DOI: https://doi.org/10.18524/2304-0947.2019.1(69).158498

ЕЛЕКТРОХІМІЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ БІОВИЛУГОВУВАННЯ ГЕРМАНІЮ З ВІДВАЛІВ ВУГЛЕЗБАГАЧЕННЯ

A. A. Dzhambek, O. I. Dzhambek, I. A. Blayda, T. V. Vasyleva, L. I. Slyusarenko

Анотація


Метою даної роботи було вивчення добування германію з відвалу техногенного походження електрохімічним методом при постійному значенні потенціалу. Проведено електрохімічне дослідження процесу біовилуговування германію з твердого техногенного субстрату з аборигенними бактеріями в потенціостатичному режимі. Об’єкт дослідження - відвали техногенного походження з тривалим (червоний) та коротким (чорний) терміном збереження в природних умовах, в яких можлива присутність аборигенних бактерій. Джерелом енергії для активізації вилуговуючої активності різних груп бактерій, що мешкають в аборигенному консорціумі техногенних відходів, можуть бути іони двовалентного заліза у вигляді FeSO4. Електрохімічні дослідження проведено на потенціостаті ПИ 50.1. в двокамерній триелектродній комірці з двома типами мембран (поліетилен та пористий поліпропілен). Проведено біовилуговування при потенціалі розряду 0,65 В в мінеральному розчині при температурі 30 °С протягом 3 діб. Встановлено, що максимальне вилуговування спостерігається при постійному потенціалі системи 0,65 В і концентрації іонів Fe2+ в поживному середовищі 8,96 г/л. Для поліетиленової мембрани швидкість біовилуговування германію практично не залежить від типу відвалу та складає (8,5±0,3)·10-2 мг/л · год. Механізм вилуговування Ge відрізняється для червоного і чорного зразків відвалу. Концентрація Ge на II добу проходить через максимум для червоного та через мінімум для чорного зразка відвалу. При використанні поліпропіленової мембрани швидкість біовилуговування вище (9,7·10-2 мг/л ·год). В процесі розряду підтримується практично постійна концентрація іонів Fe2+, необхідних для двох протилежних процесів Fe2+↔ Fe3+. Кількість Ge в розчині для I-III діб приблизно однакова. Отримані дані свідчать про те, що при потенціалі 0,65 В відбувається , очевидно, руйнування кристалічної структури відвалу в момент переходу Fe2+→ Fe3+. Це сприяє біовилуговуванню іонів Ge.


Ключові слова


біовилуговування германію; відвал; потенціостатичний режим

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Pashkov G.L. Natural coal ash - an unconventional raw materials source of rare elements. Soros Educ. J., 2001, vol. 7, no 11, pp. 67-72 (in Russian).

Usova T.Ju., Linder T.P. Konjunktura mirovogo rynka redkih metallov. [Conjuncture of the world market of rare metals] Rіdkіsnі metali Ukraїni – pogljad u majbutne. Kiev, 2001, pp. 102-103 (in Russian).

Briely J.A. Exprandingrole microbiology in metallurgical processes. Mining Eng., 2000, vol. 52, no 11, pp. 49 – 53.

Tolstov E.A., Latyshev V.E., Lil’bok L.A. Possibilities of using biotechnology in leaching of poor and resistant ores. Mountain J., 2003, no 8, pp. 63-65 (in Russian).

Abhakumari and Natarajan K.A. Electrobioleaching of chalcopyrite. XXVI International Mineral Processing congress (MPC): Proceedings. New Delhi, India, 2012, p. 717.

Hansford G.S., Vargas T. Сhemical and electrochemical basis of bioleaching processes. J. Hydrometall., 2001, vol. 59, pp. 135-145.

Dzhambek A.A., Dzhambek O.I., Blajda I.A., Vasil’eva T.V. Electrochemical research of processes of chemical and bacterial leaching of metals. Sbornik dokladov 2 Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii “Sovremennye resursosberegajushhie tehnologii”. Odessa, 2012, pp. 247-252 (in Russian).

Dzhambek A.A., Dzhambek O.I., Blajda I.A., Vasil’eva T.V. Potentiometrycal research of bioleaching process. Materialy 2 Mezhdunarodnoj konferencii “Prikladnaja fiziko-neorganicheskaja himija”. Sevastopol, 2013, pp. 293-294. (in Russian)

Blajda I.A. Izvlechenie cennyh metallov pri pererabotke promyshlennyh othodov biotehnologicheskimi metodami [Extraction of precious metals in the processing of industrial waste by biotechnological methods]. Jenergotehnologii i resursosberezhenie. 2010, no 6, pp. 39–45. (in Russian)

Dzhambek O.A., Dzhambek O.І., Blajda І.A., Іvanicja V.O., Vasil’єva T.V. Spatial linkage of a two-chamber triplektrodnoe elektrokhіmіchnoї komіrki [A method of manufacturing a two-chamber three-electrode electrochemical cell] Patent UA, no 104788, 2016. (in Ukranian)

Havezov I., Calev D. Atomno-absorbcionnyj analiz [Atomic absorption analysis]. Leningrad, Chemistry, 1983, 144 p. (in Russian)

Nemati M., Harrison S.T.L., Hansford G.S., Webb C. Biological oxidation of ferrous sulphate by Thiobacillus ferrooxidans: a review on kinetic aspects. J. Biochem. Eng., 1998, vol. 1, pp. 171-190.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. Пашков Г.Л. Золы природных углей – нетрадиционный сырьевой источник редких элементов // Соросовский образовательный журнал. – 2001. – Т. 7, № 11. – С. 67-72.

2. Усова Т.Ю., Линдер Т.П. Конъюнктура мирового рынка редких металлов // Рідкісні метали України – погляд у майбутнє. – Киев, 2001. – С. 102-103.

3. Briely J.A. Exprandingrole microbiology in metallurgical processes // Mining Eng. – 2000. – Vol. 52, N 11. – P. 49-53.

4. Толстов Е.А., Латышев В.Е., Лильбок Л.А. Возможности применения биотехнологии при выщелачивании бедных и упорных руд // Горный журнал. – 2003. – № 8. – С. 63 – 65.

5. Abhakumari and Natarajan K.A.. Electrobioleaching of chalcopyrite // XXVI International Mineral Processing congress (MPC): Proceedings. - New Delhi, India, 2012. – N 3. - P. 773-783.

6. Hansford G.S., Vargas T. Сhemical and electrochemical basis of bioleaching processes. // J. Hydrometall. –2001. – Vol. 59. – P. 135-145.

7. Джамбек А.А., Джамбек О.И., Блайда И.А., Васильева Т.В. Электрохимическое исследование процессов химического и бактериального выщелачивания металлов // Сб. докл. II Междунар. науч.-практ. конф. “Современные ресурсосберегающие технологии. Проблемы и перспективы.”- Одесса, 2012. – С. 247-252.

8. Джамбек О.И., Джамбек А.А., Блайда И.А., Васильева Т.В. Потенциометрическое исследование процесса биовыщелачивания // Материалы II Междунар. конф. “Прикладная физико-неорганическая химия”. – Севастополь, 2013. – С. 293-294.

9. Блайда И.А. Извлечение ценных металлов при переработке промышленных отходов биотехнологическими методами (Обзор) // Энерготехнологии и ресурсосбережение. – 2010. – № 6. – С. 39-45.

10. Пат. 104788 UA, МПК Н 01 М 4/00. Спосіб виготовлення двокамерної триелектродної електрохімічної комірки / Джамбек О.А., Джамбек О.І., Блайда І.А., Іваниця В.О., Васильєва Т.В.; Бюл. № 4. Заявл. 05.05.2015. Опубл. 25.02.2016.

11. Хавезов И., Цалев Д. Атомно-абсорбционный анализ. – Л.: Химия, 1983. – 144 с.

12. Nemati M., Harrison S.T.L., Hansford G.S., Webb C. Biological oxidation of ferrous sulphate by Thiobacillus ferrooxidans: a review on kinetic aspects // Biochem. Eng. J. 1. – 1998. – P. 171-190.





Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.