-->

Παρασκευή, 3 Μαρτίου 2017

Βιοεκχύλιση απορριμμάτων μεταλλείου Κίρκης

Βιοεκχύλιση δειγμάτων σε  κωνικές φιάλες εργαστηρίου
Σχηματική Παράσταση της βιοεκχύλισης σε σωρούς
Λαμβάνοντας υπόψη τις επιταγές των καιρών αλλά και τις διαφαινόμενες μελλοντικές εξελίξεις σε διεθνές επίπεδο, προκύπτει άμεσα η ανάγκη υιοθέτησης τεχνολογιών, οι οποίες θα επιτρέπουν την αξιοποίηση φτωχών μεταλλευμάτων ή παραπροϊόντων, οι οποίες θα είναι φιλικές προς το περιβάλλον (καθώς θα μειώνουν τους ρύπους στο έδαφος-νερό-αέρα) και θα έχουν χαμηλές ενεργειακές απαιτήσεις.

Η βιοεκχύλιση είναι μια καινοτόμος τεχνολογία , η οποία επιτυγχάνει την εξαγωγή και εν συνεχεία ανάκτηση μετάλλων από φτωχά θειούχα μεταλλεύματα ή/και απορρίμματα επεξεργασίας τους με την χρήση μικροοργανισμών. Πρόκειται για υδρομεταλλουργική κατεργασία στην οποία η δράση των μικροοργανισμών παρουσία νερού και οξυγόνου προκαλεί την διαλυτοποίηση και ανάκτηση μετάλλων από τα υλικά μέσω της οξείδωσης.

Η τεχνολογία αυτή εφαρμόζεται σε βιομηχανική κλίμακα παγκόσμια για την αξιοποίηση φτωχών μεταλλευμάτων χαλκού και δυσκατέργαστων μεταλλευμάτων χρυσού, ενώ διεξάγεται εκτεταμένη ερευνητική δραστηριότητα σε εργαστηριακή κλίμακα για την δυνατότητα εφαρμογής της βιοτεχνολογίας σε διαφορετικά πεδία οικονομικού και περιβαλλοντικού χαρακτήρα στο χώρο των γεω-επιστημών (βιο-επεξεργασία απορριμμάτων, βιο-επίπλευση, βιο-αποκατάσταση εδαφών, βιο-ρόφηση κλπ).

Π. Tζεφέρη: Βιοϋδρο-Μεταλλουργία και Προστασία Περιβάλλοντος

Στην ενότητα αυτή γίνεται για πρώτη φορά στην Ελλάδα, διερεύνηση σε εργαστηριακή κλίμακα, για την δυνατότητας χρήσης μεσόφιλων αερόβιων αυτότροφων θειοβακτηρίων (Acidithiobacillus ferrooxidons Acidithiobacillus thiooxidans) για την ανάκτηση Pb, Zn, Cu, τα οποία περιέχονται σε απορρίμματα επεξεργασίας ή μπάζα εξόρυξης των μεταλλείων της Κίρκης.

Εξετάσθηκε εργαστηριακά η επίδραση της σύστασης των υλικών, του pΗ, του δυναμικού οξειδοαναγωγής, του είδους των βακτηρίων. Μελετήθηκε η εξαγωγή βαρέων μετάλλων από διαφόρων τύπων απορρίμματα, ενώ έγινε μια πρώτη προσέγγιση των παραγόντων που συνδέονται με την διεργασία της βιο-εκχύλισης.

Για την υλοποίηση της θεματικής ενότητας uμια σειρά φάσεις:
  • Συγκέντρωση - αξιολόγηση διεθνούς βιβλιογραφίας σχετικής με τις εφαρμογές της βιοτεχνολογίας στο χώρο της επεξεργασίας ορυκτών πρώτων υλών και απορριμμάτων επεξεργασίας.
  • Δειγματοληψία - προετοιμασία - χαρακτηρισμός δειγμάτων από την περιοχή του μεταλλείου του Αγ.Φιλίππου και του εργοστασίου εμπλουτισμού στην Κίρκη.
  • Προετοιμασία εργαστηριακών υποδομών για εφαρμογή βιοτεχνολογικών μεθόδων και εργαστηριακή μελέτη βιοεκχύλισης σε μια σειρά δείγματα
  • Αξιολόγηση αποτελεσμάτων.
Τεκμηριώνεται κατ' αρχήν η δυνατότητα της μεθόδου να επεξεργασθεί μεταλλουργικά απορρίμματα και η ανάγκη συνέχισης και υποστήριξης της ερευνητικής δραστηριότητας σ'αυτόν τον τομέα.

Πράγματι, από την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων προκύπτει η επιτυχής διαλυτοποίηση Ζη και σε ένα βαθμό και του Cu ενώ ο Pb δεν ανταποκρίνεται. To  ποσοστό ανάκτησης του  Ζη φθάνει έως 90% και ο Cu έως 60-70%. Για τον Pb η εν λόγω καλλιέργεια βακτηρίων δεν μπορεί να λειτουργήσει ευνοϊκά, ακόμη και σε δείγματα με υψηλή περιεκτικότητα σε Pb, όπως είναι το στερεό δείγμα No. 10, με 410.000 mg/Kg, για το οποίο, όμως, το ποσοστό ανάκτησης Pb δεν ξεπερνά το 0,1%. Η παρουσία Pb λειτουργεί μάλλον ανασταλτικά. Έτσι, δείγματα με χαμηλή περιεκτικότητα σε Pb και As, όπως τα Νο.5, Νο.7 και Νο.12 φαίνεται να ευνοούν τη διεργασία της βιοεκχύλισης.

Σε όλες τις δοκιμές βιοεκχύλισης, σε όλα τα στερεά δείγματα που εξετάσθηκαν, τόσο ο ρυθμός εκχυλιζόμενης ποσότητας Ζη και Cu όσο και οι εκχυλισθείσες ποσότητες Ζη και Cu σε απόλυτες τιμές αυξάνουν με τον αριθμό των μεταφορών, προφανώς λόγω της σταδιακής προσαρμογής της καλλιέργειας των βακτηρίων στις συνθήκες των δοκιμών από μεταφορά σε μεταφορά. Έτσι, για παράδειγμα στο δείγμα Νο.14, το % ποσοστό ανάκτησης Ζη από το 15- 20% κατά τις πρώτες μεταφορές φθάνει έως και το 70% από την τρίτη μεταφορά και μετά αλλά και στις τελευταίες δοκιμές έως και 90%! Επίσης, από την τρίτη μεταφορά και μετά, ο ρυθμός ανάκτησης αυξάνει πλέον ραγδαία από τη 10η μέρα και μετά, σε αντίθεση με τις πρώτες δοκιμές όπου ο ρυθμός ήταν σημαντικά χαμηλότερος.

Η διαλυτοποίηση Ζη και Cu είναι αποτέλεσμα καθαρά βιοεκχύλισης, καθώς στο δείγμα Νο.14, στο οποίο επιχειρήθηκε εκχύλιση σε όξινο περιβάλλον (pΗ<2) χωρίς  την παρουσία βακτηρίων, το ποσοστό ανάκτησης δεν ξεπέρασε το 15%, ενώ αυτό του Ζη μόλις το 5%, σε αντίθεση με την διεργασία της βιοεκχύλισης με την οποία τα αντίστοιχα ποσοστά ήταν εντυπωσιακά υψηλότερα.

Υδρομεταλλουργία: το μέλλον της Μεταλλουργίας;
Υδρομεταλλουργία και βιοεκχύλιση μεταλλευμάτων χαλκού: Σκουριώτισσα Κύπρου

[Επιμέλεια: Π. Τζεφέρης]