Введение
Глава 1. Обзор литературы 19
1.1. Сырьевая база золотодобывающей промышленности и производства меди и цинка из упорных руд
1.2. Классификация золотосодержащих руд по степени их упорности 21
1.3. Способы вскрытия золота из упорных руд
1.3.1. Обжиговые технологии
1.3.2. Автоклавное вскрытие 26
1.3.3. Кислотно-кислородное выщелачивание
1.4. Способы извлечения золота из коренных руд 28
1.5. Пирометаллургические способы переработки сульфидных концентратов цветных металлов 30
1.6. Использование биогидрометаллургии при переработке упорных сульфидных концентратов, содержащих золото и цветные металлы
1.6.1. Биогидрометаллургия при переработке золотосодержащих концентратов
1.6.2. Биогидрометаллургия сульфидных концентратов цветных металлов 41
1.7 Поиск путей интенсификации биогидрометаллургических
процессов 45
1.8. Микроорганизмы, использующиеся в биогеотехнологии... 47
1.8.1. Разнообразие ацидофильных хемолитотрофов
1.8.2. Механизмы окисления Fe2+, S и сульфидных минералов... 53
Выводы по обзору литературы 59
Экспериментальная часть
Глава 2. Материалы и методы исследований 62
2.1. Характеристика используемых сульфидных концентратов..
2.2. Культуры микроорганизмов, используемые в работе 64
2.3. Биоокисление концентратов 65
2.4. Получение раствора сульфата трехвалентного железа
2.5. Кислотная обработка концентратов 66
2.6. Химическое выщелачивание концентратов
2.7. Выделение чистых культур микроорганизмов и условия их культивирования 67
2.8. Электронная микроскопия
2.9. Изучение фенотипических свойств 68
2.10. Количественный учет микроорганизмов
2.11. Аналитические методы
2.11.1. Определение величин рН и Eh
2.11.2. Анализ ионов железа, мышьяка, меди и цинка в жидкой фазе при биоокислении концентратов
2.11.3. Анализ твердой фазы
2.11.3.1. Определение выхода осадков
2.11.3.2. Определение выходов «окисленной» и «сульфидной» частей осадков и их анализ 70
2.11.3.3. Определение содержания золота и степени его извлечения 72
2.12. Молекулярно-биологические методы 2.12.1. Подготовка биомассы для выделения ДНК 2.12.2. Выделение и очистка препаратов ДНК 73
2.12.3. Выделение нативной хромосомной ДНК —
2.12.4. Определение нуклеотидного состава ДНК 74
2.12.5. Рестрикционный анализ хромосомной ДНК
2.12.6. Секвенирование гена 16SpPHK 75
2.13. Математико-статистический анализ данных 76
2.14. Термодинамический метод исследований 77
2.15. Электрохимические и рентгенографические исследования. 2.16. Опытная установка для изучения режимов двухстадийного бактериально-химического окисления (выщелачивания) меди и цинка из сульфидных концентратов в непрерывных условиях 79
Глава 3. Обоснование новой концепции двухстадийного бактериально-химического окисления сульфидных концентратов и ее экспериментальная проверка 82
3.1. Анализ существующей одностадийной технологии биоокисления сульфидных концентратов и обоснование целесообразности двухстадийного бактериально-химического процесса
3.2. Термодинамический анализ состояния поверхности арсенопирита и рентгенографический анализ продуктов окисления сульфидных минералов при исследовании механизма биоокисления 85
3.3. Исследование химического выщелачивания (окисления) арсенопиритных золотосодержащих концентратов
3.3.1. Влияние температуры на химическое выщелачивание концентратов
3.3.2. Сравнение эффективности окисления арсенопиритных концентратов трехвалентным железом, полученным с помощью микроорганизмов, а также полученного химическим способом 98
3.3.3. Влияние плотности пульпы на интенсивность химического выщелачивания концентрата 100
3.3.4. Влияние химического выщелачивания на химический состав арсенопиритных концентратов 103
3.4. Анализ полученных результатов по первой стадии выщелачивания 106
Выводы по Главе 3 108
Глава 4. Изучение процессов биоокисления арсенопиритных концентратов в периодическом режиме
4.1. Влияние условий химического выщелачивания на процесс последующего биоокисления концентратов
4.2. Влияние температуры химического выщелачивания культуральной жидкостью, содержащей соединения Fe3+, на процесс биоокисления концентратов 122
Выводы по Главе 4 130
Глава 5. Изучение процессов одностадийного и двухстадииного бактериально-химического окисления арсенопиритных и пиритного концентратов в отъемно-доливном режиме, имитирующем непрерывный процесс 132
5.1. Влияние скорости протока пульпы на процесс биоокисления арсенопиритного концентрата в двухстадийном (опытном) процессе 133
5.2. Влияние химического выщелачивания арсенопиритного концентрата на его биоокисление при оптимальной скорости протока. Сравнение одностадийного (контрольного) и двухстадииного (опытного) процессов
5.3. Исследование биоокисления пиритного концентрата в одностадийном и двухстадийном процессах
5.3.1. Химическое выщелачивание пиритного концентрата. Сравнение процессов химического выщелачивания пиритного и арсенопиритного концентратов 162
5.3.2. Биоокисление пиритного концентрата в периодическом и отъемно-доливном режимах 167
5.4. Сравнительный анализ двухстадийных процессов бактериально-химического окисления арсенопиритного и пиритного золотосодержащих концентратов 175
Выводы по Главе 5 179
Глава 6. Идентификация доминирующих штаммов в процессе биоокисления концентратов 181
Выводы по Главе б 190
Глава 7. Разработка технологии двухстадийного бактериально химического окисления (выщелачивания) медно цинкового промпродукта и медных концентратов и ее проверка на опытной установке 191
7.1. Испытания двухстадийного выщелачивания медно цинкового промпродукта (некондиционного концентрата)
с регенерацией окислителя мезофильными бактериями... 193
7.1.1. Испытание первой стадии выщелачивания медно-цинкового промпродукта 194
7.1.2. Испытания по двухстадийному выщелачиванию медно-цинкового концентрата (промпродукта) на опытной установке с использованием мезофильной культуры 197
7.2. Исследования процесса двухстадийного бактериально химическоговыщелачивания медных концентратов 201
7.2.1. Исследование возможности применения смешанной умеренно термофильной культуры бактерий рода Sulfobacillus на стадии биоокисления медного концентрата.
7.2.2. Исследование режимов кислотной обработки медного концентрата 206
7.2.3. Исследование процесса биоокисления медного концентрата после его кислотной обработки 209
7.2.4. Исследование режимов химического выщелачивания медного концентрата после его кислотной обработки 211
7.2.5. Исследование процесса регенерации раствора, полученного после стадии химического выщелачивания, различными ассоциациями микроорганизмов 219
7.2.5.1. Исследование регенерации трехвалентного железа в реакторах при использовании мезофильных культур в процессе биоокисления медного концентрата после его химического выщелачивания 223
7.2.5.2. Исследование регенерации трехвалентного железа в реакторах при использовании умеренно термофильных культур в процессе биоокисления медного концентрата после его химического выщелачивания
7.2.6. Исследование бактериально-химического выщелачивания медного концентрата при использовании умеренно термофильных культур в непрерывных услових на опытной установке 234
7.2.7. Определение соотношения выщелачивания различных минералов 239
Выводы по Главе 7 243
Глава 8. Предложения по промышленной реализации технологии двухстадийного бактериально-химического окисления концентратов, содержащих золото и цветные металлы 245
8.1. Переработка сульфидных золотосодержащих концентратов
8.2. Переработка концентратов и промпродуктов цветных металлов, содержащих золото 250
8.3. Переработка богатых сложных медных концентратов, полученных из руды месторождения Удокан 251
8.3.1 Описание технологии переработки медных концентратов.. 252
8.3.2. Расчет экономической эффективности получения катодной меди из медного концентрата Удоканского месторождения с применением двухстадийного бактериально-химического выщелачивания 258
8.4. Предложения по модернизации производства цветных металлов из сульфидных руд 269
Выводы по Главе 8 272
Заключение 273
Основные результаты и выводы 275
Список литературы
