Clase 3 Lixiviacion Microbiana
-
Upload
danilson-benavidez -
Category
Documents
-
view
274 -
download
3
Transcript of Clase 3 Lixiviacion Microbiana
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
1/34
Lixiviacin Microbiana
Dr. Mario Esparza Mantilla Laboratorio de Biominera. Departamento de Acuicultura & Centro de
Bioinnovacin de Antofagasta (CBIA). Facultad de Recursos del Mar.Universidad de Antofagasta. Chile.
[email protected] de noviembre del 2011
PROGRAMA DE DOCTORADO EN INGENIERIA DE PROCESOS DE MINERALES
Del ADN a las aplicaciones industriales e
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
2/34
A. ferrooxidans
Clase 3: LIXIVIACION MICROBIANA
LIXIVIACIONMICROBIANA
Microbiologa
BioingenieraBiotecnologa
Contenidos de la Clase
Ecologa Molecular
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
3/34
Laboratorio de Biominera Dr. Mario Esparza Mantilla Lixiviacin Microbiana
Biominera
Biodiversidad Microbiana
Biolixiviacin de minerales
Biorreactores en biominera
Aplicaciones Biotecnolgicas
E s p a r z a
, M y c o
l s ( 2 0 0 1 )
.
LIXIVIACION MICROBIANA
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
4/34
Laboratorio de Biominera Dr. Mario Esparza Mantilla Lixiviacin Microbiana
Biominera
Disciplina que estudia y aplica la utilizacin de microorganismos para facilitar laextraccin y recuperacin de metales desde yacimientos (conteniendo hierroy/o sulfuros) minerales, concentrados sulfurados en pilas o biorreactores.
LIXIVIACION MICROBIANA
Ventajas Econmico ( costo-eficacia). Amigable al medio ambiente. Aplica a procesos con yacimientos de
baja ley de metales. Proceso muy antiguo que a la
actualidad ampliamente es usado en laindustria minera.
Z a m m i t y c o
l s ( 2 0 1 0 )
.
K a s e s e p l a n t
( A n d y C a r t e r
, W a r
d r o p
)
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
5/34
Laboratorio de Biominera Dr. Mario Esparza Mantilla Lixiviacin Microbiana
La Biominera aplica la biotecnologa a la industria minero metalrgica en tresbioprocesos (Biolixiviacin, Biooxidacin y biomineralizacin) para lograr la purificacinde metales, cada uno emplea microorganismos especficos con variaciones con elsustrato (minerales) y los productos (Iones, metales, polmeros, cidos, etc) paraaumentar la productividad de la Industria y tener menor impacto al medio ambiente.
LIXIVIACION MICROBIANA
Planta de produccin de cobre por Biominera. Mxico (2002). Fuente MinteK
Biominera
Biolixiviacin
Biooxidacin
Biomineralizacin
Biominera
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
6/34
Laboratorio de Biominera Dr. Mario Esparza Mantilla Lixiviacin Microbiana
Biolixiviacin / Biooxidacin/biomineralizacinBiosorcin de metales txicos y valiososBioremediacinFitoremediacinBiosensores. Biomonitores. Biomarcadores.Diseo de bioreactores e Ingeniera ecolgicaTratamiento biolgico de efluentes y desechos: drenajes cidos,efluentes cianurados.Mejoramiento genticoReduccin pasiva y activa de sulfatosPantanales o wetlands modificados con ingenieraBiocidas en pilas de roca estriles
Ingeniera ecolgica para purificacin de solucionesTapones biolgicos impermeabilizar superficie de botaderos.Fosfato de origen biolgico para estabilizar residuos.Tratamiento biolgicos de aguas residuales.BiosurfactantesBiofiltros para tratamiento de gases txicos, otros mas
LIXIVIACION MICROBIANA
La Biominera implica:
Ly, M (2009). Conferencia Nacional de Biotecnologa -Per.
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
7/34Laboratorio de Biominera Dr. Mario Esparza Mantilla Lixiviacin Microbiana
Mayor Conocimiento cientfico y tecnolgicoAnlisis de genomas MicrobianosDesarrollo de procesos, diseo de reactores,
modelamiento: multidisciplinarioIntervencin e inters de la industriaEscalamiento: obtencin de condiciones operativasMs Amigable con el medio ambienteProceso eficiente y econmico
Mejora las oportunidad para la comunidadDesarrollo comercial. Patentes .
LIXIVIACION MICROBIANA
Biominera y perspectivas
Ly, M (2009). Conferencia Nacional de Biotecnologa -Per.
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
8/34Laboratorio de Biominera Dr. Mario Esparza Mantilla Lixiviacin Microbiana
Biolixiviacin
Sulfuro Metlico
(MFeS2)Bacterias Biolixiviantes
M2+
Fe2+
Fe3+
S
SO42- + 2H+
M2+
Z a m m i t y c o
l s ( 2 0 1 0 )
.
Mecanismo por el cual los microorganismos o sus productos atacan o seadhieran al mineral para lograr la solubilizacin de metales generando ionfrrico ( Fe 3+) y cido (H 2SO4).
LIXIVIACION MICROBIANA
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
9/34Laboratorio de Biominera Dr. Mario Esparza Mantilla Lixiviacin Microbiana
Biolixiviacin Heap (pila)
Utilizado para minerales oxidados y/o sulfurados de cobre.Las pilas son 5 a 50 m de altura de mineral triturado.La base es permeable cubierta de polietileno de alta densidad o PVC.Existe poco control microbiolgico.Bajos costos de operacin.
LIXIVIACION MICROBIANA
Planta de produccin de cobre por Biominera. ( 20 000 Tn). Fuente MinteK
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
10/34
Chuquicamata -Chile: 62 000 Tn (2003)
Biolixiviacin Heap (pila)
LIXIVIACION MICROBIANA
Laboratorio de Biominera Dr. Mario Esparza Mantilla Lixiviacin Microbiana
En las pilas de biolixiviacin se realiza la transformacin de un compuestometlico insoluble a su forma soluble (oxidacin de un sulfuro metlico a sulfatometlico, ej.: De CuS a Cu2SO4) por accin de microorganismos.
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
11/34Laboratorio de Biominera Dr. Mario Esparza Mantilla Lixiviacin Microbiana
Mecanismo celular de biolixiviacin de pirita
LIXIVIACION MICROBIANA
Rawlings, D.(2002). Annu. Rev. Microbiol. 56:65 91.
Pirita sinmicroorganismos
Pirita conmicroorganismos
Mielke, S y cols.(2003). Geobiology (2):81 90.
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
12/34
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
13/34
Condiciones de operacin Disponibilidad de oxgeno. Temperatura.
Permeabilidad lquida ygaseosa. Control de pH Calidad de solucin.
Disolucin de hierro. Calidad de irrigacin. Sistema de drenaje PLS.
Cuantas bacterias se necesitan en una pila?
Laboratorio de Biominera Dr. Mario Esparza Mantilla Lixiviacin Microbiana
Pilas de biolixiviacin
LIXIVIACION MICROBIANA
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
14/34
EFECTO DE LOS REACTIVOS DE FLOTACINLos reactivos de flotacin pueden adherirse a los minerales, lo que
impedira la adherencia de los microorganismos, impidiendo su desarrollo(crecimiento) y actividad oxidativa sobre los minerales.
EFECTO DE REACTIVOS DE EXTRACCIN POR SOLVENTESEl efecto de estos reactivos sobre los microorganismos sera similar peromenos intensos. Tambin seran inhibidores del crecimiento y de lageneracin de iones Fe(III).
Laboratorio de Biominera Dr. Mario Esparza Mantilla Lixiviacin Microbiana
Efecto de los reactivos en los procesos de biolixiviacin
LIXIVIACION MICROBIANA
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
15/34
Cu : 99-90%Tiempo: 15-60 das
Bacterias: 107- 10
8cel/ml
Cu : 85-95%Tiempo: 60-180 dasBacterias: 10 6- 10 7cel/ml
Cu: 65-85%Tiempo: 300-700 das
Bacterias: 104- 10
5cel/ml
Siendo las condiciones son desfavorables que microorganimos son capaces dedesarrollar en dicho habitat.
Laboratorio de Biominera Dr. Mario Esparza Mantilla Lixiviacin Microbiana
Del Laboratorio a escala Industrial (g tons )
LIXIVIACION MICROBIANA
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
16/34
Laboratorio de Biominera Dr. Mario Esparza Mantilla Lixiviacin Microbiana
Biooxidacin
Mecanismo por el cual los microorganismos descomponen la matriz delmineral y permiten exponer el metal atrapado para lograr que un agentequmico (cianuro) potencie su proceso de extraccin. A diferencia de labiolixiviacin no se produce frrico y cido; puesto que , la biooxidacin esun proceso en donde los microorganismos no solubilizan el metal.
LIXIVIACION MICROBIANA
pH cido
Antes Despus
Oro
L y , M
( 2 0 0 2 ) E C I - P e r
.
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
17/34
Laboratorio de Biominera Dr. Mario Esparza Mantilla Lixiviacin Microbiana
Biooxidacin
La Biooxidacin involucra el pretratamiento que realizan las bacterias aminerales/concentrados refractarios de oro (arsenopirita, pirita) permitiendo queel valor metlico permanezca en la fase slida ( insoluble) para ser recuperado atravs de la cianuracin y la solucin es descartada previo tratamiento(neutralizacin).
LIXIVIACION MICROBIANA
pH cido
Antes Despus
Oro
L y , M
( 2 0 0 2 ) E C I - P e r
.
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
18/34
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
19/34
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
20/34
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
21/34
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
22/34
Laboratorio de Biominera Dr. Mario Esparza Mantilla Lixiviacin Microbiana
Gericke, M. y cols. (2010). Hydrometallurgy . 104: 414-419.
Biolixiviacin en Biorreactores Tanque aireados y agitados
LIXIVIACION MICROBIANA
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
23/34
Laboratorio de Biominera Dr. Mario Esparza Mantilla Lixiviacin Microbiana
Gericke, M. y cols. (2010). Hydrometallurgy . 104: 414-419.
Biolixiviacin en Biorreactores Tanque aireados y agitados
LIXIVIACION MICROBIANA
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
24/34
Laboratorio de Biominera Dr. Mario Esparza Mantilla Lixiviacin Microbiana
Gericke, M. y cols. (2010). Hydrometallurgy . 104: 414-419.
Biolixiviacin en Biorreactores Tanque aireados y agitados
LIXIVIACION MICROBIANA
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
25/34
Laboratorio de Biominera Dr. Mario Esparza Mantilla Lixiviacin Microbiana
Gericke, M. y cols. (2010). Hydrometallurgy . 104: 414-419.
Biolixiviacin en Biorreactores Tanque aireados y agitados
LIXIVIACION MICROBIANA
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
26/34
Laboratorio de Biominera Dr. Mario Esparza Mantilla Lixiviacin Microbiana
Rawlings. D. y cols. (2003). Trends in Biotechnology. 21(1):38-44.
Biorreactores Tanque aireados y agitados
LIXIVIACION MICROBIANA
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
27/34
Laboratorio de Biominera Dr. Mario Esparza Mantilla Lixiviacin Microbiana
Rawlings. D. y cols. (2003). Trends in Biotechnology. 21(1):38-44.
Biorreactores Tanque aireados y agitados
LIXIVIACION MICROBIANA
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
28/34
Laboratorio de Biominera Dr. Mario Esparza Mantilla Lixiviacin Microbiana
Rawlings. D. y cols. (2003). Trends in Biotechnology. 21(1):38-44.
Biorreactores Tanque aireados y agitados
LIXIVIACION MICROBIANA
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
29/34
Laboratorio de Biominera Dr. Mario Esparza Mantilla Lixiviacin Microbiana
Rawlings. D. y cols. (2003). Trends in Biotechnology. 21(1):38-44.
Biorreactores Tanque aireados y agitados
LIXIVIACION MICROBIANA
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
30/34
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
31/34
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
32/34
Laboratorio de Biominera Dr. Mario Esparza Mantilla Lixiviacin Microbiana
Biorreactores Tanque aireados y agitados
LIXIVIACION MICROBIANA
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
33/34
Laboratorio de Biominera Dr. Mario Esparza Mantilla Lixiviacin Microbiana
Biorreactores Tanque aireados y agitados
LIXIVIACION MICROBIANA
-
7/27/2019 Clase 3 Lixiviacion Microbiana
34/34