LA BIOLIXIVIACIÓN O LIXIVIACIÓN BACTERIANA

LA BIOLIXIVIACIÓN O LIXIVIACIÓN BACTERIANAJACK BRAYAN ABARCA BERNARDO “UNIVERSIDAD NACIONAL JOSÉ FAUSTINO SANCHES CARRION” INGENIERÏA METALURGICA - EXTRACTIVA II VISION MUNDIAL ACTUAL  LA BIOLIXIVIACION HA SIDO OBJETO DE MUCHAS INVESTIGACIONES Y ANALOGIAS RESPECTO A LA LIXIVIACION QUIMICA, TANTO EN SU COSTE COMO EN EFECTIVIDAD Y PRODUCCION, Y SE PUEDE AFIRMAR CON CERTEZA QUE LO SEGUIRA SIENDO EN PRO DE SU PERFECCIONAMIENTO.  ACTUALMENTE EXISTEN MUCHAS PLANTAS DE OBTENCION DE METALES APLICANDO LA BIOLIXIVIACION, QUE HAN LOGRADO EXCELENTES RESULTADOS AMBIENTALES Y ECONOMICOS. permitiendo la liberación de los valores metálicos contenidos en ellos. El producto final de la biolixiviación es una solución ácida que contiene metal en su forma soluble.BIOLIXIVIACION O BACTERIANA La Biolixiviación o lixiviación bacteriana es un proceso natural de disolución. • Por mucho tiempo. ejecutado por un grupo de bacterias que tienen la habilidad de oxidar minerales sulfurados. ferro y sulfooxidantes. . El descubrimiento de bacterias acidófilas. se pensó que la lixiviación de metales era un proceso netamente químico. ha sido primordial en la definición de la lixiviación como un proceso catalizado biológicamente. . . de modo que el microorganismo se sirve del mineral como combustible. . lo utiliza para sobrevivir y libera metales sin requerir una aplicación externa de energía.¿Cómo se realiza?  Se produce por la catálisis que los organismos ejercen durante la disolución de algunas menas por diferentes mecanismos. FACTORES QUE PUEDEN AFECTAR EL PROCESO TEMPERATURA NUTRIENTES OXIGENO TAMAÑO DE LA PARTICULA FUENTE DE ENERGIA PRESENCIA DE INHIBIDORES Ph LUZ . pH ácido y altas concentraciones de metales. . Esta capacidad metabólica es la que se aprovecha para solubilizar cobre. • Estas bacterias quimiolitoautotróficas utilizan la oxidación de compuestos inorgánicos para generar todos los componentes de la célula. en este caso.LA BACTERIA Son organismos que viven en condiciones extremas. condiciones normales en los minerales. . La más conocida es la “Acidithiobacillus ferrooxidans”. es un “bacillus” porque tiene forma de bastón y “ferrooxidans”. . es “thio” porque es capaz de oxidar compuestos de azufre. lo que permite lograr una disolución más barata y simple. su nombre nos indica varias cosas: “acidithiobacillus” es acidófilo porque crece en pH ácido. el cual es precipitado sobre el mineral de descarte. porque además puede oxidar organismos se alimentan principalmente de dos impurezas que hay que extraer del mineral para producir cobre: el azufre. que las bacterias pueden oxidar y convertir en ácido sulfúrico y el hierro. Requiere poca inversión de capital. 3. Permite el tratamiento de creciente stock de minerales de baja ley que no pueden ser económicamente procesados por los métodos tradicionales. 4. en comparación con los procesos convencionales. . Presenta bajos costos en las operaciones hidrometalúrgicas.VENTAJAS DE LA TECNOLOGIA MICROBIANA 1. ya que las bacterias pueden ser aisladas a partir de aguas ácidas de minas. Ausencia de polución o contaminación ambiental durante el proceso. 2. K. y como elementos de trazo. P. se fundamenta en la acción efectiva de la bacteria Thiobacillus ferrooxidans para oxidar especies reducidas de azufre a sulfato y para oxidar el ion ferroso a ion férrico. Mg y Ca. pudiendo ser utilizados también el azufre en sus formas reducidas. • La fuente de energía fundamental para el Thiobacillus ferrooxidans es el ion Fe+2. .• La técnica de oxidación bacteriana empleada para el tratamiento de minerales sulfurados auríferos. Usa nutrientes básicos para su metabolismo a base de N. 2.. los siguientes procesos microbiológicos son de importancia en la hidrometalurgia: 1. Oxidación de sulfuros. por microorganismos organotróficos.• Actualmente. azufre elemental y hierro ferroso. . 3. Producción de compuestos orgánicos. Acumulación de elementos químicos o en su precipitación por microorganismos. los que atacan minerales oxidando o reduciendo los elementos con valencia variable. etc. peróxidos. Ni)9S8 Pirrotita: FeS Violadita: (Ni.Fe)S Orpimentra: As2S3 Galena: PbS . Fe)S2 Bornita: CuFeS4 Milerita: NiS Covelina: CuS Polidimita: Ni3S4 Tetrahedrita: Cu12SB4S13 Antimonita:Sb2S3 Enargita: CuAsS2 Molibdenita:MoS2 Arsenopirita: FeAsS Escalerita: ZnS Realgar: As4S4 Marmatita: (Zn.OXIDACION DEL FIERRO La reacción de oxidación del Fe2+ es: 4Fe+2 + O2 + 4H+ = 4Fe+3 +2H2O Esta reacción es importante pues permite la acumulación de biomasa bacteriana en minerales y soluciones. Pirita y Marcasita : FeS2 Petlandita: (Fe. Fe)3S4 Calcopirita: CuFeS2 Bravoíta: (Ni. además de obtener una fuerte oxidación de muchos sulfuros. Dentro de este mecanismo. es responsable de la disolución o lixiviación de varios minerales sulfurados de importancia económica. son importantes dos reacciones 1. 2. Pirita FeS2 + ½ O2 + H2O == FeSO4 + H2SO4 2FeSO4 + ½ O2 + H2SO4 == Fe2(SO4)3 + H2O Calcopirita CuFeS2 + 2Fe2(SO4)3 == CuSO4 + 5FeSO4 + 2S0 Calcocita Cu2S + 2Fe2(SO4)3 == 2CuSO4 + 4FeSO4 + S0 . 3.MECANISMOS DE LIXIVIACIÓN BACTERIANA Lixiviación Indirecta: Este tipo de lixiviación se realiza con Fe2(SO4)3 en ausencia de oxígeno o de bacterias. 4.  El azufre (Sº) generado en las reacciones 3 y 4 puede ser convertido en ácido sulfúrico (H2SO4) por T. . El mecanismo de lixiviación indirecta depende de la regeneración biológica del sulfato férrico (reacción 2). ferrooxidans según:  2S0 + 3O2 == 2H2SO4  Este ácido sulfúrico mantiene el pH del sistema a niveles favorables para el desarrollo de la bacteria. sin la participación del sulfato férrico producido biológicamente. es posible que tanto la lixiviación indirecta como la directa ocurran de manera simultánea.Lixiviación Directa: • Las bacterias ferrooxidantes también pueden lixiviar sulfuros metálicos directamente. donde M representa un metal bivalente: MS + 2O2 == MSO4  Bacteria 2FeS + H2O == Fe2(SO4)3 + H2SO4  Bacteria CuFeS + 8. El proceso se describe en la siguiente reacción.5O2 + H2SO4 == 2CuSO4 + Fe2(SO4)3 + H2O Dado que el hierro siempre está presente en ambientes de lixiviación natural. . etc. . 3. iones metálicos (como Mg+). azufre. 2. pH: En general los T. Nutrientes: Los T. Oxígeno y CO2: La disponibilidad de oxígeno es un factor que controla la extracción de metales por bacterias. fosfato. ferrooxidans requieren amonio. El dióxido de carbono es utilizado como fuente de carbono para la fabricación de su arquitectura celular. ferrooxidans se desarrollan bien en medios ácidos.DESARROLLO BACTERIANO  El efecto de ciertos factores ambientales sobre el desarrollo y crecimiento de las bacterias juega un papel importante dentro del proceso de lixiviación bacteriana: 1. Temperatura: el rango sobre el cual se desarrollan se encuentra entre los 25 ºC y 35 ºC. 5. Fuente de Energía: los T. 6. Luz: la luz visible y la no filtrada tienen un efecto negativo sobre algunas especies de Thiobacillus. ferrooxidans utilizan como fuente primaria de energía los iones ferroso y azufre inorgánico.4. . . ferrooxidans. Bajo la influencia de los T.   . La calcopirita es el sulfuro de cobre más difícil de oxidar. dando lugar a la producción de los correspondientes sulfatos solubles. el proceso resulta un pre tratamiento antes que una disolución directa del metal. la velocidad de oxidación de este sulfuro se incrementa hasta en 12 veces más que el proceso netamente químico. Sulfuros de Cobre: El cobre se disuelve transformándose en sulfato de cobre. En realidad. Sulfuros de Metales Preciosos: La lixiviación bacteriana se emplea para romper la matriz del sulfuro en la que se encuentra la partícula aurífera.BIOOXIDACIÓN DE SULFUROS   Muchos sulfuros metálicos pueden ser atacados por acción bacterial. Su oxidación da lugar a la formación de sulfato férrico y ácido sulfúrico. permitiendo la posterior recuperación de la misma por cianuración convencional. Oxidación de la Pirita: La pirita se puede hallar en asociación con muchos metales.  Precipitación: La precipitación de metales bajo la forma de . así como el tratamiento de las aguas residuales. que requiere de oxígeno (Proceso aeróbico). sulfuros involucra el empleo de bacterias sulfato-reductoras para producir H2S. que tiene la capacidad de precipitar prácticamente la totalidad del metal contenido en una solución. Existen muchos microorganismos con capacidad para realizar adsorción o precipitación de metales.BIORRECUPERACIÓN DE METALES  Se puede realizar la recuperación de los metales presentes en las soluciones. Debemos hacer notar que el proceso se realiza en ausencia de oxígeno (anaerobiosis) en contraposición a la biooxidación de sulfuros. .  Reducción: La es parcial. El mecanismo involucra a la pared celular. Por otro lado. La biosorción de metales conduce a la acumulación de éstos en la biomasa. el cobre puede ser recuperado a partir de óxidos. níquel. a partir de soluciones diluidas.. por hongos que producen ácidos orgánicos que forman complejos con el cobre. mientras que en otrosreducción microbial de metales implica una disminución en la valencia del metal. cobre. El empleo de hongos hace posible recuperar entre 96% y 98% de oro y plata. etc. cobalto. mercurio. En algunos casos la reducción . zinc. el ion metálico es reducido a su estado libre o metálico. Biosorción: la habilidad de los microorganismos permite recuperar hasta el 100% de plomo. pH.  Es importante controlar variables como la temperatura. .VENTAJAS  La disminución de la contaminación provocada por los desechos de la lixiviación en los diferentes procesos mineros. Requiere poca inversión de capital.  Disminución de los costos de operación química. como por ejemplo la reducción de lixiviados del proceso de extracción de oro por medio de cianuro. ya que las bacterias pueden ser aisladas a partir de aguas ácidas de minas. para garantizar recuperaciones mayores de el metal requerido. DESVENTAJAS  A bajas temperaturas la acción de las bacterias disminuye y con ello la recuperación de cobre. ya que no se necesitaran los diversos compuestos químicos que realizan la común lixiviación. Sería necesario invertir en un sistema que pueda aumentar la temperatura en la matriz de mineral. como por ejemplo el cianuro usado en la extracción de oro o el acido sulfúrico usado en la extracción de cobre. aireación. pero esto resulta difícil en metodologías de mayor envergadura como los botaderos y las pilas. para asegurar las condiciones óptimas de funcionamiento de las bacterias. tamaño de partículas. / .GRACIAS ._.