Laboratory investigation of the process of heavy metals bioleaching as an acid mine drainage phenomena

Abstract

в лабораторних умовах особливості процесів біовилуговування важких металів бактеріями виду Acidithiobacillus ferrooxidans як явища кислотного шахтного дренажу. Методика дослідження полягає у вивченні закономірностей хімічних процесів кислотного шахтного дренажу в гірничих сірковмісних породах внаслідок активності ацидофільних бактерій виду A. ferrooxidans. Досліджено процес вилуговування сірки та міді з штучно підготовлених культуральних середовищ. Кількісне визначення вмісту іонів міді у пробах культурального середовища виконано колориметричним методом. Для детальної оцінки змін концентрацій заліза та міді у пробах та детального мікроелементного аналізу застосовано метод масспектрометрії з індуктивно зв'язаною плазмою (ІЗП-МС). Результати дослідження. Виконана низка експериментів щодо біопоглинання та біовилуговування важких металів в культуральних середовищах з бактеріями A. ferrooxidans. Встановлено, що внаслідок бактеріальної активності спостерігається поступове зниження pH в культуральних середовищах через ріст бактерій, внаслідок чого важкі метали вилуговуються в розчин. Наукова новизна. Встановлено нові залежності щодо біовилуговування та біопоглинання важких металів в культуральних середовищах внаслідок росту ацидофільних бактерій. Так, за 12 днів експерименту в середовищі з елементарною сіркою концентрація сірчаної кислоти підвищилася в 2,5-3 рази, pH розчину знизився в середньому з 2,66 до 2,17, а об'ємні витрати NaOH для нейтралізації H2SO4 у розчині збільшилися з 0,73 до 1,83 мл. На середовищі з сульфідом міді Cu2S концентрація заліза за рахунок його поглинання бактеріями зменшилась в середньому з 113,42 до 44,13 ммоль/л, концентрація міді збільшилась з 2,77 до 12,1 ммоль/л, pH розчину знизився в середньому з 2,63 до 2,12, одиниць. Практичне значення. Результати досліджень дозволяють розробити дієві заходи щодо усунення кислотного шахтного дренажу з породних масивів, що містять сульфіди важких металів. Ключові слова: кислотний шахтний дренаж, біовилуговування, важкі метали, культуральне середовище, Acidithiobacillus ferrooxidans, метод мас-спектрометрії з індуктивно зв'язаною плазмою (ІЗП-МС) Вступ. У місцях розробки родовищ корисних копалин найбільш значними джерелами забруднення навколишнього природного середовища є породні від