(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 2014/32 EP B1 (13) (51) T3 Int.Cl. C22B 3/08 ( ) C22B 3/10 ( ) C22B 3/18 ( ) C22B 15/00 ( ) (54) Tytuł wynalazku: Sposób obróbki minerału siarczkowego (30) Pierwszeństwo: ZA ZA (43) Zgłoszenie ogłoszono: w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 2011/17 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 2015/02 (73) Uprawniony z patentu: BHP Billiton SA Limited, Johannesburg, ZA (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP T3 GEORGE FREDERICK RAUTENBACH, Johannesburg, ZA CAROL SUSAN DAVIS-BELMAR, Johannesburg, ZA CECELIA SUSANA DEMERGASSO, Johannesburg, ZA (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Anna Grzelak WTS RZECZNICY PATENTOWI WITEK, ŚNIEŻKO I PARTNERZY ul. R. Weigla Wrocław Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 PZ/2787/AGR 1 EP B1 Opis STAN TECHNIKI [0001] Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu obróbki minerału siarczkowego lub mieszaniny minerału siarczkowego i tlenkowego w celu odzyskania zawartego metalu. Wynalazek jest tu opisywany dalej ze szczególnym odniesieniem do odzyskiwania miedzi. Jest to jedynie przykład i nie jest ograniczający, ponieważ zasady wynalazku można zastosować do odzyskiwania innych metali nieszlachetnych, takich jak nikiel z minerałów siarczkowych niklu np. pentlandytu i millerytu i cynk z minerałów siarczkowych cynku. [0002] US 2008/ opisuje sposób odzyskiwania miedzi z rud siarczku miedzi zawierających chalkopiryt, w którym ługowanie wykonywane jest z pomocą bakterii utleniającej siarkę odpornej na jony chlorkowe w roztworze ługującym, w którym stężenie jonów chlorkowych wynosi od 6g/l do 18 g/l, a ph jest w zakresie 1,6 do 2,5. [0003] Należy zauważyć, że przy tym sposobie, szybkość ługowania miedzi można wspierać dostosowując stężenie jonów chlorkowych w roztworze ługującym. Ponadto, w miarę jak siarka przekształcana jest do kwasu siarkowego, możliwe staje się zapobieganie znaczącemu spadkowi szybkości ługowania, który w innej sytuacji wywoływany jest przez pokrywanie siarką powierzchni rudy siarczku miedzi. [0004] Podobne podejście do powyższego, ale ograniczające się do zastosowania swoistego mikroorganizmu, ujawniono w US2007/ [0005] Aspekt, o którym brak wzmianki w powyższych zgłoszeniach patentowych i który jest w dużej mierze pomijany w stanie techniki, to fakt, że obecność wolnej miedzi w postaci Cu 2 jest zasadniczo toksyczna dla mikroorganizmów, które stosowane są w procesach bioługowania. Toksyczny wpływ miedzi na organizmy związane z bioługowaniem jest szczególnie ciężki w obecności jonów chlorkowych. Zmniejsza to wydajność odzyskiwania metalu. [0006] AU opisuje sposób bioługowania minerału siarczkowego w roztworze z zawartością chlorków powyżej 5000 ppm i temperaturze powyżej 10 C z zastosowaniem przynajmniej jednej bakterii wybranej spośród zdeponowanych pod numerami dostępu DSM14175 i DSM [0007] Pomimo tego ujawnienia, obniżona tolerancja bakterii na sole oznacza, że w wielu przypadkach nadal przy procesach bioługowania minerału wymagane są duże objętości świeżej wody. Ponadto, we względnie niskich temperaturach, np. do 45 C, ługowanie chalkopirytu jest zasadniczo niewydajne. [0008] Wynalazek dotyczy sposobu bioługowania, który wykazuje zwiększoną wydajność i który można realizować w warunkach wysokiej zawartości jonów chlorkowych. KRÓTKI OPIS WYNALAZKU [0009] Wynalazek, w jednym z aspektów, oparty jest o zaskakujące odkrycie, że zastosowanie konsorcjum halofilnych lub halotolerancyjnych mikroorganizmów utleniających żelazo i utleniających siarkę daje coś co uważa się za związek kooperacyjny, który usprawnia proces bioługowania. Z przyczyn,

3 PZ/2787/AGR 2 EP B1 które obecnie nie są w pełni zrozumiane, wydaje się, że mikroorganizmy w konsorcjum tworzą związek oparty na symbiozie, w którym jeden mikroorganizm osiąga jakąś korzyść, podczas gdy inny mikroorganizm lub, jak może się zdarzyć, mikroorganizmy, pozostają w dużej mierze bez zmian. W praktyce, przykłada się to na poprawioną wydajność bioługowania w określonych, konkretnych warunkach. [0010] W szczególności, wynalazek zapewnia sposób obróbki minerału siarczkowego lub mieszaniny minerału siarczkowego i tlenkowego, który obejmuje etap bioługowania minerału w roztworze jonów chlorkowych z konsorcjum z kulturą mieszaną i który charakteryzuje się tym, że: a) zawartość jonów chlorkowych jest w zakresie 1500 ppm do ppm; b) roztwór zawiera przynajmniej jedno z poniższych: glin, magnez i sód; c) temperatura roztworu przekracza 10 C; d) ph roztworu jest w zakresie 1 do 3; oraz e) konsorcjum z kulturą mieszaną zawiera, przynajmniej, szczep Leptospirillum ferriphilum, którym jest szczep Sp-Cl zdeponowany w DSMZ pod numerem dostępu DSM22399 oraz mikroorganizm utleniający siarkę, który jest halofilny lub halotolerancyjny, przy czym konsorcjum zwiększa szybkość utleniania żelaza (II). [0011] Zawartość jonów chlorkowych może mieścić się w zakresie 5000 ppm do ppm. [0012] Gdy sposób stosowany jest w procesie ługowania hałdy, temperatura roztworu w hałdzie może mieścić się w zakresie 10 C do 60 C lub nawet więcej. Zwykle temperatura jest w zakresie 20 C do 45 C. [0013] Konsorcjum można zaszczepiać do hałdy dowolnym odpowiednim sposobem. W jednej postaci wynalazku, konsorcjum dodawane jest przez irygację. [0014] Przynajmniej jeden mikroorganizm zawarty w konsorcjum można hodować w jednym lub więcej reaktorze do namnażania biomasy. Można na przykład wykorzystać wiele reaktorów, z których każdy wykorzystywany jest do namnożenia inokulum dla odpowiedniego mikroorganizmu, który jest aktywny w konkretnym zakresie. [0015] Zaszczepienie może następować w trybie z wsadem (nieciągłym) lub trybie ciągłym. [0016] Gdy zaszczepienie następuje w trybie ciągłym, inokulant, pochodzący z konsorcjum, może mieć stężenie komórek wynoszące od 10 6 komórek/ml do komórek/ml. Zwykle stężenie komórek wynosi między 10 7 komórek/ml a 10 9 komórek/ml. [0017] Reaktory do namnażania biomasy mogą działać w miejscu, które jest blisko hałdy. Do każdego reaktora można wdmuchiwać powietrze i powietrze to może być uzupełnione dwutlenkiem węgla. Uzupełnienie dwutlenkiem węgla może być w zakresie 0,1% do 5% obj./obj.

4 PZ/2787/AGR 3 EP B1 [0018] Można przeprowadzać zaszczepienie tak aby utrzymywać liczbę komórek w hałdzie przy wartości od 10 6 do komórek na tonę rudy. [0019] W odmianie wynalazku, inokulum z każdego reaktora, zamiast trafiać bezpośrednio z reaktora do hałdy, kierowane jest do zbiornika, który jest napowietrzany, i w którym inokulum jest przechowywane i podtrzymywane. Inokulum ze zbiornika jest następnie dodawane do hałdy w miarę potrzeb. [0020] W drugiej odmianie wynalazku, inokulum, na przykład z jednego lub więcej reaktorów do namnażania biomasy, dodawane jest do skruszonej rudy razem z kwasem, według konieczności, a zaszczepiona ruda dodawana jest do hałdy w miarę potrzeb. [0021] W innej postaci wynalazku hałda, względnie mała w porównaniu do hałdy głównej, pracuje w układzie z obwodem zamkniętym. Inokulum z jednego lub więcej reaktorów do namnażania biomasy lub ze wspomnianego zbiornika inokulum wykorzystywane jest do zaszczepienia małej hałdy. Odciek z ługowania spływający z małej hałdy jest zawracany do małej hałdy, która działa zatem jako generator inokulum. Rudę z małej hałdy, do której przyłączyły się aktywne mikroorganizmy, dodaje się do hałdy głównej w celu wprowadzania aktywnych mikroorganizmów do hałdy głównej. [0022] W odmianie wynalazku pośredni odciek z ługowania, tj. roztwór, który ekstrahowany jest z hałdy i który nie jest poddawany procesowi odzyskiwania metalu oraz rafinat wytworzony przez przeprowadzenie macierzystego roztworu z ługowania (PLS, ang. pregnant leach solution) spływającego z hałdy przez proces odzyskiwania metalu, są zawracane do hałdy w celu zwiększenia liczby aktywnych komórek w hałdzie. Roztwór pośredni może zawierać liczbę komórek wynoszącą od 10 4 komórek/ml do 10 8 komórek/ml. Rafinat może zawierać podobną liczbę komórek. Kwas można dodawać do rafinatu wedle potrzeb. Hałdę można przedmuchiwać powietrzem uzupełnionym dwutlenkiem węgla, np. 0,03 do 2,0 CO 2 obj./obj., a korzystnie 0,1 CO 2 obj./obj. [0023] Wynalazek nadaje się do odzyskiwania metalu nieszlachetnego, takiego jak miedź, nikiel lub cynk z rud siarczkowych lub mieszanych siarczkowych i tlenkowych, które zawierają metal. Szczególnie w przypadku miedzi zaobserwowano, że pewne mikroorganizmy mają tylko ograniczoną tolerancję na nawet względnie niskie poziomy wolnej miedzi w roztworze. W konsekwencji, w miarę jak miedź ługowana jest do roztworu w wyniku aktywności mikrobiologicznej, proces ługowania staje się samoograniczający. [0024] We wspomnianych wyżej warunkach wynalazek korzystnie ponadto charakteryzuje się tym, że mikroorganizmy mają tolerancję na miedź powyżej 0,5 g/l. Górny próg tolerancji to przynajmniej 6 g/l, ale korzystnie mikroorganizmy tolerują stężenia miedzi tak wysokie jak 20 g/l. [0025] Sposób według wynalazku można stosować też do procesu ługowania w zbiorniku. W tym przypadku bioługowanie może następować w temperaturze w zakresie 25 C do 55 C, a w zależności od mikroorganizmów w konsorcjum, zwykle w temperaturze w zakresie 30 C do 45 C. [0026] Zbiornik może obejmować mieszadło.

5 PZ/2787/AGR 4 EP B1 [0027] Konsorcjum można zaszczepiać bezpośrednio do zbiornika lub można dodawać je do roztworu chlorkowego. Roztwór chlorkowy można dodawać do lub mieszać z koncentratem minerału, który następnie podawany jest do zbiornika. [0028] Przynajmniej jeden z mikroorganizmów zawartych w konsorcjum z kulturą mieszaną może być dostosowany do celów zwiększania tolerancji konsorcjum na chlorki i miedź. [0029] Konsorcjum z kulturą mieszaną obejmuje przynajmniej następujące mikroorganizmy: tolerującą chlorki lub halofilną bakterię utleniająca siarkę (np. Acidithiobacillus lub Thiobacillus sp.) i Leptospirillum ferriphilum Sp-Cl. [0030] Zgłaszający ustalił, że szczep Sp-Cl, który jest acydofilny (kwasolubny) i odporny na chlorki, jest odpowiedni do bioługowania minerałów siarczkowych w środowiskach z wysoką zawartością rozpuszczalnych chlorków i metali. Organizm wyizolowano z macierzystego roztworu z ługowania z kopalni Minera Spence S.A. w regionie Antofagasta w Chile. Organizm Leptospirillum ferriphilum szczep Sp-Cl zdeponowano jako czystą kulturę w Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH (DSMZ) pod numerem dostępu DSM marca Szczep Sp-Cl to autotroficzna i chemolitotroficzna bakteria utleniająca żelazo ze zdolnością do wzrostu z żelazem (II) jako jedynym źródłem energii przy nieobecności zredukowanych związków siarki przy wysokich stężeniach rozpuszczalnych chlorków i metali. [0031] Szczep Sp-Cl utlenia żelazo w kulturze czystej lub mieszanej z acydofilną, odporną na chlorki lub halofilną bakterią utleniającą siarkę. [0032] Kinnunen i Puhakka [2004] ocenili tolerancję na chlorki dla czegoś co określono jako mieszana kultura z przewagą Leptospirillum ferriphilum. Autorzy ci odnotowali znacząco zmniejszoną szybkość utleniania żelaza przy [Cl - ] wynoszącym 10 g/l i całkowite zahamowanie przy 20 g/l, w porównaniu do szybkości utleniania żelaza uzyskanej przy nieobecności jonów chlorkowych. Jednakże, praca ta nie przedstawia dowodów na to, że gatunek Leptospirillum ferriphilum przeważa w mieszanej kulturze lub wskazujących na to, że to szczep Leptospirillum ferriphilum jest odpowiedzialny za wyniki katalizy utleniania żelaza w obecności jonów chlorkowych. Ponadto, nie wspomniano o szybkości utleniania żelaza ani zahamowaniu mikroorganizmów w obecności chlorków i rozpuszczalnej miedzi. [0033] Jedynymi do dziś opisanymi autotroficznymi, acydofilnymi, tolerującymi chlorki szczepami utleniającymi żelazo, o których wiadomo zgłaszającemu, są należące do rodzaju Thiobacillus, konkretnie do grupy gatunków prosperus Thiobacillus prosperus [Huber i Stetter, 1989]. Organizmy te mają właściwy dla siebie wymóg obecności chlorków do optymalnego wzrostu (halofilność). Grupa Thiobacillus prosperus (szczep typowy, szczep V6 i inne szczepy obecne w kulturach mieszanych) [Huber i Stetter, 1989; Simmons i Norris, 2004; Norris 2007; Davis-Belmar et al, 2008] to acydofilne, halotolerancyjne bakterie utleniające żelazo i utleniające siarkę, zdolne do wzrostu przy [Cl - ] do 28 g/l na żelazie (II) (z tetrationianem) i przy [Cl - ] do 36 g/l w obecności pirytu jako kultura mieszana z utleniającym siarkę rodzajem Acidithiobacillus [Simmons i Norris, 2004]. Organizmy te wymagają suplementacji związkiem zredukowanej siarki, co konkretnie sprawdzono tylko z tetrationianem, do dobrego wzrostu na żelazie (II) jako jedynym źródle energii [Davis-Belmar et al, 2008; Simmons i Norris, 2002]. Dla organizmów tych nie odnotowano żadnych poziomów tolerancji ani wysokiej odporności na metale odpowiednich do

6 PZ/2787/AGR 5 EP B1 bioługowania, zwłaszcza dla stężeń miedzi powyżej 1 g/l -1 lub innych zanieczyszczeń (np. glinem) [Davis- Belmar et al, 2008]. [0034] Bakterie należące do rodzajów Thiobacillus/Halothiobacillus, Thioalkalimicrobium i Thiomicrospira [Kelly & Wood, 2000; Sorokin et al, 2001] są najbliżej filogenetycznie spokrewnione z grupą Thiobacillus prosperus a nie z gatunkiem Acidothiobacillus (wymagana reklasyfikacja z rodzaju Thiobacillus). W odróżnieniu od szczepów podobnych do Thiobacillus prosperus, te organizmy chemolitotroficzne utleniają nieorganiczne związki siarki w warunkach zasolenia i alkalicznych i nie mogą zatem dobrze rozwijać się w warunkach kwasowych, ani wykorzystywać żelaza (II) jako jedynego źródła energii. KRÓTKI OPIS FIGUR RYSUNKU [0035] Wynalazek jest dalej opisany poprzez przykłady z odniesieniem do towarzyszących rysunków na których: Figura 1 przedstawia częściową sekwencję 16S rdna i analizę filogenetyczną w oparciu o algorytm metody najbliższego sąsiedztwa (neighbour-joining) i dystans ewolucyjny, wskazany jako substytucje nukleotydowe na parę zasad (pasek skali); Figura 2 to schemat blokowy przedstawiający biologiczny proces ługowania hałdy, z możliwymi zmianami, przeprowadzany według zasad wynalazku; Figura 3 to schematyczne zobrazowanie procesu bioługowania w zbiorniku przeprowadzanego według zasad wynalazku; Figura 4 to graficzne zobrazowanie równania Nernsta wykazujące związek odsetka utlenionego żelaza (Fe 3+ ) i potencjału roztworu (miliwolty vs. elektroda odniesienia Ag/AgCl/3M KCl w 25 C); Figura 5 zawiera 3 wykresy, które przedstawiają parametry działania i warunki fizyczne/chemiczne układu bioreaktora ze stałym podawaniem koncentratu miedzi (zbiornik zasilający, bioreaktor pierwszorzędowy i drugorzędowy) wykorzystywanego do wzrostu mieszanego konsorcjum stosowanego jako inokulum w sposobie według wynalazku; Figura 6 ilustruje wyniki analizy Real-Time PCR wykonanej na konsorcjum rosnącym w układzie bioreaktora z Figury 5; Figura 7 przedstawia zdolność utleniania żelaza bioługującej kultury mezofilnej dla zakresu stężeń chlorków 0-12 g/l w pożywce hodowlanej zawierającej 3 g/l żelaza (II); Figura 8 przedstawia zdolność utleniania żelaza dla szczepu Leptospirillum ferriphilum Sp-Cl dla zakresu stężeń chlorków 0-12 g/l w pożywce hodowlanej zawierającej 3 g/l żelaza (II); Figura 9 przedstawia zdolność utleniania żelaza dla szczepu Leptospirillum ferriphilum Sp-Cl w obecności szczepu utleniającego siarkę dla zakresu stężeń chlorków 0-30 g/l w pożywce hodowlanej zawierającej 3 g/l żelaza (II); Figura 10 przedstawia wyniki analizy Real-Time PCR wykonanej w warunkach 21 g/l Cl, przedstawionych na Figurze 9, po około 11 dniach inkubacji; oraz

7 PZ/2787/AGR 6 EP B1 Figura 11 przedstawia zdolność utleniania żelaza dla szczepu Leptospirillum ferriphilum Sp-Cl jako kultury mieszanej w obecności 5 g/l Cu 2+, 12 g/l Cl -1 i 3 g/l Fe 2+. OPIS KORZYSTNYCH PRZYKŁADÓW WYKONANIA [0036] W oparciu o filogenezę 16S rdna (Figura 1) szczep Sp-Cl należy do rodzaju Leptospirillum, gatunku ferriphilum (Leptospirillum grupa II). Sekwencje 16S rdna grupują się w odrębnej podgrupie dla grupy II Leptospirillum, bez przedstawicieli znanych w hodowli. [0037] Wyizolowany szczep Sp-Cl, określony jako Leptospirillum ferriphilum Sp-Cl zdeponowano jako czystą kulturę w Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH (DSMZ) pod numerem dostępu DSM w dniu 2 marca [0038] Figura 2 przedstawia proces ługowania hałdy z wykorzystaniem niniejszego konsorcjum. Hałda 30 konstruowana jest z aglomerowanej rudy na podkładach 32 i 34 z zastosowaniem konwencjonalnych technik. Powietrze 36 wdmuchiwane jest przez wentylator 38 do kolektora 40 w dolnym rejonie hałdy. Dwutlenek węgla ze źródła 42 podawany jest z regulowaną szybkością, zwykle 0,1 % CO 2 obj./obj. do strumienia powietrza. [0039] Pośredni odciek (ang. intermediate heap solution - ILS) 44 z hałdy zebrany na podkładzie 32 jest opcjonalnie zawracany z systemu irygacji 46 umieszczonego nad hałdą. Macierzysty roztwór z ługowania 48 zebrany na podkładzie 34 poddawany jest procesowi ekstrakcji rozpuszczalnikiem/elektrowydzielania (ang. solvent extraction/ electrowinning proces - SX/EW) 50 w celu odzyskania zawartości miedzi z macierzystego roztworu z ługowania na katodach 52. [0040] Tabela 1 zawiera przykładową listę niektórych substancji chemicznych w macierzystym roztworze z ługowania z procesu bioługowania hałdy, zawierającym jony chlorkowe, przy czym w obwodzie ługowania przewagę mają kationy glinu, magnezu, sodu, żelaza i miedzi. Tabela 1 Analiza ICP dla roztworu z ługowania z procesu bioługowania hałdy. Pierwiastek PLS ICP chlorek g/l 7,09 siarczan g/l 28,38 cynk mg/l 25 arsen mg/l 3,88 glin g/l 1,36 kadm mg/l 0,7 wapń mg/l 456 bar ppb 30 magnez mg/l 822 stront mg/l 1,2

8 PZ/2787/AGR 7 EP B1 Analiza ICP dla roztworu z ługowania z procesu bioługowania hałdy. Pierwiastek PLS ICP sód g/l 3,08 cyna ppb 50 potas mg/l 209 wanad mg/l 1,59 żelazo mg/l 799 lit mg/l 15 kobalt mg/l 3,61 miedź g/l 5,05 nikiel mg/l 0,98 mangan mg/l 25 [0041] Rafinat z procesu 50 zbierany jest w zbiorniku 54 i uzupełniany kwasem siarkowym 56, według potrzeb. Przynajmniej część rafinatu 58, o stężeniu komórek wynoszącym 10 4 do 10 8 komórek/ml jest zawracana do systemu irygacji 46. [0042] Można wykorzystać jedną lub więcej technik aby zapewnić dostępność odpowiedniej objętości konsorcjum z dopuszczalną liczbą komórek. [0043] Pierwszą możliwością jest zastosowanie przynajmniej jednego reaktora do namnażania biomasy, w którym hodowane jest konsorcjum. W tej technice koncentrat 60 wprowadzany jest do wielu reaktorów namnażających biomasę inokulum 62A do 62E, w których przeprowadzana jest hodowla konsorcjum. Reaktory mogą działać w stosownych przypadkach w różnych temperaturach, w celu osiągnięcia optymalnej propagacji konsorcjum. Każdy reaktor może obejmować, w stosownych przypadkach, mieszanie z pomocą odpowiedniego wirnika 64A do 64E. Powietrze 66 kierowane jest do dolnego rejonu każdego reaktora, a dwutlenek węgla 68 dodawany jest do powietrza w celu maksymalizacji i regulacji namnażania biomasy inokulum w każdym reaktorze. Dwutlenek węgla obecny jest w zakresie 0,1% do 5% obj./obj. [0044] Inokulum 70 jest pobierane z każdego reaktora, wedle potrzeb, w celu zaszczepienia hałdy. Inokulum można dodawać w regularnych odstępach w trybie z wsadem, ale korzystnie dodawane jest z regulowaną i stałą prędkością. Stężenie komórek w inokulum zależy od działania każdego reaktora i od jakiegokolwiek rozcieńczenia, które może mieć miejsce, jednak zwykle mieści się w zakresie od 10 7 do komórek/ml, przy czym wartością korzystną jest zakres 10 7 do 10 9 komórek/ml. Celem w tym względzie jest utrzymanie liczby komórek w hałdzie w zakresie od 10 6 do komórek/tonę rudy. [0045] Przy innym podejściu, inokulum 72 z jednego lub więcej reaktorów kierowane jest do zbiornika inokulum 74, który jest napowietrzany (76). Zbiornik służy do przechowywania i podtrzymywania, a

9 PZ/2787/AGR 8 EP B1 inokulum 78, zwykle ze stężeniem komórek od 10 5 do 10 8 komórek/ml jest, gdy jest to wymagane, kierowane do systemu irygacji. [0046] W innej odmianie, inokulum 78, ze zbiornika lub dowolnego z reaktorów, kierowane jest do małej osobnej hałdy 80, która pracuje w warunkach z obwodem zamkniętym. Odciek z hałdy zbierany jest w zbiorniku 82 i albo bezpośrednio zawracany do hałdy, albo przechowywany i podtrzymywany w zbiorniku do inokulacji 74. Rudę 84 zawierającą inokulum oddziela się od hałdy 80, a następnie aglomeruje z rudą w hałdzie 30 w celu wspomożenia podtrzymania populacji konsorcjum w hałdzie na odpowiednim poziomie. [0047] Możliwe jest też kierowanie rafinatu 58 i pośredniego odcieku 44 z ługowania lub ich mieszaniny do systemu irygacji w celu podtrzymania liczby komórek w hałdzie. [0048] Przy innym podejściu, przedstawionym w górnej prawej części Figury 2, inokulum 86 z jednego lub więcej reaktorów 68 stosowane jest do zaszczepienia skruszonej rudy 88, która jest aglomerowana w procesie 90. Kwas siarkowy 92 dodawany jest do rudy, a zaszczepioną i zaglomerowaną rudę 94 wprowadza się wedle potrzeb do hałdy 30. [0049] Figura 3 przedstawia zastosowanie konsorcjum do ługowania w zbiorniku. Reaktor 100 wyposażony jest w mieszalnik 102 i pierścień wdmuchujący powietrze 104. Roztwór stężonego siarczku 106 do ługowania wprowadzany jest do zbiornika w kontrolowany sposób. Roztwór soli 108 zawierający substancje odżywcze dodawany jest albo do linii zasilającej 110 rozciągającej się od źródła koncentratu do zbiornika albo bezpośrednio do koncentratu 106. Roztwór 112 zawierający konsorcjum, przygotowany w innym miejscu, wprowadzany jest do roztworu w zbiorniku, w stosownych przypadkach, w celu osiągnięcia pożądanej liczby komórek. Powietrze 114 i dwutlenek węgla 116 są wdmuchiwane do zbiornika przez układ nadmuchowy 118 w dolnym rejonie zbiornika, wedle potrzeb. [0050] Etapy obróbki minerału wykonywane przed fazą bioługowania i po niej w celu odzyskania zawartości metalu z roztworu po ługowaniu nie są przedstawione, ponieważ aspekty te znane są w dziedzinie. [0051] Figura 5 przedstawia możliwość hodowania konsorcjum w układzie na bazie reaktorów, do którego odnosi się Figura 2, do stężenia komórek między 10 7 do 10 9 komórek/ml przy g/l Cl - i stężeniu jonów miedzi przekraczającym 5 g/l, przy około 4-dniowym czasie retencji reaktora, z utrzymaniem ponadto potencjału redoks powyżej 600 mv (Ag/AgCl) w reaktorach pierwszorzędowym i drugorzędowym. Reaktory pierwszorzędowy i drugorzędowy utrzymywano w temperaturze około 35 C i z ph, z włączeniem zbiornika zasilającego, wynoszącym między 1 a 2. Koncentrat siarczku miedzi obrabiano w układzie reaktorów i służył on jako główne źródło odnotowanych wartości rozpuszczalnej miedzi. [0052] Figura 6 przedstawia wyniki analiz Real-Time PCR przeprowadzonych na konsorcjum stosowanym w sposobie według wynalazku, w celu określenia stężenia komórek w próbce roztworu bioługującego. Stężenie komórek w konsorcjum wynika z odpowiednich stężeń szczepów zawartych w konsorcjum, czyli szczepu Leptospirillum ferriphilum Sp-Cl i szczepu utleniającego siarkę.

10 PZ/2787/AGR 9 EP B1 [0053] Figury 7 i 8 przedstawiają wyniki testów z wytrząsaniem (ang. shake flask test), które wykonano aby porównać zdolność utleniania żelaza dla normlanej kultury mezofilnej otrzymanej z bioreaktora z koncentratem miedziowym z czystą kulturą szczepu Leptospirillum ferriphilum Sp-Cl, przy różnych stężeniach mieszaniny chlorku sodu i chlorku magnezu oraz 1 g/l Cl -. Normalna kultura bioługująca wykazywała silne zahamowanie między 0 a 2,4 g/l Cl -1, z całkowitym brakiem aktywności obserwowanym w badanych stężeniach jonów chlorkowych powyżej 4,8 g/l (Figura 7) w ciągu 11-dniowego okresu wzrostu. Szczep Leptospirillum ferriphilum Sp-Cl nie wykazywał zahamowania (całkowite utlenienie żelaza w mniej niż 8 dni) między 0 a 12 g/l Cl -1. [0054] Figura 9 przedstawia dalej zdolność utleniania żelaza dla stosowanego w tym wynalazku konsorcjum w teście z wytrząsaniem, wobec zwiększonego stężenia mieszaniny chlorku magnezu, chlorku sodu i chlorku glinu (0-30 g/l Cl -1 ). Konsorcjum wykazywało zdolność do całkowitego utlenienia żelaza przy nawet 12 g/l w mniej niż 11 dni, przy czym aktywność mikrobiologiczną obserwowano aż do 30 g/l Cl -1 w porównaniu do kontroli negatywnej. [0055] Figura 10 potwierdza, że Leptospirillum ferriphilum Sp-Cl jest organizmem katalizującym utlenianie żelaza w wysokich stężeniach jonów chlorkowych ocenianych na Figurze 9. [0056] Figura 11 podkreśla odporność konsorcjum na chlorki oraz wysoką tolerancję na miedź w obecności chlorków, z uzyskiwanymi niezwykłymi szybkościami utleniania żelaza (mniej niż 150 godzin) przy 12 g/l i 5 g/l Cu 2+. Próbki do testów utleniania żelaza z wytrząsaniem zaszczepiano (10% inokulum do pożywki) hodowlą z bioreaktora drugorzędowego, pokazanego na Figurze 5. Testy utleniania żelaza wykonywano dla okresu pracy układu bioreaktora.

11 PZ/2787/AGR 10 EP B1 Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób obróbki minerału siarczkowego lub mieszaniny minerału siarczkowego i tlenkowego, który obejmuje etap bioługowania minerału w roztworze jonów chlorkowych z konsorcjum z kulturą mieszaną i który jest znamienny tym, że: a) zawartość jonów chlorkowych jest w zakresie 1500 ppm do ppm; b) roztwór zawiera przynajmniej jedno z poniższych: glin, magnez i sód; c) temperatura roztworu przekracza 10 C; d) ph roztworu jest w zakresie 1 do 3; i e) konsorcjum z kulturą mieszaną zawiera, przynajmniej, szczep Leptospirillum ferriphilum, którym jest szczep Sp-Cl zdeponowany w DSMZ pod numerem dostępu DSM22399 oraz mikroorganizm utleniający siarkę, który jest halofilny lub halotolerancyjny, przy czym konsorcjum zwiększa szybkość utleniania żelaza (II). 2. Sposób według zastrz. 1, w którym zawartość jonów chlorkowych jest w zakresie 5000 ppm do ppm, a temperatura jest w zakresie 25 C do 45 C. 3. Sposób według zastrz. 1, w którym przynajmniej jeden mikroorganizm w konsorcjum hodowany jest w przynajmniej jednym reaktorze do namnażania biomasy. 4. Sposób według zastrz. 1, w którym minerał jest zaszczepiany inokulantem, który ma stężenie komórek konsorcjum między 10 7 komórek/ml a 10 9 komórek/ml w celu utrzymania liczby komórek w minerale od 10 6 do komórek na tonę rudy. 5. Sposób według zastrz. 3, w którym inokulum z reaktora kierowane jest do zbiornika, który jest napowietrzany i w którym inokulum jest przechowywane i podtrzymywane, a inokulum ze zbiornika dodawane jest do minerału. 6. Sposób według zastrz. 3, w którym inokulum z reaktora dodawane jest do skruszonej rudy razem z kwasem, a zaszczepiona ruda dodawana jest do minerału. 7. Sposób według zastrz. 1, w którym konsorcjum wytwarzane jest w generatorze inokulum, a ruda, do której przyłączone są mikroorganizmy z konsorcjum, dodawana jest do minerału. 8. Sposób według zastrz. 1, w którym pośredni odciek z ługowania, który ekstrahowany jest z minerału i który nie jest poddawany procesowi odzyskiwania metalu oraz rafinat wytworzony przez przeprowadzenie macierzystego roztworu z ługowania spływającego z minerału przez proces odzyskiwania metalu, są zawracane do minerału w celu zwiększenia liczby aktywnych komórek w minerale. 9. Sposób według zastrz. 1, stosowany do odzyskiwania miedzi z minerału, w którym mikroorganizmy w konsorcjum mają tolerancję na miedź powyżej 0,5 g/l.

12 PZ/2787/AGR 11 EP B1 10. Sposób według zastrz. 1, w którym przynajmniej jeden z mikroorganizmów zawartych w konsorcjum z kulturą mieszaną jest dostosowany tak aby zwiększać tolerancję konsorcjum na chlorki i miedź. 11. Wyizolowany mikroorganizm Leptospirillum ferriphilum szczep Sp-Cl zdeponowany w DSMZ pod numerem dostępu DSM22399.

13 PZ/2787/AGR 12 EP B1

14 PZ/2787/AGR 13 EP B1

15 PZ/2787/AGR 14 EP B1

16 PZ/2787/AGR 15 EP B1

17 PZ/2787/AGR 16 EP B1

18 PZ/2787/AGR 17 EP B1

19 PZ/2787/AGR 18 EP B1

20 PZ/2787/AGR 19 EP B1 Odnośniki cytowane w opisie Poniższa lista odnośników cytowanych przez zgłaszającego ma na celu wyłącznie pomoc dla czytającego i nie stanowi części dokumentu patentu europejskiego. Pomimo, że dołożono największej staranności przy jej tworzeniu, nie można wykluczyć błędów lub przeoczeń i EUP nie ponosi żadnej odpowiedzialności w tym względzie. Dokumenty patentowe cytowane w opisie US A [0002] US A [0004] AU [0006]