Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института биологии Уфимского научного центра Российской академии наук Биологическая технология извлечения металлов из отходов флотационного обогащения сульфидных руд Научный руководитель: Логинов Олег Николаевич Место работы: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии Уфимского научного центра Российской академии наук Занимаемая должность: заведующий лабораторией биологически активных веществ Ученая степень и звание: доктор биологических наук, профессор Столярова Ева Александровна Место работы: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии Уфимского научного центра Российской академии наук Занимаемая должность: младший научный сотрудник Ученая степень: кандидат биологических наук Четверикова Дарья Владимировна Место работы: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии Уфимского научного центра Российской академии наук Занимаемая должность: младший научный сотрудник Ученая степень: кандидат технических наук Перспективные штаммы микроорганизмов, способные к извлечению металлов из отходов флотации сульфидных руд Культуры микроорганизмов: типовой штамм Acidithiobacillus ferrooxidans DSM 14882; штамм ИБ 1 - Acidithiobacillus ferrooxidans; культура ИБ 2 - Acidithiobacillus ferrooxidans и Ferroplasma; штамм ИБ 10 – Acidithiobacillus sp., штамм ИБ 12 - Acidithiobacillus ferrooxidans; культура ИБ 14 - Acidithiobacillus ferrooxidans и Ferroplasma Сибайский филиал УГОК Учалинский ГОК 100 Извлечено, % 100 Извлечено,% 80 60 цинк медь 40 20 80 60 цинк 40 медь 20 0 0 1 2 10 12 культуры 1 14 Бурибаевский ГОК 2 10 12 культуры 14 Медногорский МСК 100 Извлечено, % Извлечено,% 100 80 60 цинк 40 медь 20 80 60 цинк 40 медь 20 0 1 2 10 12 0 14 культуры 1 2 10 12 культуры 14 Рис.1 Степень извлечения меди и цинка в растворах биологического выщелачивания отходов флотации Учалинского горно-обогатительного комбината (ГОК), Сибайского филиала Учалинского ГОК, Бурибаевского ГОК, Медногорского медно-серного комбината (МСК) Концентрация металлов,г/л 80 70 60 Типовой 50 ИБ 1 ИБ 2 40 ИБ 10 30 ИБ 12 20 ИБ 14 10 0 Cu Zn Рис. 2. Предельные концентрации железоокисляющих бактерий Mn ионов Co Ni металлов, не подавляющие рост Биологическое выщелачивание отходов флотации сульфидных медно-цинковых руд в перколяционной установке Рис. 3. Принципиальная схема установки (Е1 – емкость для сбора жидкости; Е2 – Извлечено,% емкость для отбора проб) 100 Основные параметры 80 процесса: режим 60 Цинк «затопления», Медь массы соотношение твердой фазы и 40 выщелачивающего раствора 20 1:5, температура 25-30ºС. 0 I II Варианты III Рис.4 Количество меди и цинка, извлеченных из отходов Учалинского ГОК (I), Сибайского филиала Учалинского ГОК (II) и Бурибаевского ГОК (III) Производительность: выход черновой меди составляет 1,5-2,0 кг/т отхода, цинка 1,5-2,0 кг/т отхода, порошок гидроокислов железа - 15 кг/т. Процесс чанового биологического выщелачивания отходов флотационного обогащения сульфидных руд Отходы флотационного обогащения руд Питательная среда Посевной материал воздух 3 3 1 4 5 воздух 2 Отработанная руда после выщелачивания Металлическая стружка 6 Осажденная медь Рис. 5. Принципиальная схема установки (1 - ферментер; 2 – насос; 3 – термостат; 4 – аппарат для выщелачивания; 5 – отстойник; 6 – емкость для выделения меди на металлический скрап) 100 Основные параметры процесса: Извлечено,% 80 расход суспензии 1л на 100 кг 60 Цинк отходы, Медь фазы к жидкой 1:3, температура 40 25-30ºС, соотношение рН твердой раствора воздушный барботаж. 20 0 I II Варианты Рис.5 Количество меди и цинка, извлеченных из отходов Сибайского филиала Учалинского ГОК (I) и Медногорского МСК (II) Производительность: выход черновой меди составляет 1,3-2,0 кг/т отхода, цинка 1,3-2,0 кг/т отхода, порошок гидроокислов железа - 17 кг/т. 2, Области применения технологии Извлечение металлов из накопленных флотационных отходов Снижение экологической опасности отходов производства Современные комплексные технологии переработки сырья Таблица 1. Сравнение способов переработки отходов Характеристики Биотехнология Повторная флотация Кислотное и автоклавное выщелачивание низкая высокая высокая сульфидные сульфидные, оксидные сульфидные, оксидные допустимо не допустимо допустимо высокая низкая малоопасная малоопасная очень опасная! положительное отрицательное безразличное средние высокие Требования к сырью: концентрация металлов тип минералов наличие сростков минералов и окисных пленок Глубина переработки Экологическая высокая безопасность Влияние хранения отходов Капитальные затраты высокие Экономические показатели технологии биологического выщелачивания Кучное выщелачивание Чановое выщелачивание (в перколяционных установках) Доход от эксплуатации цеха: Доход от эксплуатации цеха: 36,25 млн. руб. в год. 930 тыс руб. в год. Рентабельность производства:60%. Рентабельность производства: 57%. Срок окупаемости установки 2 года. Срок окупаемости установки 1 год.