Файл: Техника и технология извлечения золота из руд за рубежом..pdf

К настоящему времени в этой области уже достигнуты определен­ ные успехи в Институте Пастера (Франция), а также в Университете

изучены углерод, азот, сера и фосфор. Соединения, содержащие эти элементы, подвергают биологическому окислению и восстановлению с получением измененных соединений в растворимой или нераство­ римой форме.

Несколько лет тому назад были открыты бактерии, способные переводить в раствор силикаты.

Уже достаточно хорошо известны бактерии, переводящие в ра­ створ соединения железа (железоокисляющие и железовосстанавливающие бактерии), и бактерии, способные осаждать двухвалентное железо. Кроме того, в зарубежной литературе появились сведения о том, что некоторые микроорганизмы могут синтезировать металлоорганические комплексы, весьма богатые железом.

Аналогичным образом выявлены различного рода бактерии и грибки, способные окислять или восстанавливать марганец.

Особый род бактерий представляеют микроорганизмы типа тионовых бацилл (серуокисляющих), способных разлагать некоторые сульфидные минералы с переводом металлов (меди, марганца, урана) в раствор.

Воздействие микроорганизмов на другие металлы, и в том числе на золото, до наших дней за рубежом практически никем не исследо­

содержащим остатки гниющих растений, и при этом установил факт растворения золота. По мнению Лунгвица, это явление было связано с образованием азотной и серной кислот в процессе окисления расте­ ний. В то время микробиология почв не считалась наукой и, есте­

Идея бактериального выщелачивания золота была основана на наблюдении о переносе и переосаждении рудного золота шахтными водами, сделанном в последние годы Мартине на золотоносных копях в Ити (Берег Слоновой Кости). Тщательное изучение этого явления показало, что живые клетки способны осуществлять при обычных условиях такие реакции, воспроизведение которых в лаборатории требует применения повышенных значений pH среды и высокой тем­

в условиях подземного и кучного выщелачивания при минимальном объеме горнорудных работ.

Выделенные штаммы бактерий взращивались на специальных питательных средах, из которых наиболее приемлемыми оказались: бульон из зеленых орехов, пептон, раствор Виноградского, рыбная мука, бульон из листьев эвкалипта и др. Эти среды используются

262

в большинстве случаев с добавкой разнообразных солей, в разных соотношениях и с различной концентрацией.

Детальное исследование выделенных штаммов микроорганизмов позволило установить первоначальную причину их растворяющего действия по отношению к золоту.

Для выщелачивания были использованы накопительные куль­ туры (т. е. колонии развивающихся микроорганизмов на специаль­ ной питательной среде), в которых микробы были убиты нагреванием в автоклаве до 120° С, введением ацетона или толуола, или же при­ менением ультразвуковых колебаний. Несмотря на это, была уста­ новлена возможность растворения золота с помощью питательных сред с посевами, не содержащими живых бактерий. Следовательно, растворяющей субстанцией являются не непосредственно сами мик­ роорганизмы, а выделяемые ими в окружающую среду продукты их жизнедеятельности (метаболизма). При этом они действуют наиболее активно в момент выделения бактериями, вследствие чего извлечение золота при обработке питательной среды с живыми бактериями не­ сколько выше, чем одними, заранее выделенными продуктами мета­ болизма.

Подробнее характеристика различных факторов, влияющих на

среды. Для каждого вида чистых бактерий следует подбирать такие условия, которые позволяют направить метаболизм микроорганизмов по пути воспроизведения субстанций, способных вызывать растворе­ ние золота. Если такие условия не будут соблюдены, то микробы станут неактивными. При этом следует иметь в виду, что питатель­ ные среды, наиболее благоприятные для растворения золота, могут быть различными в зависимости от того, действуют ли бактерии на чистое золото, или же на золотоносную руду.

Определенным образом на процесс биовыщелачивания золота влияет физиологическое состояние бактерий. Известно, что клетки бактерий в течение их жизни претерпевают различные изменения. Метаболизм молодых, активно действующих клеток иной, нежели у клеток старых, или находящихся в покое несколько суток. Кроме того, накопление отходов в культурной среде может повлечь за со­ бой изменение бактерий. Поэтому бактерии в течение времени хра­ нения могут утратить способность к растворению золотаХранить микроорганизмы рекомендуется в масле при температуре 4° С. В этих

растворения несколько подщелачивают среду, в результате чего зна­ чение pH соответственно возрастает до 7,7 и 8,6.

Пропускание потока стерилизованного воздуха через культуры микроорганизмов, так же как и механическое перемешивание, ухуд­ шают растворение золота.

263

Предварительные исследования основных положений биовыще­ лачивания золота позволили исследователям вплотную подойти к полевым испытаниям разрабатываемой бактериальной технологии

ик ее внедрению на золотосодержащих объектах Сенегала. Первые испытания были проведены по выщелачиванию лакте-

ритов, содержащих 6,6—19,8 г/т золота с помощью бактерий вида Р 7 8 (спорообразующих подвижных с полярными жгутиками грамм— отрицательных). За 217 дней в раствор было извлечено от 10 до 82%

Широкая гамма микроорганизмов, в том числе 8 штаммов, вы­ деленных из золотосодержащих пород месторождения Берег Слоновой Кости, была испытана для извлечения золота из руд, содержащих 11,2—18,3 г/т металла. В качестве питательной среды использовали бульон из зеленых орехов различной концентрации. Наиболее актив­ ными оказались четыре культуры, выделенные из руды, которые по­ зволили за 74 дня выщелачивания получить растворы с содержанием 12—15 мг/л золота.

На аналогичных культурах были проведены исследования по установлению влияния концентрации пептона на процесс растворения

лургии золота, французские исследователи взяли патент на усовер­ шенствование существующих методов извлечения золота из золото­ содержащих руд и, в первую очередь, из бедных руд, освоение кото­ рых крайне сложно х . Сущность предлагаемого авторами бактериаль­ ного метода заключается в воздействии на тонкоизмельченную руду, помещенную в питательную среду, микроорганизмов Bacillus firneus или Sphalricus, благодаря чему растворяется золото. Раство­ ренное золото выделяют, пропуская раствор через активированный уголь или ионообменную смолу.

Как показали исследования, наиболее активны в процессе ра­ створения золота микроорганизмы, выделенные из рудничных вод золотоносных месторождений, т. е. такие микробы, которые весьма продолжительное время соприкасались с металлом в естественных

264

Полевыми испытаниями установлено, что процесс бактериаль­ ного растворения золота из руд имеет следующие последовательные этапы. Прежде всего существует скрытая фаза, которая длится 3 недели при использовании наиболее благоприятных культур, и до 5 недель, если питательные среды менее пригодны для развития растворяющих способностей бактерий. После этого наступает этап растворения, возрастающего неравномерно и иногда с повторными выделениями осадка металла. Максимум растворения наблюдается между 2,5 и 3 месяцами. Степень растворения золота на следующем этапе практически не изменяется. Этот этап назван ступенью раст­ воримости. В этот период концентрация растворенного золота дер­ жится на довольно высоком уровне (—10 мгіл) в течение 0,5—1,0 года. После этого наступает последний этап, характеризующийся явно выраженным снижением растворимости золота.

Таким образом, требуемая продолжительность бактериального выщелачивания до достижения максимума извлечения (ступень раст­ воримости) должна в среднем составлять 75—90 дней.

При проведении бактериального выщелачивания в промышлен­ ных условиях исследователи столкнулись с существенными трудно­ стями, связанными с необходимостью использования неасептиче­ ских сред.

Установлено, что вредно влияют на биосинтез микроорганизмов элементов пустой породы, перешедшие в раствор после выщелачи­ вания. Кроме этого, питательные среды для бактерий, представляю­ щих собой гетеротрофные микроорганизмы, не являются селектив­ ными. В этих средах могут развиваться и другие бактерии, которые разрушают первые.

Один из возможных путей выхода из таких затруднений авторы рассматриваемой технологии видят в использовании питательных сред после метаболизма бактерий, когда будут заранее синтезиро­ ваны биометаллургическим путем растворяющие золото реагенты. Такую среду, с уже мертвыми бактериями, можно будет исполь­ зовать как растворитель золота.

В связи с этим, очень важно определить форму нахождения золота в биологической среде, а на ее основе установить тип и химический состав растворяющего агента — продукта метаболизма бактерий. Детальное изучение выделенного в чистом виде растворяющего агента из среды метаболизма бактерий позволило бы наметить пути интенсификации процесса бактериального выщелачивания золота•

В настоящее время в этом направлении за рубежом проводятся весьма интенсивные и углубленные исследования.

По сообщению Пареса [178], группой исследователей, работаю­ щих под его руководством в университете г. Дакара (Сенегал), выделены золотосодержащие комплексы, полученные в результате растворяющего действия микроорганизмов. Их элементарный ана­ лиз, показал, что образующееся соединение представляет собой ор­ ганическую молекулу, не содержащую хлора. Это принципиально новый вид комплексного соединения золота.

265

вают температуру до 80° С, растворяются в воде, бутиловом и изоамиловом спирте, но нерастворимы в эфире, хлороформе и бензоле. Молекулы не закрепляются на катионообменных смолах, т . е . золото входит в анионную часть комплекса (как при цианистом растворении).

В настоящее время производятся вещественные и структурные анализы полученных органических золотоносных комплексов.

Глава XV

ИЗВЛЕЧЕНИЕ ЗОЛОТА ИЗ МОРСКОЙ ВОДЫ

Уже давно известно, что мировой океан содержит миллиарды

При этом установлено, что концентрации золота в морской воде не везде одинаковы, и в промышленно извлекаемом количестве золото находится в соленых водах только на весьма ограниченных участках

золота в морской воде. Так, еще в 1901 г. Вагнер, применяя сложный метод анализа, определил в некоторых прибрежных водах США содержание золота 16 мгіт и серебра 1900 мгіт [2]. При этом отме­ тил обогащение золотом некоторых живых организмов и растений, обитающих в морях, а также их остатков. В частности, в тонне мор­ ских водорослей и плавающих органических остатков было обна­ ружено около 200—300 мг золота, а в шести пробах морских донных отложений, взятых с глубины 89—1986 м, Вагнер определил содер­ жание золота в среднем ПО мгіт и серебра 1070 мгіт-

Хабер и Аррениус в 1923 г. установили весьма низкое содержа­ ние золота в водах Атлантического океана у берегов Северной

лота в континентальных высокоминерализованных горячих источ­ никах. Так, по свидетельству Лейда, содержание золота в горячем источнике штата Арканзас (США) составило 260 мгіт- Паркер же приводит величины содержания золота в воде Большого Соленого озера на Утаке ~360 мгіт, а в воде из озера Моно в Калифорнии —

до 540 мгіт.

Используя данные большого числа ученых и исследователей, анализировавших морские воды различных районов земного шара в период с 1872 по 1964 гг., металлург-исследователь Панниер

266