Добыча металлов микробиологическими методами
Необходимые человеку металлы, такие как медь, железо, уран, золото, свинец, никель и кобальт, в природе встречаются в виде минералов, которые называют также рудами. В местах, где эти руды сконцентрированы в большом количестве, их добывают, а затем извлекают из них металлы. Только недавно в процессе очистки металлов стал использоваться огромный потенциал микроорганизмов. В качестве примера, иллюстрирующего основные принципы, рассмотрим добычу меди.
Медь — один из первых металлов, использованных человеком. Бронза, представляющая собой сплав меди и олова, была впервые получена более 5000 лет назад; ее широкое применение, когда она ценилась за прочность, режущие свойства, а также за декоративность, послужило основанием для присвоения тому времени названия «бронзовый век» . В природе медь обычно встречается в виде сульфидов меди. К примеру, более 50% мировой добычи приходится на пирит CuFeS2, который содержит также железо и серу. Добывать медь из руды очень сложно. Однако давно известно, что медь можно извлечь из воды, которая просачивается через горные породы, содержащие медные руды. Сейчас известно, что этот процесс выщелачивания металлов происходит под действием бактерий. Бактерии превращают нерастворимые металлические соединения в растворимые, например в сульфат меди, из которого гораздо легче экстрагировать медь.
Бактерия, которая играет главную роль в процессе выщелачивания металлов, была идентифицирована в 1947 г. как Thiobacillus ferrooxi-dans. Другие важные бактерии — Т. thiooxidans и Leptospirillum ferrooxidans — растут в кислой среде и способны работать при высоких температурах. Они получают энергию, окисляя неорганические субстраты. Например, Т. ferrooxidans получает энергию за счет окисления содержащегося в руде Fe2+ до Fe3+ и восстановленных форм серы, таких как сульфиды, до серной кислоты. Т. ferrooxidans является автотрофом и по классификации относится к хемоавтотрофам, или хе-мосинтетическим бактериям.
Бактериальное выщелачивание сейчас используют во всем мире как дополнительный метод выделения металлов из руд, главным образом медных и урановых. В выщелачивании участвуют несколько видов бактерий, каждый из которых вносит свой уникальный вклад. Более 10% меди, выделенной в США в 1983 г. , стоимостью более 300 млн. долл. было получено с использованием этого метода. Преимущества бактериального выщелачивания заключаются в следующем:
1. Можно использовать руды низкого качества. При обычных методах выделения металлов, которые очень дорогостоящи, целесообразно использовать только очень богатые металлом руды. Поэтому после использования обычных методов в районе разработок оставалось много потенциального продукта.
2. Если получать металл методом бактериального выщелачивания, можно обойтись без глубоких разработок. Горную породу сначала дробят с помощью взрывных зарядов, а затем закачивают в нее выщелачивающий раствор. По окончании выщелачивания раствор, содержащий растворимые соли металлов, выкачивают из скважин, пробуренных внутри горной породы. Такой метод требует меньше затрат; при его использовании существенно не нарушается окружающая среда, как при глубоких разработках, когда на поверхность выносят большие количества горной породы и образуются горы отходов.
3. Традиционные методы экстракции меди из руды требуют высоких температур. Эти методы дорогостоящи, потребляют ископаемое топливо и, следовательно, загрязняют воздух, вызывая, например, кислотные дожди. (Возможно, бактериальное выщелачивание можно будет в будущем использовать для очистки ископаемого топлива путем выщелачивания соединений серы. )
4. Неконтролируемое выщелачивание из отходов горных разработок привело к загрязнению близлежащих водоемов тяжелыми металлами. Этого можно избежать контролируемым выщелачиванием и извлечением металлов. Подсчитано, что в отвалах горных разработок только на западе США содержится более 33 млн. т меди.
5. Предпринимаются попытки усовершенствовать бактерии.
Домашние задания: Другие предметы
помогите! какие существуют микро биологические методы получения металлов?
Похожие вопросы
- Биологическая роль лужноземельных металлов оч нужно на завтра
- Что такое биологический метод борьбы с вредителями(по биологии)?
- Помогите с задачей.. . как решать? методом подбора вариантов ответа я решил. фото внутри
- здраствуйте!!! помогите пожалуйста!!! по микро биологии: плесневые грибы.. строение, размер, использование... за ранее спасиб
- кто поможет написать различия микро- и макроэволюций?
- Ребят, помогите пожалуйста! Продолжите фразу.. . Биологическое значение оплодотворения заключается в том, что...
- Помогите пожалуйста сделать очень краткое "Сообщение по металлам"(Химия 8 класс)
- помогите пожалуйста решить 2 неравенства методом интервалов
- Помогите сделать реферат по теме: методы и средства производства и применения механической энергии.
- помогите. определить эквивалентную массу металла, если его фторид содержт 87,5 мас% металла