7/23/2019 11 Resumen Biolixiviacion 2014-I

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Biolixiviacin

Definicin:es un proceso natural que disuelve metales en un medio acuoso, a

travs de bacterias ( thiobacillus ferrooxidans) con habilidad para oxidar

minerales sulfurados permitiendo la liberacin de los valores metlicos

contenidos en ellos como el cobre, uranio, zinc, nquel y cobalto presentes enla menas o en un concentrado de mineral en mayor cantidad que los mtodos

convencionales.

Movilizacin de los metales

Biolixiviacin:

Un metal que est formando parte de un mineral insoluble es oxidado y por

tanto es solubilizado. De esta manera puede ser recuperado. Ejemplo la

calcocita contiene Cobre +. Las bacterias lo oxidan a Cu 2+ (bivalente soluble)

Cu2S: Calcocita --------------------> Cu+ --------------------> Cu2+

Biooxidacin:

Un mineral insoluble es descompuesto por oxidacin de algunos de sus

componentes, liberando el metal de inters econmico (que no es solubilizado).

Ejemplo el mineral sulfurado refractario arsenopirita contiene oro, pero tambin

fierro y azufre, entre otros. Las bacterias oxidan el fierro y el azufre y exponen

el oro a la accin directa del cianuro para poder recuperarlo.

AsFeS: Arsenopirita--------------------> Fe2+ --------------------> Fe3+

Inmovilizacin de los metales

Biosorcin:Incremento de la concentracin de los metales sobre la superficie

o el interior de la clula, a travs de varios mecanismos, entre los que el ms

importante es el de intercambio inico, donde el microorganismo acta como si

fuera una resina de intercambio inico. Se aplica en la biorremediacin de

metales pesados como el cadmio, cromo, plomo, nquel, zinc y cobre.

Bioprecipitacin: Se utilizan microorganismos productores de metabolitos que

precipitan los metales pesados. Ejemplo las bacterias sulfato reductoras (BSR)

producen sulfuro que se combina con los metales pesados divalentes como el

plomo, zinc y los precipita.

Mecanismos de lixiviacin Bacteriana

Los principales mecanismos involucrados en el proceso de lixiviacin

bacteriana son: directa e indirecta

La reaccin general que representa el proceso es:

Sustrato (Mineral) + Bacteria Inicial Mas Bacterias + Productos

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Lixiviacin directa:es la oxidacin directa del sulfuro metlico a sulfato por

accin de las bacterias. El proceso se resume como sigue:

Unin directa de la bacteria con la superficie del mineral sulfurado.

Oxidacin de Fe2+a Fe3+(ferroso a frrico) para la sntesis de energa.

Solubilizacin del azufre de la superficie del mineral por el cido

sulfrico derivado de su oxidacin para mantener su crecimiento.

MS + 2O2 BACTERIA MSO4

M: Es un catin metlico bivalente

MSO4: Es el sulfato soluble

Lixiviacin Indirecta: Uno o ms productos del metabolismo bacteriano, como

el in frrico Fe3+o los protones H+. El contacto fsico entre el mineral y la

bacteria no es necesario. El proceso se resume como sigue:

Oxidacin del sulfuro metlico a azufre elemental por in frrico.

Oxidacin del in ferroso y azufre elemental por accin de las bacterias

MS + 2Fe3+ BACTERIA M2++ 2Fe2++ S0

Extraccin metlica microbiana

Fierro:Pirita, Marcasita, Pirrotita y Arsenopirita

Cobre: Bornita, Covelita, Calcosina, Calcopirita, Enargita, Tetrahedrita,

Seleniuro de cobre.

Nquel:Milerita, Pentlandita, Violadita, Bravoita.

Otros:Marmatita (Zinc), Molibdenita (Molibdeno), Galena (plomo), Estabinita

(Antimonio), Cobaltita (Cobalto), Estantita (Estao), Oropimento

(Arsenio),Sulfuro de Galio (Galio)

Tcnicas de Biolixiviacin

Nivel de Laboratorio:en la actualidad matraces con agitacin experimentales

son usados los cuales son ms eficientes en la lixiviacin de sulfuros metlicos

en corto tiempo.

Nivel industrial: generalmente el cobre es recuperado por tcnicas de

cementacin o por extraccin por solvente.

Lixiviacin en pila

Lixiviacin en vertedero

Lixiviacin in-situ

Factores que afectan el proceso

pH: El pH define que especies de bacterias se desarrollarn en el

medio

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Oxgeno y dixido de carbono: El oxgeno es utilizado como oxidante

por los microorganismos en ambientes de lixiviacin. El dixido de

carbono es utilizado como fuente de carbono para la fabricacin de su

arquitectura celular o generacin de biomasa.

Nutrientes:Estos microorganismos requieren de fuentes nutricionales

para su ptimo desarrollo. Fuente de Energa:Los microorganismos utilizan como fuente primaria

de energa el ion ferroso y el azufre inorgnico. En la lixiviacin de

mineral el in ferroso (fe+2) es producido biolgicamente, por ello no es

necesario aadirlo.

Luz: La luz visible y la no filtrada tienen un efecto inhibitorio sobre

algunas especies de bacterias, pero el hierro ofrece alguna proteccin a

los rayos visibles.

Temperatura: Los microorganismos se clasifican segn el rango de

temperatura en el cual pueden sobrevivir. Si la temperatura del medio

en que se encuentren los microorganismos es menor a 5C, se vuelven

inactivos volviendo a cumplir su funcin si aumenta la temperatura,

pero si la temperatura del medio sobrepasa el ptimo, los

microorganismos se mueren.