- Код статьи
- 10.31857/S0026365624060082-1
- DOI
- 10.31857/S0026365624060082
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 93 / Номер выпуска 6
- Страницы
- 773-784
- Аннотация
- Целью данной работы было изучение процесса биовыщелачивания мышьяксодержащего полиметаллического концентрата, содержащего 16.0% Cu, 5.3% Zn и 1.7% As, в разных условиях. Были изучены зависимость выщелачивания цветных металлов от температуры процесса (45 и 55°C) и использования в качестве источников углерода для микробной популяции биореакторов СО2 и мелассы, а также различия в составе микробных популяций, формирующихся в разных условиях. Было показано, что повышение температуры способствовало увеличению выщелачивания как меди, так и цинка. При более высокой температуре (55°C) применение дополнительных источников углерода значительно влияло на извлечение металлов, тогда как при 45°C извлечение металлов незначительно различалось в разных вариантах эксперимента. Изучение микробных популяций биореакторов показало, что и изменение температуры, и дополнительные источники углерода влияли на микробные популяции, которые сформировались в процессе биовыщелачивания. При использовании диоксида углерода при 45°C общая численность клеток микроорганизмов была в 1.4 раза выше, чем в других вариантах эксперимента, а при 55°C – в 8 раз. Кроме того, наблюдались изменения в соотношениях между микроорганизмами микробных популяций. При 45°C в микробных популяциях преобладали железоокисляющие гетеротрофные археи р. Ferroplasma, гетеротрофные археи р. Cuniculiplasma, сероокисляющие автотрофные бактерии р. Acidithiobacillus, миксотрофные железо- и сероокисляющие бактерии р. Sulfobacillus. При 55°C в микробных популяциях преобладали бактерии р. Sulfobacillus и железоокисляющие бактерии р. Leptospirillum, при этом использование диоксида углерода привело к доминированию бактерий р. Sulfobacillus, доля последовательностей фрагментов генов 16S рРНК которых составляла 99.9%.
- Ключевые слова
- биовыщелачивание полиметаллические сульфидные концентраты медь цинк ацидофильные микроорганизмы метабаркодинг
- Дата публикации
- 15.11.2024
- Год выхода
- 2024
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 36
Библиография
- 1. Булаев А. Г. Биоокисление пирротина умеренно-термофильными ацидофильными микроорганизмами // Микробиология. 2020. Т. 89. С. 511–521.
- 2. Bulaev A. G. Pyrrhotite biooxidation by moderately thermophilic acidophilic microorganisms // Microbiology (Moscow). 2020. V. 89. P. 510–519.
- 3. Васильева А. А., Бодуэн А. Я. Минералогические особенности и способы переработки медных цинксодержащих концентратов // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2023. Т. 334. № 3. С. 61–72.
- 4. Головачева Р. С., Голышина О. В., Каравайко Г. И., Дорофеев А. Г., Пивоварова Т. А., Черных Н. А. Новая железоокисляющая бактерия Leptospirillum thermoferrooxidans sp. nov. // Микробиология. 1992. Т. 61. С. 1056‒1065.
- 5. Golovacheva R. S., Golyshina O. V., Karavaiko G. I., Doro feev A. G., Pivovarova T. A., Chernykh N. A. A new iron oxidizing bacterium Leptospirillum thermoferrooxidans sp. nov. // Microbiology (Moscow). 1992. V. 61. P. 744‒750.
- 6. Елкина Ю. А., Мельникова Е. А., Меламуд В. С., Булаев А. Г. Биовыщелачивание теннантита и энаргита умеренно-термофильными ацидофильными микроорганизмами // Микробиология. 2020. Т. 89. С. 419‒431.
- 7. Elkina Y. A., Melnikova E. A., Melamud V. S., Bulaev A. G. Bioleaching of enargite and tennantite by moderately thermophilic acidophilic microorganisms // Microbiology (Moscow). 2020. V. 89. P. 413–424.
- 8. Елкина Ю. А., Меламуд В. С., Булаев А. Г. Биовыщелачивание медно-цинкового концентрата с высоким содержанием мышьяка // Микробиология. 2021. Т. 90. С. 90‒99.
- 9. Elkina Y. A., Melamud V. S., Bulaev A. G. Bioleaching of a copper-zinc concentrate with high arsenic content // Microbiology (Moscow). 2021. V. 90. P. 78–86.
- 10. Belyi A. V., Tupikina O. V. Biooxidation of gold ores in Russia and Kazakhstan // Biomining Technologies / Eds. Johnson D. B., Bryan C. G., Schlömann M., Roberto F. F. Cham: Springer, 2023. P. 191–208.
- 11. Bulaev A., Boduen A. Carbon sources as a factor determining the activity of microbial oxidation of sulfide concentrate at elevated temperature // Minerals. 2022. V. 12. Art. 110.
- 12. Bulaev A., Kadnikov V., Elkina Y., Beletsky A., Melamud V., Ravin N., Mardanov A. Shifts in the microbial populations of bioleach reactors are determined by carbon sources and temperature // Biology. 2023. V. 12. Art. 1411.
- 13. Bulaev A., Melamud V., Boduen A. Bioleaching of non-ferrous metals from arsenic-bearing sulfide concentrate // Solid State Phenom. 2020. V. 299. P. 1064–1068.
- 14. Bulaev A., Elkina Yu., Melnikova E., Melamud V. Effect of sodium chloride on copper bioleaching from sulfide minerals and concentrates // SGEM. 2019. V. 19. Is. 1.3. P. 799–804.
- 15. Diaz J. A., Serrano J., Leiva E. Bioleaching of arsenic-bearing copper ores // Minerals. 2018. V. 8. Art. 215.
- 16. Dopson M., Okibe N. Biomining microorganisms: diversity and modus operandi // Biomining Technologies / Eds. Johnson D. B., Bryan C. G., Schlömann M., Roberto F. F. Cham: Springer, 2023. P. 89–110.
- 17. Edgar RC. Search and clustering orders of magnitude faster than BLAST // Bioinform. 2010. V. 26. P. 2460‒2461. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btq461
- 18. Elkina Y., Nechaeva A., Artykova A., Kolosoff A., Bugubaeva A., Melamud V., Mardanov A., Bulaev A. Continuous bioleaching of arsenic-containing copper-zinc concentrate and shift of microbial population under various conditions // Minerals. 2022.V. 12. Art. 592.
- 19. Filippou D., St-Germain P., Grammatikopoulos T. Recovery of metal values from copper-arsenic minerals and other related resources // Miner. Proc. Extr. Metall. Rev. 2007. V. 28. P. 247–298.
- 20. Frey B., Rime T., Phillips M., Stierli B., Hajdas I., Widmer F., Hartmann M. Microbial diversity in European alpine permafrost and active layers // FEMS Microbiol. Ecol. 2016. V. 92. Art. fiw018. https://doi.org/10.1093/femsec/fiw018
- 21. Hedrich S., Joulian C., Graupner T., Schippers A., Guézennec A.-G. Enhanced chalcopyrite dissolution in stirred tank reactors by temperature increase during bioleaching // Hydrometallurgy. 2018. V. 179. P. 125–131.
- 22. Gericke M., Neale J. W., van Staden P. J. A Mintek perspective of the past 25 years in minerals bioleaching // J. S. Afr. Inst. Min. Metall. 2009. V. 109. P. 567–585.
- 23. Gericke M., Neale J. W., Määttä P. Biomining in Finland: commercial application of heap and tank bioleaching technologies for nickel recovery // Biomining Technologies / Eds. Johnson D. B., Bryan C. G., Schlömann M., Roberto F. F. Cham: Springer, 2023. P. 209–228.
- 24. Hallberg K. B., Lindström E. B. Characterization of Thiobacillus caldus sp. nov., a moderately thermophilic acidophile // Microbiology (Reading). 1994. V. 140. P. 3451‒3456.
- 25. Johnson D. B., Roberto F. F. Evolution and current status of mineral bioprocessing technologies // Biomining Technologies / Eds. Johnson D. B., Bryan C. G., Schlömann M., Roberto F. F. Cham: Springer, 2023. P. 1–13.
- 26. Jyothi N., Sudha K. N., Natarajan K. A. Electrochemical aspects of selective bioleaching of sphalerite and chalcopyrite from mixed sulphides // Int. J. Miner. Process. 1989. V. 27. P. 189–203.
- 27. Kondo S., Hayashi K., Phann I., Okibe N. Bioleaching of tennantite concentrate: influence of microbial community and solution redox potential // Front. Microbiol. 2024. V. 14. Art. 1339549.
- 28. Magoc T., Salzberg S. L. FLASH: Fast length adjustment of short reads to improve genome assemblies // Bioinform. 2011. V. 27. P. 2957–2963. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btr507
- 29. Mahmoud A., Cezac P., Hoadley A. F.A., Contaminea F., D’Hugues P. A review of sulfide minerals microbially assisted leaching in stirred tank reactors // Int. Biodeterior. Biodegr. 2017. V. 119. P. 118–146.
- 30. Masaki Y., Hirajima T., Sasaki K., Miki H., Okibe N. Microbiological redox potential control to improve the efficiency of chalcopyrite bioleaching // Geomicrobiol. J. 2018. V. 3. P. 648–656.
- 31. Morin D. H.R., d’Hugues P. Bioleaching of a cobalt-containing pyrite in stirred reactors: a case study from laboratory scale to industrial application // Biomining / Eds. Rawlings D. E., Johnson D. B. Berlin: Springer, 2007. P. 35–55.
- 32. Munoz J. A., Blazquez M. L., Gonzalez F., Ballester A., Acevedo F., Gentina J. C., Gonzalez P. Electrochemical study of enargite bioleaching by mesophilic and thermophilic microorganisms // Hydrometallurgy. 2006. V. 84. P. 175–186.
- 33. Nakazawa H., Fujisawa H., Sato H . Effect of activated carbon on the bioleaching of chalcopyrite concentrate // Int. J. Mineral Proc. 1998. V. 55. P. 87–94.
- 34. Okibe N., Hayashi K., Oyama K., Shimada K., Aoki Y., Suwa T., Hirajima T. Bioleaching of enargite/pyrite-rich “dirty” concentrate and arsenic immobilization // Minerals. 2022. V. 12. Art. 449.
- 35. Oyama K., Shimada K., Ishibashi J., Sasaki K., Miki H., Okibe N. Catalytic mechanism of activated carbon-assisted bioleaching of enargite concentrate // Hydrometallurgy. 2020. V. 196. Art. 105417.
- 36. Roberto F. F., Arévalo Lara H. Heap bioleaching of an enargite-dominant ore body// Biomining Technologies / Eds. Johnson D. B., Bryan C. G., Schlömann M., Roberto F. F. Cham: Springer, 2023. P. 177–190.
- 37. Rodriguez Y., Ballester A., Blazquez M. L., Gonzalez F., Munoz J. A. New information on the chalcopyrite bioleaching mechanism at low and high temperature // Hydrometallurgy. 2003a. V. 71. P. 47–56.
- 38. Rodriguez Y., Ballester A., Blazquez M. L., Gonzalez F., Munoz J. A. New information on the sphalerite bioleaching mechanism at low and high temperature // Hydrometallurgy. 2003b. V. 71. P. 57–66.
- 39. Rognes T., Flouri T., Nichols B., Quince C., Mahé F. VSEARCH: a versatile open source tool for metagenomics // PeerJ. 2016. V. 4. Art. e2584. https://doi.org/10.7717/peerj.2584
- 40. van Niekerk J. A., van Buuren C. B. , Olivier J. W. Bioprocessing of refractory gold ores: the BIOX, MesoTHERM, and ASTER processes // Biomining Technologies / Eds. Johnson D. B., Bryan C. G., Schlömann M., Roberto F. F. Cham: Springer, 2023. P. 67–88.
- 41. Vera Véliz M., Videla Leiva A., Martínez Bellange P. Copper bioleaching operations in Chile: towards new challenges and developments // Biomining Technologies / Eds. Johnson D. B., Bryan C. G., Schlömann M., Roberto F. F. Cham: Springer, 2023. P. 163–176.
- 42. Watling H. R. The bioleaching of sulphide minerals with emphasis on copper sulphides – a review // Hydrometallurgy. V. 2006. V. 84. P . 81–108.
