В добыче и переработке полезных ископаемых

БИОГЕОТЕХНОЛОГИЯ
Горнодобывающая и нефтяная промышленность играют существенную
роль в экономике России и, может быть, именно поэтому российские ученые
внесли существенный вклад в изучение роли микроорганизмов в процессах
образования и разрушения месторождений нефти, угля, сульфидных руд,
самородной серы, железа и марганца. Результаты этих фундаментальных
исследований геохимической деятельности микроорганизмов послужили основой
разработки рода биотехнологий, используемых при добыче и переработке таких
полезных ископаемых, как каменный уголь, цветные и благородные металлы и
нефть.
Снижение концентрации метана в атмосфере угольных шахт является
весьма актуальной проблемой, так как метан-воздушные смеси легко взрываются,
что приводит к гибели людей, работающих в шахте, и к огромным материальным
потерям. Вентиляция угольных шахт и вакуумная откачка метана из угольных
пластов не всегда позволяют обеспечить безопасные условия работы. Кроме того,
упомянутые выше методы снижения содержания метана весьма энергоемки и
приводят к загрязнению атмосферы метаном поэтому наиболее выгодным
является микробиологическая очистка. Как и всякий биологический процесс,
микробное окисление метана происходит при низких температурах, не требует
дополнительных затрат энергии и уменьшает содержание метана в газах,
поступающих из угольных шахт в атмосферу.
Другим примером использования биотехнологии при добыче полезных
ископаемых является технология низкотемпературного бактериально-химического
выщелачивания металлов из сульфидных руд. При этом процессе используются
специфические микроорганизмы, окисляющие сульфиды, серу и железо. В
результате окисления сульфидной серы образуется серная кислота, которая
переводит в раствор ионы цветных металлов. Затем эти металлы извлекаются из
раствора либо электролизом, либо на ионообменных колонках, либо иным
способом. Наиболее часто используется метод так называемого кучного
выщелачивания.
Метод научного бактериально-химического выщелачивания довольно
широко используется для получения меди, цинка и ряда других цветных металлов
особенно из руд с низким содержанием металлов. Достаточно сказать, что в США
около 30% годовой добычи меди получается этим методом. По сравнению с
наиболее распространенным методом высокотемпературного обжига сульфидных
руд метод бактериально-химического выщелачивания существенно менее
энергоемкий и экологически безопасный. При его применении не происходит
загрязнения атмосферы окислами серы, которые являются основной причиной
кислых дождей.
Как в лабораторных экспериментах, так и в производственном процессе
используются специально селекционированные штаммы тионовых бактерий,
устойчивые к высоким концентрациям серной кислоты, мышьяка, железа, меди и
других металлов, концентрации которых в технологических растворах могут
достигать десятков граммов на литр.
Биотехнологии, основанные на использовании различных групп
микроорганизмов, находят все большее применение при добыче нефти и при
очистке объектов окружающей среды от нефтяного загрязнения. Острота
проблемы разработки новых методов повышения нефтеотдачи объясняется тем,
что при современном уровне технологии нефтедобычи средняя величина
нефтеотдачи составляет всего 40-45% от разведанных нефтяных запасов. А на
месторождениях с карбонатными коллекторами нефтеотдача составляет часто
лишь 8-10% от запасов нефти. Микробиологические методы повышения
нефтеотдачи основаны на способности микроорганизмов продуцировать такие
нефтевытесняющие вещества как газы, растворители и т.д. Кроме того, многие
микроорганизмы окисляют нефтяные углеводороды с образованием углекислоты
и низкомолекулярных органических кислот, которые растворяют карбонатные
минералы нефтяного пласта коллектора, увеличивая его пористость, что также
благоприятно влияет на повышение нефтеотдачи.
Важным направлением биотехнологических исследований является
разработка новых технологий защиты окружающей среды от загрязнения
отходами различных промышленных производств и очистка уже загрязненных
территорий.
В заключение необходимо отметить, что приведены данные только о тех
биотехнологиях, которые не просто разработаны, но и достаточно широко
используются на практике. Кроме того, на разных стадиях разработки от
лабораторных экспериментов до проведения полупромышленных испытаний
находятся новые биотехнологии, связанные с очисткой воздуха от сероводорода и
летучих органических соединений, биотехнологических методов борьбы с
коррозией трубопроводов различного назначения, а также с утилизацией
органических веществ, образующихся при детоксикации различных видов
химического оружия.
Обсудить на форуме>
Ссылки по теме:






Институт Проблем Нефтехимпереработки АН республики Башкортостан
http://www.anrb.ru/ipnhp/first.html
Журнал
Нефтехимия
и
нефтепереработка
http://www.anrb.ru/ipnhp/cniiteneftehim/
Информационный сервер Объединенного Института Физики Земли им.
О.Ю. Шмидта РАН http://www.scgis.ru/
Институт химии нефти СО РАН http://www.ipc.tsc.ru/
РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина (официальный сервер)
http://www.mnr.gov.ru/
Министерство
Природных
Ресурсов
РФ
(официальный
сервер)
http://www.mnr.gov.ru/