scan0158

254

względu ich dodawanie nie jest zalecane. Bakterie T. thiooxidans i T. ferrooxidans potrafią wydzielać nieznaczne ilości środków powierzchniowo czynnych.

Metale ciężkie są naturalnymi składnikami wielu minerałów. Z tego względu w procesach przemysłowych istotne znaczenie ma dobór szczepu mikroorganizmu odpornego na wysokie stężenia metali ciężkich. Niektóre metale ciężkie w niewielkich stężeniach stanowią niezbędny składnik pożywki, w wyższych stężeniach działają hamująco na wzrost.

20.4.2.    Kwasowość r temperatura

Właściwe Ph roztworu jest niezbędne dla wzrostu Thiobacilli oraz procesu rozpuszczania związków metali. Optimum pH dla T. thiooxidans i T. ferro-oxidans wynosi ok. 2-3, chociaż znane są szczepy rosnące przy pH poniżej 1.

Optimum temperatury dla wzrostu T. ferrooxidcms wynosi 28-30°C. Znane są także bakterie termofilne, rosnące w temperaturach 50-80°C. Ich użycie mogłoby być w niektórych przypadkach korzystne, jednakże nie znalazły one dotychczas zastosowania.

20.4.3.    Rozmiary ziarn minerałów

Ługowanie jest procesem powierzchniowym. Jego szybkość zależy od rozwinięcia powierzchni fazy stałej. Im drobniejsze ziarna tym większa powierzchnia. W badaniach laboratoryjnych stwierdzono, że optymalna wielkość ziarna wynosi ok. 40-50 pm. Należy jednak pamiętać, iż w rudach, obok minerałów poddawanych ługowaniu, występuje skała płonna, której rozdrabnianie podnosi koszty, lecz nie zwiększa czynnej powierzchni reakcji.

20,5. Procesy technicznie

20.5.1. Ługowanie hałd

Ługowanie hałd (dump leaching) należy do najstarszej techniki bioługowa-nia. Materiał poddawany ługowaniu (ruda uboga) jest gromadzony na hałdach lub rozkładany na zboczach gór. Hałdy są tak organizowane przy wykorzystaniu naturalnego ukształtowania terenu lub sztucznych konstrukcji, aby płyn ługujący mógł być gromadzony bez przeszkód.

Rozmiary hałd bywają różne: w starszych rozwiązaniach wysokość dochodziła do 200 m, zaś pojemność do 100 tys. ton rudy. Ostatnio tworzy się raczej mniejsze usypiska, o wysokości do 10-20 m i szerokości ok. 40 m. Ich długość dochodzi do kilkuset metrów.

Płyn ługujący jest pompowany na hałdę i spływa grawitacyjnie. Istnieje wiele systemów zraszania hałd i odprowadzania płynu. Najprostszą, ale najmniej efektywną metodą jest budowanie zapór (tam) i okresowe zalewanie i odwadnianie złoża. Bardziej efektywne są zraszacze zrobione z węży gumowych z otworami lub różnego typu mechaniczne polewaczki. Ta ostatnia metoda zapewnia lepsze natlenienie roztworu. Wadą tej techniki jest intensywniejsze parowanie cieczy i wysokie koszty pompowania.

Płyn z ługowania jest gromadzony i poddawany ekstrakcji w celu uzyskania pożądanych metali. Rafinat jest zawracany do usypiska. Zwykle zawracany płyn przepływa przez tzw. zbiornik natleniający, w którym pod wpływem bakterii następuje regeneracja płynu (utlenianie żelaza). Aby zapobiec wytrącaniu się wodorotlenku żelazowego płyn jest zakwaszany kwasem siarkowym do pH ok. 2.

20.5.2. Ługowanie stert

Ługowanie stert (heap leaching) jest zbliżone do ługowania hałd, tyle że przebiega w specjalnie zbudowanych basenach betonowych, których pojemność dochodzi do 12 tys. ton. Baseny wyposażone są w system odprowadzania płynu ługującego, np. podwójne dno. Pozostałe elementy procesu, takie jak odzyskiwanie metali, natlenianie płynu ługującego są podobne jak w technice ługowania hałd.

20.5.3. Ługowanie in situ

Ługowanie in situ prowadzone jest w starych, zamkniętych kopalniach. Metoda polega na zraszaniu systemu chodników i tuneli płynem ługującym. Gromadzenie płynu następuje na najniższej kondygnacji, skąd jest wypompowywany na powierzchnię, gdzie poddawany jest dalszemu przerobowi.

20.5.4. Ługowanie w reaktorach z mieszaniem

Prowadzenie procesu w reaktorach z mieszadłem zapewnia najlepszą kontrolę procesu i jego wydajność (stężenie metalu w płynie). Koszty tej techniki są na razie zbyt wysokie, ale jest ona obiektem zainteresowania badaczy. Zgłoszono wiele patentów dotyczących wykorzystania reaktorów do ługowania biologicznego metali.