БІОТЕХНОЛОГІЧНІ МЕТОДИ ПЕРЕРОБКИ НЕКОНДИЦІЙНИХ РУД І ПРОМИСЛОВИХ ВІДХОДІВ
DOI:
https://doi.org/10.18524/2307-4663.2018.2(42).134295Ключові слова:
техногенна сировина, мікробіоценоз, ацидофільні хемолітотрофні бактерії, бактеріальне вилуговування, германійАнотація
У статті проаналізована та узагальнена інформація про застосування біотехнологічних методів для переробки мінеральної і техногенної сировини. Наведено огляд основних груп мікроорганізмів, що входять до складу мікробіоценозів різних екологічних ніш і відходів. Показана провідна роль ацидофільних хемолітотрофних бактерій в окисненні природної сульфідної сировини. Розглянуто основні механізми бактеріального вилуговування металів і вплив різних чинників на ефективність окиснення сульфідів металів. Описано характеристику основних методів бактеріального вилуговування – чанового, підземного і купчастого; розглянуто їх переваги та недоліки. Наведені приклади промислового використання біовилуговування для отримання міді, нікелю, золота, урану. Відзначена практично відсутність застосування методів бактеріального вилуговування для переробки техногенної сировини, зокрема, відходів вугільної промисловості та енергетики для вилучення цінних металів – германію, галію та ін.
Посилання
Derbasova NM, Gavrish MV, Smirnov SB. Bakterialnoe vyischelachivanie urana iz othodov uranodobyivayuschey promyishlennosti. Yaderna ta radiatsiyna bezpeka. 2011;2(50):52-55 (in Russian)
Zavarzin GA. Litotrofnyie mikroorganizmyi, Nauka, Moskva, 1972:254.
Ivanov MV, Karavayko GI. Geologicheskaya mikrobiologiya. Mikrobiologiya. 2004; 73(5):581–597 (in Russian)
Karavayko GI, Kuznetsov SI, Golomzik AI. Rol mikroorganizmov v vyischelachivanii metallov iz rud. Nauka, Moskva, 1972:248 (in Russian)
Karavayko GI, Rossi J., Agate A. Biogetehnologiya metallov. Prakticheskoe rukovodstvo. Tsentr mezhdunarodnyih proektov Gosudarstvennogo komiteta po nauke i tehnike. Moskva. 1989:375 (in Russian)
Kuzyakina TI, Hainasova TS, Levenez OO. Bitehnologiya izvlecheniya metallov iz sulfidnyih rud. Vestnik KRAUNTs. Nauki o Zemle. 2008;2(12):76-86 (in Russian)
Melamud VS, Pivovarova TA, Turova TP. Sulfobacillus sibiricus sp. nov. novaya umerenno termofilnaya bakteriya. Mikrobiologiya.2003;(72(5)):681-688.
Polkin SI, Adamov EV, Panin VV. Biogeotehnologiya metallov. Nedra. Moskva, 1985:243 (in Russian)
Sidyakina GG, Nosalskaya TV, Smirnova OM. Ekologicheski chistaya biotehnologiya obogascheniya zolotosoderzhaschih rud tehnogennyih othodov. In: Materialyi Kryimskogo otdeleniya Ukrainskogo gosudarstvennogo Geologorazvedochnogo institute. Simferopol.2010:18-42 (in Russian)
Trukhin YuP., Haynasova TS, Rogatykh SV. Vyidelenie hemolitotrofnyih mikroorganizmov iz okislennoy rudyi medno-nikelevogo mestorozhdeniya Shanuch (Kamchatka) dlya biovyischelachivaniya sufidnyih rud. Izvestiya vuzov. Prikladnaya himiya i biotehnologiya. 2012;1(2):83-92 (in Russian)
Chernyak AS, Safronov AYu., Kashevsky AV. Biotehnologiya i bioneorganicheskaya himiya blagorodnyih metallov: sostoyanie i prespektivyi In: Matererialyi nauchno-prakticheskoy konferentsii «Himiya i him. tehnologiya na rubezhe tyisyacheletiy». Tomsk.2000;(1):169-172 (in Russian)
Chernyak AS. Osnovyi biotehnologii metallov. Izdatelstvo Irkutskogo universiteta. Irkutsk. 2002:102 (in Russian)
Shketova LE, Seleznev AN. Primenenie biogeotehnologii pri izvlechenii zolota iz sulfidnyih uglistyih rud. Izvestiya vuzov. Prikladnaya himiya i biotehnologiya.2014;1(6):34-42 (in Russian)
Abdollahy Mahmoud, Shojaosadati Sayed Abbas, Zare Tavakoli Hasan, Valivand Ali. Bioleaching of Low Grade Uranium Ore of Saghand Mine. Research Note. 2011;30(4):71-79.
Andreas Segerer, Annemarie Neuner, Jakob K. Kristjansson, Karl О. Stetter. Acidianus infernus gen. nov., sp. nov. and Acidianus brierleyi comb. nov.: Facultatively Aerobic, Extremely Acidophilic Thermophilic Sulfur-Metabolizing Archaebacteria. International Union of Microbiological Societies.1986;36(4):559-564.
Baker BJ, Banfield JF. Microbial communities in acid mine drainage. // FEMS Microbiol. Ecol. – 2003. – Vol. 44. – P. 139 – 152.
Blayda I, Vasyleva T, Slyusarenko L, Abisheva Z, Ivanytsia V. The germanium extraction from industrial wastes by microbiological methods.In: XXVI International Mineral Processing Congress (IMPC 2012). New Delhi, India. 2012:550-558.
Blayda I, Vasyleva T, Baranov V, Slysarenko L, Shulyakova S, Brodiazhenko T. Composition of Aboriginal Сonsortium of Microorganisms from Coal Mines Dumps. Biologichni Studiyi.2017;11(2):67– 78.
Blaydа IA., Vasylieva NYu., Vasylieva TV., Sliusarenko LI. Variance Analysis for Optimization of the Germanium Bioleaching Process from Coal Beneficiation Dumps. Biotechnologia Acta. 2017;10(4):44-52.
Bosecker K, Wirth G. Bacterial Leaching of a Carbonate Bearing Uranium Ore. Biogeochemistry of Ancient and Modern Environments. 1979:577-582.
Bosecker K. Bioleaching: metal solubilization by microorganisms. FEMS Microbiol. Rev. 1997;(20):591-604.
Colmer AR. Hinkle ME. The role of microorganisms in acid mine drainage: A preliminary report. Science.1947;(106):253–256.
El-Midany A, Abdel-Khalek MA. Reducing sulfur and ash from coal using Bacillus subtilis and Paenibacillus polymyxa. Fuel. 2014;(115):589–595.
Giaveno A, Lavalle L, Chiacchiarini P, Donati E. Bioleaching of zinc from low-grade complex sulfide ores in an airlift by isolated Leptospirillum ferrooxidans. Hydrometallurgy. 2007;(89):117-126.
Golyshina O, Timmis K. Ferroplasma and relatives, recently discovered cell wall lacking archaea making a living in extremely acid, heavy metal rich environments. Environ. Microbiol.2005;(7(9)):1277-1288.
Karavaiko GI, Lobyreva LB. An overview of the bacteria and archaea involved in removal of inorganic and organic sulfur compounds from coal. Fuel Process Technol. 1994;(40):167–182.
Kathryne S. Auernik, Robert M. Kelly. Physiological Versatility of the Extremely Thermoacidophilic Archaeon Metallosphaera sedula Supported by Transcriptomic Analysis of Heterotrophic, Autotrophic, and Mixotrophic. Applied and Environmental Microbiology.2010;76(3):931-935.
Kuzmishyna S, Hnatush S, Moroz O, Karpinets L, Baranov V. Microbiota of Chervonograd Mining Region. Visn. Lviv. Un-ty. Ser. Boil.2014;67:234-242.
Norris PR, Clark DA, Owen JP, Waterhouse S. Characteristics of Sulfobacillus acidophilus, sp. nov., and other moderately thermophilic mineralsulphide-oxidizing bacteria. Microbiology (UK).1996;(142):775-783.
Philip L. Bond, Greg K. Druschel, and Jillian F. Banfield. Comparison of Acid Mine Drainage Microbial Communities in Physically and Distinct Ecosystems. Appl Environ Microbiol. 2000; 66(11): 4962–4971.
Pinar Aytar, Catherine M. Kay, Mehmet Burcin Mutlu, Ahmet Cabuk. Coal Desulfurization with Acidithiobacillus ferrivorans from Balya Acidic Mine Drainage.Energy Fuels.2013;27 (6):3090–3098.
Olson GJ, Brierley JA, Brierley CL. Bioleaching review part B: Progress in bioleaching: applications of microbial processes by the minerals industries. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2003;(63):249–257.
Pal S, Pradhan D, Das T, Sukla LB, Roy G. Chaudhury. Bioleaching of low-grade uranium ore using Acidithiobacillus ferrooxidans. Indian J. Microbiol. 2010;50(1):70–75.
Qiu Guan-zhou, Liu Xue-duan, Zhou Hong-bo. Microbial community structure and function in sulfide ore bioleaching systems. Trans. Nonferrous Met. Soc. China. 2008;(18):1295-1301.
Sand W, Gehrke T, Jozsa PG, Schippers A. (Bio) chemistry of bacterial leaching – direct vs indirect bioleaching. Hydrometallurgy. 2001;(59):159–175.
Shuang Mi, Jian Song, Jianqun Lin, Yuanyuan Che, Huajun Zheng, Jianqiang Lin. Complete Genome of Leptospirillum ferriphilum ML-04 Provides Insight into Its Physiology and Environmental Adaptation . The Microbiological Society of Korea. 2011;49(6):890-901.
Stepanyan SKh, Vardanyan AK, Vardanyan, NS. Biooxidation of pyrite, sulfide оre and copper concentrate by new isolated sulfur and/or iron oxidizing bacteria. Biolog. Journal of Armenia. 2016;(68(1)):6-10.
Torma AE. The role of Thiobacillus ferrooxidans in hydrometallurgical processes. Advances in Biochemical Engineering. 1977;(6):1–37.
Torma Arpad E. The Microbiological Extraction of Less Common Metals. Overview. JOM. 1989:32-35.
Tributsch H. Direct vs indirect bioleaching. Hydrometallurgy. 2001;(59):177-185.
Zhou Qiu Guan, Bo Fu, Hong Bo Zhou et al. Isolation of a strain of Acidithiobacillus caldus and its role in bioleaching of chalcopyrite. World Journal of Microbiology & Biotechnology.2007;23(9):1217-1225.
Otraslevoy portal gorno-metallurgicheskoy promyishlennosti «Metal Mining info» http://metalmininginfo.kz/archives/3224
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Мікробіологія і біотехнологія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автор передає журналу (університету) на безоплатній основі невиключні права на використання статті (на весь строк дії авторського права починаючи з моменту публікації, розміщення статті на веб-сторінці журналу, в репозитарії відкритого доступу) без одержання прибутку; на відтворення статті чи її частин в електронній формі (включаючи цифрову); виготовлення ії електронних копій для постійного архівного зберігання; виготовлення електронних копій статті для некомерційного розповсюдження; внесення статті до бази даних репозитарію; надання електронних копій статті в доступі мережі інтернет.
Автор гарантує, що у статті не використовувалися статті або авторські права, які належать третім особам; гарантує, що на момент розміщення статті на веб-сторінці, в репозитарії ОНУ лише йому належать виключні майнові права на статтю, що розміщується; майнові права на статтю ні повністю, ні в частині нікому не передано (не відчуджено), майнові права на статтю ні повністю, ні в частині не є предметом застави, судового спору або претензій з боку третіх осіб.
Автор зберігає за собою право використовувати самостійно чи передавати права на використання статті третім особам.
Автор надає журналу право на використання статті такими способами:
переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати її за погодженням з автором; перекладати статтю у випадку, коли стаття викладена мовою іншою, ніж мова, якою передбачена публікація у виданні. Якщо журнал виявить бажання використовувати статтю іншими способами: перекладати, розміщувати повністю або частково у мережі інтернет, публікувати статтю в інших, в тому числі іноземних виданнях, включати статтю як складову частину до інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, умови оформлюються додатковою угодою.
Автор підтверджує, що він є автором (співавтором) цієї статті; авторські права на дану статтю не передані іншому видавцю; дана стаття не була раніше опублікована у будь-якому іншому виданні до публікації її журналом.
Публікація праць в Журналі здійснюється на некомерційній основі. Комісійна плата за оформлення статті не стягується.
