Procesy biotransformacji

Podobne dokumenty
Wykład 5 Biotechnologiczne metody pozyskiwania i ulepszania surowców

Wykład 10 17/12/2010 ver. 1 (28/12/2010)

Metalurgia Metali Nieżelaznych Wykład 5

1. Wprowadzenie. Ewa Kisielowska*, Ewelina Kasińska-Pilut*, Justyna Jaśkiewicz* Górnictwo i Geoinżynieria Rok 31 Zeszyt 3/1 2007

Elektrochemia elektroliza. Wykład z Chemii Fizycznej str. 4.3 / 1

Reakcje chemiczne. Typ reakcji Schemat Przykłady Reakcja syntezy

Procesy wytwarzania, oczyszczania i wzbogacania biogazu

BIOCHEMICZNE ZAPOTRZEBOWANIE TLENU

BIOTECHNOLOGIA OGÓLNA

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 817

Usuwanie i odzyskiwanie metali ciężkich z użyciem drobnoustrojów

PODSTAWY KOROZJI ELEKTROCHEMICZNEJ

P O L I T E C H N I K A W R O C Ł A W S K A

WYKRYWANIE ZANIECZYSZCZEŃ WODY POWIERZA I GLEBY

Redukcja związków siarki 1. Mikroorganizmy redukujące utlenione związki siarki (np. SO 4

Spis treści. Wstęp... 9

Chmura pyłu nad wulkanem Eyjafjoll, Fot. Jon Gustafsson AP

BIOTECHNOLOGIA OGÓLNA

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 817

Załącznik nr 1 do SIWZ Instytut Chemii i Techniki Jądrowej Warszawa, ul Dorodna 16 Tel. (22) ; Fax (22)

KLASA II Dział 6. WODOROTLENKI A ZASADY

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1044

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1044

Tlen. Występowanie i odmiany alotropowe Otrzymywanie tlenu Właściwości fizyczne i chemiczne Związki tlenu tlenki, nadtlenki i ponadtlenki

METODY PRZYGOTOWANIA PRÓBEK DO POMIARU STOSUNKÓW IZOTOPOWYCH PIERWIASTKÓW LEKKICH. Spektrometry IRMS akceptują tylko próbki w postaci gazowej!

Elektrochemia - prawa elektrolizy Faraday a. Zadania

Rok akademicki: 2033/2034 Kod: GIS s Punkty ECTS: 3. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

2. Podczas spalania 2 objętości pewnego gazu z 4 objętościami H 2 otrzymano 1 objętość N 2 i 4 objętości H 2O. Jaki gaz uległ spalaniu?

Elektrochemia - szereg elektrochemiczny metali. Zadania

Wanda Wołyńska Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego Oddział Cukrownictwa. IBPRS Oddział Cukrownictwa Łódź, czerwiec 2013r.

CHEMIA. Wymagania szczegółowe. Wymagania ogólne

WYDZIAŁ LEKARSKI II. Poziom i forma studiów. Osoba odpowiedzialna (imię, nazwisko, , nr tel. służbowego) Rodzaj zajęć i liczba godzin

Cel główny: Uczeń posiada umiejętność czytania tekstów kultury ze zrozumieniem

1. Podstawowe prawa i pojęcia chemiczne

Fragmenty Działu 8 z Tomu 1 PODSTAWY ELEKTROCHEMII

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 396

Pierwiastki bloku d. Zadanie 1.

Biologiczne oczyszczanie ścieków

Zakład Technologii Wody, Ścieków i Odpadów

Andrzej Łuszczkiewicz. WYKŁAD INAUGURACYJNY ROK AKADEMICKI 2009/2010 Wydział Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii

Nazwy pierwiastków: ...

MOŻLIWOŚCI ODZYSKU MANGANU ZE ZDEPONOWANYCH ODPADÓW HUTNICZYCH

Nauka przez obserwacje - Badanie wpływu różnych czynników na szybkość procesu. korozji

wykład 6 elektorochemia

Fundacja Naukowo Techniczna Gdańsk. Dr inż. Bogdan Sedler Mgr Henryk Herbut

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

CIENKOŚCIENNE KONSTRUKCJE METALOWE

Zn + S ZnS Utleniacz:... Reduktor:...

Łukasz K. Tomasz M. Ochrona Wód

CHEMIA I GIMNAZJUM WYMAGANIA PODSTAWOWE

Metalurgia Metali Nieżelaznych Wykład 9

Opłaty za przekroczenie warunków wprowadzania ścieków przemysłowych do urządzeń kanalizacyjnych

Innowacyjna technologia stabilizacji odpadów niebezpiecznych ENVIROMIX

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 998

Opłaty za przekroczenie warunków wprowadzania ścieków przemysłowych do urządzeń kanalizacyjnych

Zespół Szkół Samochodowych

AKTY WYKONAWCZE DO USTAWY O ODPADACH WYDOBYWCZYCH

Schemat ogniwa:... Równanie reakcji:...

ZAKRES: AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1214

Najlepsze dostępne praktyki i technologie w metalurgii. dr hab. inż. M. Czaplicka, Instytut Metali Nieżelaznych, Gliwice

Tabela 1. Zakres badań fizykochemicznych odpadu o kodzie w 2015 roku

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1267

Związki nieorganiczne

Chmura pyłu nad wulkanem Eyjafjoll, Fot. Jon Gustafsson AP

Nasze innowacje REMEDIACJA ŚRODOWISKA WODNO- GRUNTOWEGO

X / \ Y Y Y Z / \ W W ... imię i nazwisko,nazwa szkoły, miasto

Nazwy pierwiastków: A +Fe 2(SO 4) 3. Wzory związków: A B D. Równania reakcji:

KONKURS CHEMICZNY ROK PRZED MATURĄ

1. Otrzymywanie proszków metodą elektrolityczną

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 610

CHEMIA klasa 1 Wymagania programowe na poszczególne oceny do Programu nauczania chemii w gimnazjum. Chemia Nowej Ery.

Plan: 1) krutki opis w ramach wstępu 2) Występowanie 3) Otrzymywanie 4) Właściwości 5) Związki 6) Izotopy 7) Zastosowanie 8) Znaczenie biologiczne

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1191

uczeń opanował wszystkie wymagania podstawowe i ponadpodstawowe

Wymagania programowe na poszczególne oceny. Chemia Kl.1. I. Substancje chemiczne i ich przemiany

VII Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2014/2015

JEDNOKOMOROWE OGNIWA PALIWOWE

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1448

FERROX - METODY LIKWIDACJI ODORÓW I INNYCH ZAGROŻEŃ POWODOWANYCH PRZEZ SIARKOWODÓR

Szczegółowy opis treści programowych obowiązujących na etapie szkolnym konkursu przedmiotowego z chemii 2018/2019

asfaltowych warstw ścieralnych Dr inż. Bartłomiej Grzesik

Chemiczne oddziaływanie składowisk odpadów górnictwa węgla kamiennego na środowisko

Korozja kontaktowa depolaryzacja tlenowa

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

SCENARIUSZ ZAJĘĆ TEMAT: ŚWIAT METALI.

Energia z odpadów komunalnych. Karina Michalska Radosław Ślęzak Anna Kacprzak

PODSTAWY OBLICZEŃ CHEMICZNYCH.. - należy podać schemat obliczeń (skąd się biorą konkretne podstawienia do wzorów?)

1. Pochodzenie i klasyfikacja zasobów przyrodniczych... 11

Karta pracy III/1a Elektrochemia: ogniwa galwaniczne

TECHNOLOGIA RECYKLINGU KINESKOPÓW CRT

Kruszywo lekkie typu keramzytu z udziałem surowców odpadowych - właściwości, zastosowanie Jolanta Latosińska, Maria Żygadło

grupa a Człowiek i środowisko

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1186

Dominika Jezierska. Łódź, dn r.

Kryteria oceniania z chemii kl VII

Wykład 4. Chemia Środowiska

I. Gospodarka odpadami (przedmiot kierunkowy) Efekty kształcenia IS2A_W02 IS2A_W04 IS2A_W08 IS2A_U01 IS2A_U07 IS2A_U10 IS2A_K05 IS2A_K06

BADANIE WYNIKÓW NAUCZANIA Z CHEMII KLASA I GIMNAZJUM. PYTANIA ZAMKNIĘTE.

Rozwiązania. dla produktu MN dla M = 3 dla N = 1. Stałą równowagi obliczamy z następującego wzoru:

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 787

Transkrypt:

Biohydrometalurgia jest to dział techniki zajmujący się otrzymywaniem metali przy użyciu mikroorganizmów i wody. Ma ona charakter interdyscyplinarny obejmujący wiedzę z zakresu biochemii, geomikrobiologii, ekologii mikroorganizmów i hydrometalurgii. Zalety: Możliwość wykorzystania rud ubogich i odpadowych Wysoka sprawność wydzielania metali Możliwość wykorzystania w przerobie różnych rud Wady: Względnie wolny przebieg procesu Trudności kontroli i sterowania procesem Wrażliwość czynnika biologicznego Trudności z zapewnieniem właściwego natlenienia Trudności odzyskiwania metali z rozcieńczonych roztworów 1

Biohydrometalurgia ma bardzo szerokie zastosowania praktyczne. Spośród stosowanych metod należy wyróżnić: pozyskiwanie metali z rud metodami biologicznymi zastępując tradycyjne wytwarzanie siarki z siarczanów, odsiarczanie paliw m.in.: węgla, ropy, oczyszczanie ścieków, unieszkodliwianie odpadów. 2

Ługowanie metali polega na biochemicznym upłynnianiu nierozpuszczalnych związków metali. Przebieg biologicznego ługowania i ich wydajność zależy od aktywności biochemicznej drobnoustrojów i fizykochemicznych właściwości związków zawierających określone metale w optymalnych warunkach środowiska. Metody te pozwalają na doświadczalną eksploatację ubogich rud siarczkowych, takich jak: kobalt, molibden, nikiel i cynk, jednak obecnie na skalę przemysłową wykorzystywane są jedynie w przypadku miedzi, uranu i złota. 3

Wśród mikroorganizmów uczestniczących w utlenianiu mineralnych związków siarki i żelaza, wyróżnić można: obligatoryjne chemolitotrofy (Thiobacillus thiooxidans, Thiobacillus ferrooxidans), fakultatywne chemolitotrofy - zdolne do wykorzystania organicznych i nieorganicznych związków siarki (Thiobacillus novelus, Thiobacillus versutus) fotoautotrofy zdolne do przetwarzania energii słonecznej w chemiczną, CO 2 to źródło węgla a związki siarki są donorami elektronów (Chlorobiaceae, Chromatiaceae, Rhodospirillaceae, nieliczne Cyanobacteriaceae chemolitoheterotrofy - zdolne do wzrostu na podłożach zawierających związki organiczne (Beggiata sp., Thiotrix sp.). grzyby są mało stosowane w bioługowaniu, ponieważ wymagają organicznego źródła węgla 4

5

Najbardziej efektywne w procesach ługowania okazują się mieszaniny szczepów, dlatego też w procesach prowadzonych w skali przemysłowej nie stosuje się monokultur bakteryjnych. Wykorzystuje się mieszaniny takich gatunków bakterii jak: Thiobacillus, Chromatium, Thiodyction, Siderocapsa, Ferribacterium, Beggiatoa, Thiotrix i inne. W procesach przekształcania nierozpuszczalnych siarczków w rozpuszczalne w wodzie siarczany uczestniczą zwykle bakterie z gatunków: ferrooxidans. 6

7

Mechanizmy mikrobiologicznego ługowania metali z rud 8

Ługowanie przeprowadzane przez Thiobacillus ferrooxidans jest oparte o utlenianie siarczków, siarki elementarnej i innych związków siarki (tiosiarczanów, politionatów i siarczynów) do siarczanów Do utleniania siarczków niezbędna jest obecność cytochromów Znane są trzy mechanizmy biologicznego utleniania siarczków: bezpośredni pośredni elektrochemiczny 9

Utlenianie bezpośrednie polega na dysocjacji siarczku metalu i utlenieniu grupy S 2- do SO 4 2-. Przykład: 2 FeS 2 + 7,5 H 2 O -> Fe 2 (SO 4 ) 3 + H 2 SO 4 Fe 2 (SO 4 ) 3 i H 2 SO 4 są silnymi utleniaczami, powodującymi dalsza korozję minerału (jest to tzw. ługowanie pośrednie). Produktami tej korozji są: siarka elementarna i Fe 2 (SO 4 ) 3 Pośrednie utlenianie występuje w ługowaniu rud uranu: UO 2 + 2Fe 3+ -> UO 2 2+ + 2Fe 2+ 4Fe 2+ + O 2 +4H + -> 4Fe 3+ + 4H 2 O 10

Utlenianie elektrochemiczne jest oparte na różnicy potencjałów elektrochemicznych minerałów wchodzących w skład rudy. Dwa połączone ze sobą minerały o różnym potencjale elektrochemicznym tworzą ogniwo w którym zachodzi utlenianie anodowe. Przykładem jest ługowanie chalkopirytu CuFeS 2 w obecności pirytu Chalkopiryt jest w tym momencie anodą a piryt katodą. Elektrony przepływają od chalkopirytu poprzez piryt (o własnościach półprzewodnika) do kwaśnego roztworu ługującego gdzie są przenoszone biologicznie na tlen jako akceptor elektronów. Dzięki temu na powierzchni chalkopirytu wytwarza się warstwa siarki i polisiarczków łatwo ulegających utlenieniu przez mikroorganizmy 11

Głównymi czynnikami wpływającymi na proces są: ph (optymalne ph: T.ferrooxidans (1,5-2,5), T.thiooxidans (0,5-1,5), Leptospirillum ferrooxidans (niższe niż 0,5)) temperatura (w większości przypadków się stosuje temp. 28-30 o C dla najczęściej stosowanego szczepu T. ferrooxidans O 2 i CO 2 (mają wpływ na wzrost i aktywność mikroorganizmów) pożywka (związki azotu i fosforu itp. niezbędne w trakcie prowadzenia procesu w bioreaktorach) tolerancja mikroorganizmów na metale (toksyczne na Thiobacillaceae są głównie: Hg, Ag, Mo, As, a mało toksyczne: Zn i Cu) oddziaływania międzyfazowe i rozmiary ziaren minerałów (optymalną wielkością ziaren jest 40-50μm) 12

13

14

15

16

17