نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

بیولیچینگ کنسانتره مس با استفاده از مخلوط باکتری های ترموفیل معتدل

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان
سجاده ریاحی مدوار
کریم زارع
گروه شیمی، دانشکده علوم و فناوری های همگرا، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
چکیده
بیولیچینگ کنسانتره مس حاوی کانی کالکوپیریت در سال‌های گذشته توجه زیادی را در بین محققین به خود جلب کرده است تا شاید بتوان با این روش بر مشکلات لیچینگ این کانی غلبه کرد. در این تحقیق از روش بیولیچینگ در ظروف لرزان با استفاده از مخلوط باکتری‌های ترموفیل معتدل برای انحلال مس از کنسانتره مس حاوی کانی کالکوپیریت در محیط کشت 9K  استفاده شد. برای بهینه سازی پارامترهای تاثیرگذار در فرآیند بیولیچینگ یعنی ابعاد ذرات، pH، درصد وزنی جامد پالپ و غلظت آهن دو ظرفیتی از طراحی آزمایش توسط نرم افزار دیزاین اکسپرت استفاده شد. بیشترین بازیابی مس در حدود 55/58 درصد در شرایط ابعاد ذرات 10 میکرون، pH  برابر 47/1، درصد وزنی جامد پالپ 38/9 و غلظت آهن دو ظرفیتی برابر 77/1 گرم بر لیتر بدست آمد. سایر پارامترها یعنی درصد تلقیح باکتری­ ها، دما، دور همزنی و زمان ماند ثابت و به ترتیب برابر 15 درصد، 50 درجه سلسیوس، 144 دور بر دقیقه و 10 روز در نظر گرفته شدند. همچنین برای افزایش بیشتر بازیابی مس از کلرید سدیم و پلی‌اتیلن گلیگول نیز در حضور باکتری‌ها استفاده شد. نتایج نشان داد حضور افزودنی‌های مذکور اثر مثبت بر انحلال مس دارد.
کلیدواژه‌ها
کنسانتره مس
کالکوپیریت
بیولیچینگ
مخلوط باکتری‌های ترموفیل معتدل
دیزاین اکسپرت

موضوعات

[1] Moravvej Z., Mohebbi A., Daneshpajouh S., The Microwave Irradiation Effect on Copper Leaching from Sulfide/Oxide Ores. Materials and Manufacturing Processes, 33(1): 1-6 (2018).
[2] Koleini S.M.J., Aghazadeh V., Sandstrom A., Acidic Sulphate Leaching of Chalcopyrite Concentrates in Presence of Pyrite. Minerals Engineering, 24: 381-386 (2011).
[3] Abdollahi H., Noaparast M., Ziaedin Shafaei S.,  Manafi Z.,  Muñoz J.A.,  Tuovinen O.H. , Silver-Catalyzed Bioleaching of Copper, Molybdenum and Rhenium from a Chalcopyrite–Molybdenite Concentrate. International Biodeterioration & Biodegradation, 104:  194-200 (2015).
[4] Jeevaratnam E.G., An Investigation Into the Ferric Leaching of Chalcopyrite: A Sub-Process in the Bioleaching of Chalcopyrite. (2001).
[5] Panda S., Akcil A., Pradhan N., Deveci H., Current Scenario of Chalcopyrite Bioleaching: A Review on the Recent Advances to Its Heap-Leach Technology. Bioresource technology, 196: 694-706 (2015).
[6] Mishra D., Kim D-J., Ahn J-G., Rhee Y-H., Bioleaching: A Microbial Process of Metal Recovery; A Review. Metals and Materials International, 11: 249-256 (2005).
[7] Hallett P.D., Lichner L.u., Cerdà A., Biohydrology: Coupling Biology and Soil Hydrology from Pores to Landscapes. Ecohydrology, 3(4): 379-381 (2010).
[8] Qin W., Yang C., Lai S., Wang J., Liu K., Zhang B., Bioleaching of Chalcopyrite by Moderately Thermophilic Microorganisms. Bioresource Technology, 129: 200-208 (2013).
[9] Pradhan N., Nathsarma K.C., Srinivasa Rao K., Sukla L.B., Mishra B.K., Heap Bioleaching of Chalcopyrite: A Review. Minerals Engineering, 21(5): 355-365 (2008).
[10] Toledo A.G.R., Biancalana Costa R., Palladino Delforno T., Antonia Arena F., Bevilaqua D., Exploring Chalcopyrite (Bio) Leaching Mechanisms Under Thermophilic Conditions. Minerals Engineering, 204: 108417 (2023).
[11] Rohwerder T., Gehrke T., Kinzler K., Sand W., Bioleaching Review Part A: Progress in Bioleaching: Fundamentals and Mechanisms of Bacterial Metal Sulfide Oxidation. Applied microbiology and biotechnology, 63: 239-248 (2003).
[12] Watling H.R., Review of Biohydrometallurgical Metals Extraction from Polymetallic Mineral Resources. Minerals, 5(1): 1-60 (2014).
[13] Watling H., The Bioleaching of Sulphide Minerals with Emphasis on Copper Sulphides—A Review. Hydrometallurgy, 84(1-2): 81-108 (2006).
[14] Mousavi S., Yaghmaei S., Vossoughi M., Jafari A., Hoseini S.A., Comparison of Bioleaching Ability of Two Native Mesophilic and Thermophilic Bacteria on Copper Recovery from Chalcopyrite Concentrate in an Airlift Bioreactor. Hydrometallurgy, 80(1-2): 139-144 (2005).
[15] Yavari M., Ebrahimi S., Aghazadeh V., Ghashghaee M., Intensified Bioleaching of Copper from Chalcopyrite: Decoupling and Optimization of the Chemical Stage. Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering, 39(5): 343-352 (2020).
[16] Tuvd B., Tholmonbaatar A., Radnaabazar C., Bayasaa T., Kashevskii A.V., Stom D.I, Wu X., Zeng W., Dolgor E., Bioleaching of Copper Concentrate by Indigenous Isolates of Iron and Sulfur-Oxidizing Bacteria from Acid Mine Drainage. Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering, 42(6): 2036-2046 (2023).
[17] Samadzadeh Yazdi M.R., Abdollahi M., Mousavi S.M., Khodadadi Darban A., Comparison of Copper Dissolution in Chalcopyrite Concentrate Bioleaching with Acidianus Brierleyi in Different Initial pH Values. Journal of Mining and Environment, 11(3): 753-764 (2020).
[18] Vilcáez J., Suto K., Inoue C., Response of Thermophiles to the Simultaneous Addition of Sulfur and Ferric Ion to Enhance the Bioleaching of Chalcopyrite. Minerals Engineering, 21(15): 1063-1074 (2008).
[19] Abdollahi H., Shafaei S.Z., Noaparast M., Manafi Z., Mixed Moderate Thermophilic Bioleaching of Cu, Mo and Re from Molybdenite Concentrate: Effects of Silver Ion, Medium and Energy Sources. International Journal of Mining and Geo-Engineering, 51(2): 151-159 (2017).
[20] Cancho L., Blázquez M.L., Ballester A., González F., Muñoz J.A., Bioleaching of a Chalcopyrite Concentrate with Moderate Thermophilic Microorganisms in a Continuous Reactor System. Hydrometallurgy, 87(3): 100-111 (2007).
[21] Xia L., Yin C., Dai S., Qiu G., Chen X., Liu J., Bioleaching of Chalcopyrite Concentrate Using Leptospirillum Ferriphilum, Acidithiobacillus Ferrooxidans and Acidithiobacillus Thiooxidans in a Continuous Bubble Column Reactor. Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology, 37(3): 289-295 (2010).
[22] Zhang R., Sun C., Kou J. Zhao H., Wei D., Xing Y., Enhancing the Leaching of Chalcopyrite Using Acidithiobacillus Ferrooxidans Under the Induction of Surfactant Triton X-100. Minerals, 9(1): 11 (2019).
[23] Mahajan V.M.M., Zhong K., Fuerstenau M.C., Enhanced Leaching of Copper from Chalcopyrite in Hydrogen Peroxide–Glycol System. Minerals Engineering, 20 (2007).
[24] Zhang R., Wei D., Shen Y., Liu W., Lu T., Han C., Catalytic Effect of Polyethylene Glycol on Sulfur Oxidation in Chalcopyrite Bioleaching by Acidithiobacillus Ferrooxidans. Minerals Engineering, 95: 74-78 (2016).
[25] Zhong S., Li Y., An Improved Understanding of Chalcopyrite Leaching Kinetics and Mechanisms in the Presence of NaCl. Journal of Materials Research and Technology, 8(4): 3487-3494 (2019).