса флотации.

6. На основе систематического изучения микробиоты обосновано и развито новое направление совершенствования процесса обогащения несульфидных руд с использованием оборотного водоснабжения путем снижения численности бактерий введением реагентов-антисептиков, что позволяет сократить расходы собирателей при флотации апатит-нефелиновой руды. Экономическая эффективность этого способа по предварительным расчетам составляет ~ 5 млн. руб. в год.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Воронина, Надежда Викторовна, Апатиты

1. Агеева С.Н., Кондратьева Т.Ф., Каравайко Г.И. Фепотипические особенности штаммов Thiobacillus Ferrooxidans // Микробиология. 2001. Т.70. №2. С. 226-234.

2. Алейников Н.А., Андреева А.И., Тищепко Т.П. Свойства технических мыл как флотационных реагентов // Обогащение полезных ископаемых / Сборник науч. тр. М.: Металлургиздат, 1958. Вып.1. С. 46-60.

3. Александров Г., Зайцева К, Кобяков К, Лихачев В. Природа и природные ресурсы Мурманской области. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2005. 280 с.

4. Александров В. Г., Зак Г. А. Бактерии, разрушающие алюмосиликаты // Микробиология. 1950. Т. 19. Вып. 2. С. 10-17.

5. Ананьева Н.Д. Микробиологические аспекты самоочищения и устойчивости почв / Ред. Д.Г. Звягинцев. М.: Наука, 2003. 223 с.

6. Андреева А.И., Гильманова Н.Г., Иванова Т.М., Кораблева Т.П., Мухина Т.Н., Федченко H.JJ. Обогащение апатит-нефелиновой руды с использованием оборотной воды // Комплексное обогащение фосфорсодержащих руд. Апатиты: Изд-во КФ АН СССР, 1978. С. 31-45.

7. Андреюк Е. И., Билай В. К, Коваль Э. 3., Козлова И. А. Микробная коррозия и ее возбудители. Киев: Наукова думка, 1980. 288 с.

8. Апонасенко А.Д., Лопатин В.Н., Филимонов B.C., ЩурЛ.А. Изучение структуры водных экосистем на основе границ раздела фаз взвесь-вода // Сибирский экологический журнал. 1996. №5. с. 387-396.

9. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. Издание 2-е, переработанное и дополненное. М.: Изд-во МГУ, 1970. 489 с.

10. Аристовская Т.В., Владимирская М.М., Голлербах М.М. и др. Большой практикум по микробиологии / Ред. Селибер Г.Л. М.: Изд-во Высшая школа, 1962. 491 с.

11. Аристовская Т.В. Методы изучения разрушения и образования минералов почвенными микроорганизмами // Микроорганизмы как компонент биогеоценоза (методы изучения). М.: Наука, 1984. С. 4-18.

12. Аристовская Т.В. Микробиология процессов почвообразования. Л.: Наука, 1980. 187 с.

13. АрчаковА. И. Микросомальное окисление. М.: Наука, 1975. 326 с.

14. Аскаров М.А., Донияров Н.А., Нуркулова Е.А. Флотация фосфоритовых руд // Горный вестник Узбекистана. 2005 г. №3 (22). С. 87-89.

15. Ахмедов A.M. Бактериальное металлопакопление в стагнационных бассейнах раннего протерозоя // Палеогеогр. и геодинам, условия образов, вулканог.-осадочных месторожд. / Тез. докл. междунар. конф. Миасс, 1997. С. 337-343.

16. Бабепко 10. С., Долгих Л. М., Серебряная М. 3. Закономерности бактериального разрушения окисленных марганцевых руд // Микробиология. 1983. Т. 52. Вып. 5. С. 42-48.

17. Бабьева И.П., ЗеноваГ.М. Биология почв. М.: Изд-во МГУ, 1983. 248 с.

18. Бахир В.М., Вторепко В.И., Леонов Б.И., Папичева С.А., Прилуцкий В.И. Эффективность и безопасность химических средств для дезинфекции, предстерилизационной очистки и стерилизации // Дезинфекционное дело. 2003. №1. С. 2936.

19. Бахир В.М. Дезинфекция питьевой воды: проблемы и решения // Питьевая вода. 2003. №1. С. 13-20.

20. Бекер М.Е., Лиепииъш Г.К., Райпулис Е.П. Биотехнология. М.: Агропромиздат, 1990. 334 с.

21. Белканова Н. П., Каравайко Г. И., Авакян 3. А. Разрушение силоксапной связи кварца Bacillus mucilaginosus II Микробиология. 1985. Т. 54. Вып. 1. С. 27-30.

22. Биовыщелачивание наиболее экологически чистая технология // Mining Magazine, September, 2001. P. 128-134.

23. Воронин A.M. Ризосферные бактерии рода Pseudomonas, способствующие росту и развитию растений // СОЖ, 1998. №10. С. 25-31.

24. Брыляков Ю.Е., Быков М.Е., Кострова М.А. и др. Влияние солей жесткости на технологические показатели флотации апатита // Горный журнал. 2002. № 11. С. 62-64.

25. Буллах А.Г. Что такое минерал // Соровский образовательный журнал. 1999. №6. С. 68-74.

26. Булыгина Е.С., Кузнецов Б.Б., Марусина А.И., Турова Т.П., Кравченко И.К, Быкова С.А., Колганова Т.В., Гальченко В.Ф. Изучение нуклеотидных последовательностей nifH генов у представителей метанотрофных бактерий // Микробиология. 2002. В. 71. С. 500508.

27. Георгиевский А.Ф., Поташник Б.А., Магер В.О., Финогенова Т.В., Авакян З.А. Микробиологическое обогащение фосфоритов технология двадцать первого века // Горный вестник. 1996. Спец. Вып. С. 81-88.

28. Германов Н.И. Микробиология. М.: Просвещение, 1967. 227 с.

29. Гершенкоп А.Ш., Евдокимова Г.А., Воронина Н.В., Креймер JI.JI. Влияние бактериального компонента оборотных вод на флотацию песульфидпых руд па примере ОАО «Апатит» // Инженерная экология. 2005. №3. С.51-56.

30. Гершенкоп А.Ш., Ефимова Н.С., Соколов Б.П., Калабина В.Е., Сайгак Е.И. Способ сгущения апатитового концентрата и приготовления коагулянта: А. с. 994584 (СССР) // Б.И. 1983. №5.

31. Гершенкоп А.Ш., Карасева Т.П., Герман Т.П. и др. Отчет по теме: Исследование условий селективной флотации нефелина и полевого шпата. Апатиты: Изд. КФ АН СССР. 1974. 42 с.

32. Глембоцкий В.А., Классен В.И. Флотация. М.: Недра, 1973. 384 с.

33. Глембоцкий В.А., Колчеманова А.Е. Устойчивость и методы разрушения адсорбционных слоев при флотации. М„ 1967. С. 56-63.

34. Глембоцкий В.А., Колчеманова А.Е. Физическая устойчивость адсорбированных слоев собирателя на поверхности минералов и методы их разрушения // Междунар. конгр. по обогащению полезных ископаемых / Тр. междун. совещ. М., 1962. С. 189-192.

35. Голованов В. Г„ Петровский А. А., Брыляков Ю. Е. Внедрение оборотного водоснабжения на АНОФ-2 // Горный журнал. 1999. № 9. С. 48 50.

36. Голованов Г.А. Флотация кольских апатитсодержащих руд М.: Химия, 1976. 215 с.

37. Голованов Г. А., Шифрин С. М., Мырзахметов Н. М., Кайтмазов В. А. Бессточная технология обогащения фосфатного сырья. М.: Химия, 1984. 147 с.

38. Головко Э.А., Розенталь А.К., Седельников В.А., Суходрев В.М. Химическое и бактериальное выщелачивание медно-никелевых руд. JI.: Наука, 1978. 199 с.

39. Гольбрайхт А. И. Роль тионовых бактерий в окислении руд в Казахстане // Микробиология. 1970. Т. 39. Вып. 1. С. 139-145.

40. Диков Ю. П., Врытое И. А., Ромашенко Ю. Н., Долин С. П. Особенности электронного строения силикатов. М.: Наука, 1979. 125 с.

41. Добровольская Т.Г., Скворцова КН., Лысак Л.В. Методы выделения и идентификация почвенных бактерий. М.: Изд-во МГУ, 1989. 71 с.

42. Добровольский Г.В., Бабьева И.П., Богатырев Л.Г. и др. Структурно-функциональная роль почв и почвенной биоты в биосфере. М.: Наука, 2003. 364 с.

43. Добровольский В.В. Основы биогеохимии // Учебник для студ. высш. учеб. заведений. М.: Изд-во Академия, 2003. 400 с.

44. Долженкова А.Н. Усовершенствованная установка микрофлотации // Обогащение руд. 1968. №3. С. 52-53.

45. Доливо-Добровольский Л.Б., Кульский Л.А., Накорчевская В.Ф. Химия и микробиология воды. Киев: Вища школа, 1971. 306 с.

46. Драбкова В.Г. Зональное изменение интенсивности микробиологических процессов в озерах. Л.г Наука, 1981. 212 с.

47. Евдокимова Г.А., Месяц С.П., Мозгова Н.П. Пути биодеградации нефти в водоемах высоких широт // Интродукция микроорганизмов в окружающую среду / Тез. докл. конф. 17-19 мая 1994 г. М., 1994. С.ЗЗ.

48. Евдокимова Г.А., Мозгова Н.П. Микроорганизмы тундровых и лесных подзолов Кольского Севера. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2001. 184 с.

49. Евдокимова Г.А., Нау.менко А.Ф. Микроорганизмы подземных горных выработок Северной Фенноскандии // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2002. №3. С. 237-242.

50. Евдокимова Г.А. Эколого-микробиологические основы охраны почв Крайнего Севера. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 1995. 272 с.

51. Егорова НС. Промышленная микробиология. М.: Высшая школа, 1989. 487 с.

52. Егорова Т.А., Клунова С.М., Живухина Е.А. Основы биотехнологии // Учеб. пособие для высш.пед.учеб.заведений. М.: Изд-во Академия, 2003. 208 с.

53. Елдышев Ю.Н. Обитатели земных глубин // Экология и жизнь. 2001. № 3. С. 47-48.

54. Елинов Н.П. Химическая микробиология // Учеб. для студентов химико-техпол., технол., фармац. и др. ин-тов, аспирантов и практ. работников. М.: Высш. шк., 1989. 448 с.

55. Еремин Н.И. Неметаллические полезные ископаемые. М.: Изд-во МГУ, 1991. 284с.

56. Жукинский В.Н., Оксиюк О.П., Олейиик Г.Н., Кошелева С.И. Принципы и опыт построения экологической классификации качества поверхностных вод суши // Гидробиологический журнал. 1981. Т. 17. № 2. С. 38-50.

57. Заварзин Г.А. Лекции по природоведческой микробиологии / Ред. Н.Н. Колотилова. М.: Наука, 2003. 348 с.

58. Заварзин Г.А. Литотрофные микроорганизмы. М.: Наука, 1972. 323 с.

59. Заварзин Г.А., Колотилова Н.Н. Введение в природоведческую микробиологию // Учебное пособие. М.: Изд-во Университет, 2001. 256 с.

60. Иванова В.А., Брыляков Ю.Е. Способ флотации апатитовых руд в условиях водооборота с применением регулятора "Неоиол" / Информ.листок 44-023- 04. Изд-во Мурм.межотрасл.террит. ЦНТИ и пропаганды, 2004. № 44-015-04. 2 с.

61. Иванова В.А. Влияние солей жесткости на технологические показатели флотации апатита // Горный журнал. 2002. № 11-12. С.62-64.

62. Иванов В.И, Степанов Б.А. Применение микробиологических методов в обогащении и гидрометаллургии. М., 1960. 29 с.

63. Ивашов П.В. Биогеохимические процессы при формировании сидеритовых руд / Сб. Проблемы и методы исследования природных процессов / РАН ДВО. Хабар. Науч. Центр. Ин-т вод. и экол. проблем. Владивосток, 1994. С. 146-167.

64. Илялетдинов А.Н. Биологическая мобилизация минеральных соединений. Алма-Ата: Наука, 1966.331 с.

65. Илялетдинов А.Н. Микробиологические превращения металлов. Алма-Ата: Наука, 1984. 268 с.

66. Интенсификация процессов обезораживания воды. Под ред. Л.А.Кульского. Киев: Наукова думка, 1978. 96 с.

67. Казакова Е.Н., Калачникова И.Г., Масливец Т.А. Биодеградация углеводородов в нефтезагрязненной почве северной тайги // Влияние промышленных предприятий на окружающую среду / Тез. докл. Всесоюзн. школы. Звенигород, 4-8 дек. 1984. Пущино, 1984. С. 84-85.

68. Камалов М.Р. Роль микроорганизмов в выщелачивании металлов из руд Казахстана Алма-Ата: Гылым, 1990.184 с.

69. Каменева Е.Е., Скамницкая JI.C. Обогащение минерального сырья Карелии. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2003.230 с.

70. Каравайко Г. И., Белкапова И. П., Ерощев-Шак В. А., Авакян 3. А. Роль микроорганизмов в некоторых физико-химических факторов среды в разрушении кварца // Микробиология. 1984. Т. 53. Вып. 6. С. 976-981.

71. Каравайко Г.И., Дою. Росси и др. Биотехнология металлов // Практическое руководство. М., 1989. 374 с.

72. Каравайко Г.И., Мошнякова С.А. Роль тионовых бактерий в окислении сульфидных руд медно-никелевых месторождений Кольского полуострова // Изв. АН ССР. Сер. биол. №3. 1972. С. 314-324.

73. Каравайко Г.И., Кузнецов С.К, Голомзик А.И. Роль микроорганизмов в выщелачивании металлов из руд. М.: Наука, 1972.248 с.

74. Каравайко Г.И., Турова Т.П., Цаплииа И.А., Богданова Т.Н. Исследование филогенетического положения аэробных умеренно термофильных бактерий рода Sulfobacillus, окисляющих Fe2+, S° и сульфидные минералы // Микробиология. 2000. Т.69. № 6. С. 857-860.

75. Карасевич Ю.Н. Основы селекции микроорганизмов, утилизирующих синтетические органические соединения. М.: Наука, 1982.144 с.

76. Карлович И.А. Геоэкология // Учебник для высшей школы. М.: Академический Проект: Альма-Матер, 2005. 512 с.

77. Каталог культур микроорганизмов / Ред. Калуцкий J1.B., Фатеева М.В. Пущино. М.: Изд-во ВКМ ИБФМ РАН, 1992. 362 с.

78. Классен В.И., Мокроусов В.А. Введение в теорию флотации. М., 1959. 636 с.

79. Клисепко М.А. Фотолиз пестицидов в окружающей среде // Химия в сельском хозяйстве. 1976. №9. С. 57-62.

80. Клячко В.А., Апельцип И.Э. Очистка природных вод. М.: Стройиздат, 1971. 579 с.

81. Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова. М.: Наука, 1985. 263 с.

82. КорагоА. А. Введение в биоминералогию. СПб.: Недра, 1992. 280 с.

83. Красилышков Н.А., Урапов А.А. Жизнь растений // Бактерии и актиномицеты. М.: Просвещение, 1974. Т. 1.487 с.

84. Кузнецов М. В. Противокоррозионная защита трубопроводов и резервуаров. М.: Недра, 1992.240 с.

85. Кузнецов С.И., Иванов М.В., Ляликова Н.Н. Введение в геологическую микробиологию. М.: Изд-во АН СССР, 1962.239 с.

86. Кулебакин В. С. Бактериальное выщелачивание сульфидов. Н.: Наука, 1978. 262 с.

87. Кульский Л.А., Гороновский И.Т. Гипохлоритные установки КГ-12, КГ-13 и КГ-14 для электролитического хлорирования воды на водопроводах. Киев: Изд -во АН УССР, 1946. 34 с.

88. Кульский Л.А. Теоретические основы и технология кондиционирования воды. Киев: Наукова думка, 1971.499 с.

89. Курдиш И.К., Рой А.А., Коваль Э.З., Антошок Т.С. Микрофлора горных выработок угольных шахт Западного Донбасса// Мжробюл. Журн. 1998. Т.60. №1. С. 3-10.

90. Куркина Э. Б., Кадошников В. М., Островская Л. Б., Куковский Е. Г. Экспериментальные исследования растворимости алюмосиликатов в условиях гипергенеза// Минерал, журн. 1980. Т. 2. Вып. 6. С. 14-21.

91. Ленгелер Й, Древе Г., Шлегель Г. Современная микробиология // Прокариоты. М.: Мир, 2005. Т. 1.656 с.

92. Любарская Г. А., Кирикылица С. И., Андреев П. К, Мочалов А. Я. К вопросу о микробиологическом разложении каолинита // Геологический журнал. 1981. Т. 41. № 5. С. 90-97.

93. Ляликова Н.Н. Роль бактерий в окислении сульфидных руд медно-никелевых месторождений Кольского полуострова// Микробиология. 1961. Т.30. Вып.1. С. 12-17.

94. Мак-Коннелл Дэю. Биоминералогия фосфора и физиологическая минерализация // Фосфор в окружающей среде. М.: Мир, 1977. С. 462-481.

95. Малинская И. С., Бачева Е. Д. Исследование особенностей селективной флотации апатита в условиях оборотного водоснабжения // Переработка окисленных руд. М., 1985. С. 205-211.

96. Марфенина О.Е. Антропогенная экология почвенных грибов. М.: Медицина для всех, 2005. 196 с.

97. Марфупип А. С. Введение в физику минералов. М.: Наука, 1974. 328 с.

98. Маслов АД., Карасева Т.П. Обогащение хибинских апатито-нефелиповых руд // Новые направления в обогащении руд. М.: Наука, 1966. С. 99-121.

99. Матвеева Л. А. Механизм разрушения алюмосиликатных и силикатных минералов // Кора выветривания. 1974. Вып. 14. С. 227-239.

100. Меламуд B.C. Перспективы использования умеренно термофильных сульфид-окисляющих бактерий в биогидрометаллургии золота // Сб. тр. I междуп. симп. Золото Сибири. Красноярск, 1999. С. 115-117.

101. Мещеряков П. Ф. Флотационные машины. М.: Недра, 1972. 250 с.

102. Микробиологические методы борьбы с загрязнением окружающей среды // Матер. II Всесоюзн. конф. / Ред. В.А.Ламбина. Пущино, 1979. 223 с.

103. МинеевГ.Г. Биометаллургия золота. М.: Металлургия, 1989. 160 с.

104. Мирчиик Т.Г. Почвенная микология. М.: Изд-во МГУ, 1988. 220 с.

105. Москаленко Э.М., Нестеров А.И. О микробиологическом методе борьбы с метаном в угольных пластах // Микробиол.промышленность. 1975. № 9. С. 46-56.

106. Муромцев Г.С. О роли продуктов жизнедеятельности почвенных микроорганизмов в мобилизации Р2О5 фосфоритов//Агробиология. 1957. №1. С. 96-103.

107. Науменко А.Ф. Экологические особенности микроорганизмов подземных горных выработок Северной Фенноскандии. Диссертация на соискание ученой степени капд.биол.наук по спец., 03.00.16 экология, 2002. 117 с.

108. Немова Н.Н., Болотников НА. Введение в экологическую биохимию // Учебное пособие. Петрозаводск: Изд-во гос. ун-та, 1994. 76 с.

109. Нестеров А.И. Физиологические основы микробиологических способов снижения содержания метана в угольных шахтах. Автореф. диссертации на соискание ученой степени доктора биол. наук. Пущино, ИБФМ РАН. 1983. 44 с.

110. Нетрусов А.И., Бонч-Осмоловская Е.А., Горленко В.М. и др. Экология микроорганизмов // Учебник для студенческих вузов. М.: Изд-во Академия, 2004. 272 с.

111. Обогащение апатито-нефелиповых руд Хибинского массива / Ред. Голованов Г.А., Мурманск: Кн. изд-во, 1967.175 с.

112. Оборин А.А., Рубинштейн JI.M., Хмурчик В.Т., Чурилова НС. Концепция организованности подземной биосферы. Екатеринбург: УрО РАН, 2004. С. 148.

113. Панин В. В., Каравайко Г. И., Полькин С. И. Механизм и кинетика бактериального окисления сульфидных минералов // Биотехнология металлов. М.: Центр междун. проектов ГКНК, 1985. С. 203-221.

114. Паринкина О.М. Микрофлора тундровых почв // Эколого-географические особенности и продуктивность. JI.: Наука, 1989. 159 с.

115. Парфенов О.Г. Фосфорсодержащие удобрения и экология / Ред. И.М. Гаджиев. Новосибирск, 1990. 102 с.

116. Пивоварова Т. А., Головачева Р. С. Цитология, физиология и биохимия микроорганизмов, важных для гидрометаллургии // Биотехнология металлов / Тр. междун. сем. М.: Центр междун. проектов ГКНК, 1985. С. 29-58.

117. Пивоварова Т. А. Субмикроскопическая организация тиоповых бактерий в связи с окислением восстановленных соединений серы. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. биол. наук. Москва, 1977. 20 с.

118. Полькин С.И., Адамов Э.В., Панин В.В. Технология бактериального выщелачивания цветных и редких металлов. М.: Недра, 1982. 288 с.

119. Разумовская З.Г., Чижик Г.Я., Громов Б.В. Лабораторные занятия по почвенной микробиологии. Л.: Изд-во ЛГУ, 1960. 184 с.

120. Ратобыльская Л.Д., Бойко Н.Н, Кожевников А.О. Обогащение фосфатных руд. М.: Недра. 1979. 225 с.

121. Ратобыльская Л.Д., Кожевников А.О., Бойко Н.Н. и др. Селективная флотация нефелина из хвостов апатитового производства // Комбинированные методы при комплексном обогащении полезных ископаемых. M.-JL: Наука. 1977. С. 120-126.

122. Ратобыльская Л.Б. Отчет по теме: Разработка схемы оборотного водоснабжения и реагентного режима флотации апатита на оборотной воде. М.: ГИГХС, 1974. 172 с.

123. Розанова ЕЛ, Беляев С.С., Иванов М.В., Моц А.А., Кулик Е.С., Мамедов Ю.Г. Микробиологические методы повышения нефтеотдачи пластов. М.: Сер. Нефтепромысловое дело. Вып.15 (144). 1987. С. 9

124. Розанова О.А. Регулирование устойчивости пены в процессе флотации апатита. // Обогащение фосфатных руд / Сб.науч.тр. Вып.8. М.: Гос.науч.-техн.изд-во литературы по горному делу, 1962. С.55-73.

125. Рубинчик Г.Ф., Таджиев А.Т., Беглов Б.М. Взаимодействие природных фосфатов с окислеиным сульфолигнином //Химическая промышленность. 2003. Т. 80. № 6. С. 34-37.

126. Рыбак В.К., Овчарова Е.П., Коваль Э.З. Микрофлора почвы, загрязненной нефтью // Микробиологический журнал. 1984. Т. 46. № 4. С. 29-32.

127. Сайгак Е.И, Шевченко А.И. Интенсификация процесса очистки воды путем совместного дозирования гипохлорита натрия и коагулянтов // Интенсификация процессов обеззараживания воды. Киев: Наукова думка, 1978. С. 76-84.

128. Сассон А. Биотехнология: свершения и надежды / Ред. В.Г.Дебабова. М.: Мир, 1987. 411 с.

129. Семан Э.О. Грибы-микромицеты из подземных горных выработок Кольского полуострова// Новости систематики низших растений. JL: Наука, 1978. Т.15. С. 81-82.

130. Серебряная М. 3., Яхонтова Л. К, Петрова Л. Н. Бактериальная трансформация окисных марганцевых минералов и их биоминеральных смесей // Минералогия. 1991. Т. 60. Вып. 2. С. 285-291.

131. Сидоренко О.Д., Черданцев Е.В. Биологические технологии утилизации отходов животноводства. М.: Изд-во МСХА, 2001. 74 с.

132. Скворцова И.Н. Идентификация почвенных бактерий. М.: Изд-во МГУ, 1983. 63 с.

133. Скочинский А.А., Ходот В.В., Гмошинский В.Г. Метан в угольных пластах. М.: Углетехиздат, 1958. 256 с.

134. Стрижко J1.C. Металлургия золота и серебра. М.: МИСИС, 2001. 336 с.

135. Сулаквелидзе Н.В., Борцов В.Д., Гепкип Ю.Б., Старцев И.В. Некоторые аспекты кучного бактериального выщелачивания бедной золотосодержащей руды // Цветные металлы. 2000. № 8. С. 27-29.

136. Сычева Е.А., Борцов В.Д., Хаи О.А. Биовыщелачивание меди и цинка из трудиообогатимого золотосодержащего сырья // Цветные металлы. 2000. № 8. С. 34-36.

137. Таужнянская З.А. Новое в технологии бактериального выщелачивания за рубежом. М., 1977. 28 с.

138. Телитченко М.М., С.А. Остроумов. Введение в проблемы биохимической экологии // Биотехнология, сельское хозяйство, охрана среды. М.: Наука, 1990. 288 с.

139. Теппер Е.З., Шильникова В.К., Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии. М.: Колос, 1972. 199 с.

140. Толстое Е.А., Латышев В.Е., Лтьбок Л.А., Куканова С.И., Зашштдииова Л.И. Возможности применения биогеотехно-логии при выщелачивании бедных и упорных руд // Горный журнал. 2003. №8. С. 63-65.

141. Хоулт Дж., Криг Н., Спит П. и др. Определитель бактерий Берджи. М.: Мир, 1997. Т. 1.432 с.

142. Чантурия В.А., Гершенкоп А.Ш., Скороходов В.Ф., Манкута Л.А. Применение неорганических коагулянтов в процессах очистки оборотных вод // Горный Вестник. 1998. №4. С. 124-130.

143. Черненко Ю.Д. Ангелов А.И., Левин Б. В. Направления оптимизации качества Кольского апатитового концентрата // Химическая промышленность. 1999. №11. С. 56-60.

144. Шенфельд Н. Поверхностно-активные вещества на основе оксида этилена. М.: Химия, 1982. 750 с.

145. Шеховцова Н.В., Певзиер Л.А., Веховцева Н.В., Кондакова Г.А., Осипов Г.А. Проблема биоразнообразия в комплексом мониторинге глубоких горизонтов земной коры

146. Научные аспекты экологических проблем России / Тез докл. Всеросс. конф. посвященной 90-летию со дня рождения А.Л.Яшина, Москва 13-16 июня 2001 г. СПб. 2001. С. 189.

147. Шлегель Г. Общая микробиология. М.: Мир, 1972. 477 с.

148. ШлегельГ. Микробиология. М.: Мир, 1989. 566 с.

149. Эйгелес М.А. Основы флотации несульфидных минералов. М., 1964.407 с.

150. Ягафарова Г.Г., Гатаулина Э.М., Барахпина В.Б. Биотехнологический способ очистки отходов бурения от нефти и полимерных агентов // Прикладная биохимия и микробиология. 1999. Т.35.№2. С. 178-181.

151. Яхонтова Л. К., Андреев П. И., Калязип Е. П., Руднев А. В., Нестерович Л. Г. Значение карбонатов при выщелачивании кварца и каолинита силикатными бактериями // Минерал, журн. 1986а. № 5. С. 80-84.

152. Яхонтова Л. К., Грудев А. П., Зуев В. В. Проблемы изучения системы минеральный субстрат- микроорганизм // Вестн. МГУ. 1994. Сер. 4. № 5. С. 80-92.

153. Яхонтова Л. К., Зверева В. П. Основы минералогии гипергенеза // Учебное пособие. Владивосток: Дальнаука, 2000. 331 с.

154. Яхонтова Л. К., Нестерович Л. Г., Грудев А. П., Сухаицева В. С. О механизме окисления сульфидов меди в связи с проблемой бактериального выщелачивания руд // Изв. вузов. Сер. геология и разведка. 1980в. № 1. С. 52-61.

155. Яхонтова Л. К., Нестерович Л. Г. Зона гипергенеза рудных месторождений как биокосная система. М.: МГУ, 1983. 57 с.

156. Яхонтова Л. К., Нестерович Л. Г., Любарская Г. А., Андреев П. И., Пыжов В. X., Блинова Г. К. Разрушение силикатов с помощью бактерий // Минералогический журнал. 1983. Т. 5. №2. С. 28-38.

157. Barrett J., Hughes М. N., Karavaiko G. I., Spencer P. A. Metal extraction by bacterial oxidation of minerals. Ellis Horwood, 1993. 191 p.

158. Bora Indrani P, Bezbaruah Balamani. Rock phosphate solubilizing bacteria from tea (Camellia sinensis) soil and their response to certain organophosphorus pesticides // Trop Ecol, 1999-40,№ l.P. 157-161.

159. Brierley C. Microbiological Mining / Sci. Amer. 1982. Vol. 257, 12. P. 42-51.

160. Karavaiko G.I., Rossi G., Avakyan Z.A., eds. Biohydrometallurgy. CTP GKNT. M. 1990. 358 p.

161. Neva Ciftcioglu. Nanobacteria The Discovery of a New Life Form. AIAA Houston Horizons March/April 2006. P. 7-8.

162. Pedersen K. Microbial Life in deep granitic rock. Proc. of the 1996 Int. Symp. on Subsurface Microbiology (ISSM-96) 15-21 Sept., 1996, Davos, Switzerland//FEMS Microbiol. 1997. 20. №3-4. p. 399-414.

163. Perry J. J., Cerniglia C.E. Studies on the degradation of petroleum by filamentous fungi // The microbial degradation of oil pollutants. Georgia State Univ/ Atlanta. 1973. V. 19. №2. P. 3537.

164. Rainina E.I., Badalian I.E., Ignatov O.V., Fedorov A.Y., Simonian A.L., Varfolomeyev S.D. Cell Biosensor for Detection of Phenol in Aqueous-Solutions. Appl. Biochem. Microbol. 1996. Vol 56, Iss 2. P. 117-127.

165. Silvermun M. P. Biological and organic chemical decomposition of silieatcs // Biogeochem. cycling of mineral forming elements. 1979. P. 445-443.

166. Silver S., Schottel J., Weiss A. Bacterial resistance to toxic metals determined by extrachomosomal R-factor // Proceeding of 3-rd Intern. Biodegradation Symposium, Kingston, R.J., 1975. London. 1976. P. 899-917.

167. Vogels G. D., Keltjens С. Т., Van der Drift C. Biochemistry of methane production // Biology of anaerobic microorganisms. N. Y. etc.: Wiley, 1989. P. 707—770.

168. Wang Zheng-lin, Feng Gui-ying, Yue Xiao-qing et. al. Скрининг микроорганизмов, вызывающих флокуляцию, и изучение сопутствующих факторов // = J. Northwest Sci-Tech Univ. Agr. and Forest. Nat. Sci. Ed. 2003. - 31, № 2. - C. 99-104. - кит.

169. Watanabe Y. Review on microbial ecology in the deep subterranean environment. Quart. Abstr. Cent. Res. Inst. Elec. Power Ind. 1997. №77. P. 11-12.

170. Wendt-Potthoff Katrin, Koschorreck Matthias. Mikrobiologic schwefelsaurer Tagebaurestseen//Wasser und Boden. 2002. 54,1-2. P. 6-10.

171. Wolf A., Fritze A., Hagemann M., Berg G. Stenotrophomonas rhizophila sp. nov., a novel plant-associated bacterium with antifungal properties // International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 2002. 52. P. 1937-1944.

172. Физико-химические и химические свойства оборотной воды АНОФ-2 (мг/л), 2005-2006 г.

173. Месяц рн С032 НСОз" so42" Жесткость Са2+ Mg2+ CI Si02 Fe203 хпк Взвешенные вещества Н ефте продукты

174. Март 9,4 19,5 181,5 374,1 1,2 22,2 1,7 12,8 15,7 0,3 25,5 132,0 0,2

175. Апрель 9,3 21,6 170,2 362,6 1,2 21,2 1,3 13,2 12,5 0,3 23,3 134,0 0,2

176. Man 9,1 13,5 172,4 316,6 1,1 18,9 1,7 12,2 12,2 0,3 25,6 200,0 0,1

177. Июнь 8,6 4,5 196,8 345,7 1,0 18,7 1,2 12,4 13,0 0,5 18,3 944,0 0,1

178. Июль 8,4 3,0 196,8 346,5 1,0 18,0 1,2 13,0 13,9 0,5 16,3 676,0 0,0

179. Сентябрь 8,7 6,0 192,2 330,1 0,9 15,7 1,1 11,7 14,8 0,4 14,2 984,0 0,0

180. Октябрь 8,8 6,0 184,6 315,7 0,9 15,4 1,3 12,1 14,3 0,4 19,7 746,0 0,0

181. Ноябрь 8,8 6,0 181,5 302,1 0,9 16,4 1,3 12,4 12,5 0,3 15,2 606,0 0,0

182. Декабрь 9,0 6,9 179,7 333,4 0,9 17,0 1,0 13,4 13,1 0,3 19,7 751,0 0,0

183. Январь 9,0 6,0 169,3 328,9 0,9 16,2 0,9 12,4 14,0 0,2 16,2 320,0 0,0

184. Среднее 8,9 9,3 182,5 335,6 1,0 18,0 1,3 12,6 13,6 0,4 19,4 549,3 0,1

185. Физико-химические и химические свойства оборотной воды АНОФ-3 (мг/л), 2005-2006 г.

186. Месяц рн СО,2 НСОз so42" Жесткость Са2+ мй2+ СГ р2о5 Si02 N03 NOj NH4- к+ Na+ А12ОЗ Fe203 хпк Взвешенные вещества Сухой остаток Нефтепродукты

187. Март 8,8 3,9 155,2 147,0 0,8 12,4 1,6 8,7 2,6 10,8 15,8 0,3 0,4 46,0 115,7 0,7 0,2 15,6 256,0 470,0 0,0

188. Апрель 8,9 4,3 153,8 158,9 0,7 11,5 1,9 9,0 2,5 10,3 14,4 0,4 0,4 37,6 126,6 0,6 0,4 8,7 168,0 459,5 0,1

189. Май 8,9 5,9 143,0 166,2 0,9 12,0 3,4 4,2 2,2 9,3 7,4 0,0 0,1 35,1 113,5 0,3 0,3 11,1 111,5 444,0 0,0

190. Июнь 8,7 1,6 137,1 141,4 0,6 10,0 1,0 7,2 2,2 9,1 12,9 0,0 0,3 38,4 107,2 0,4 0,3 9,8 152,0 395,0 0,0

191. Июль 8,5 1,5 141,5 106,2 0,6 11,5 0,5 5,6 1,9 9,7 9,2 0,1 0,2 38,7 115,0 0,7 0,4 11,9 152,0 407,5 0,0

192. Сентябрь 8,5 1,4 139,5 135,0 0,6 9,2 1,5 8,6 2,1 10,2 13,0 0,0 0,1 33,3 107,5 0,6 0,3 12,6 214,5 415,0 0,2

193. Октябрь 8,3 0,0 141,0 134,3 0,6 10,0 1,3 7,6 2,2 10,3 15,8 0,0 0,1 44,6 108,7 0,6 0,3 9,7 408,0 440,0 0,0

194. Ноябрь 8,3 0,0 139,7 143,5 0,6 9,7 1,0 8,2 1,7 8,8 13,7 0,0 0,1 48,2 104,9 0,3 0,3 9,0 575,0 444,0 0,1

195. Декабрь 8,4 0,0 141,7 129,7 0,6 11,2 0,8 6,5 2,0 10,4 14,2 0,0 0,1 46,1 116,7 0,3 0,2 12,8 478,0 452,0 0,1

196. Январь 8,5 0,8 143,3 143,6 0,6 11,2 1,0 6,6 2,0 11,9 16,2 0,1 0,1 42,6 114,7 0,5 0,4 9,3 316,0 456,5 0,0

197. Среднее 8,5 1,9 143,6 140,6 0,7 10,9 1,4 7,2 2,1 10,1 13,2 0,1 0,2 41,0 113,0 0,5 0,3 ИД 283,1 438,4 0,11. Рецепт питательных сред

198. Среда Аристовской (олнготрофные микроорганизмы)1. Глюкоза 0.5 г1. NH4)2HP04 0.11. КН2Р04 0.051. Na2HP04 0.051. MgS04 0.031. СаС12 0.011. NaCl 0.011. Агар выщелоченный 18.0

199. Вода дистиллированная 1000 мл

200. Кислотность среды (рН) 7.41. Аристовская и др., 1962)

201. Среда Пиковской (бактерии, мобилизующие нерастворимые соединения фосфора)1. Са3(Р04)2 5.0 г1. NaCl 0.21. MgS04 0.011. FeS04 0.011. Глюкоза 20.01. Агар 20.0

202. Вода водопроводная 1000 мл

203. Саз(Р04)г стерильный 0.1-0.2 г

204. Стерильный Саз(Р04)г вносится непосредственно в чашку Петри перед выливанием в нее расплавленной агаризованной среды (Аристовская и др., 1962).

205. Мясо-пептонный агар (гетеротрофные микроорганизмы) Мясной бульон 1000 мл1. Пептон Юг1. NaCl 51. Агар 20

206. Каталог культур микроорганизмов., 1992)

207. Крахмало-аммиачный агар (бактерии, использующие минеральные формы азота)1. NILO2SO4 1 г1. К2НР04 11. NaCI 11. MgS04 11. СаСОз 31. Крахмал растворимый 101. Агар 20

208. Вода дистиллированная 1 ООО мл

209. Каталог культур микроорганизмов., 1992)