Proses Larut lesap biologi

Larut lesap biologi boleh melibatkan banyak bakteria pengoksida besi ferus dan sulfur, termasuklah Acidithiobacillus ferrooxidans (dahulunya dikenali sebagai Thiobacillus ferrooxidans) dan Acidithiobacillus thiooxidans (dahulunya dikenali sebagai Thiobacillus thiooxidans). Sebagai prinsip umum, ion Fe 3+ boleh digunakan untuk mengoksidakan bijih. Langkah ini adalah bebas sepenuhnya daripada mikrob. Peranan bakteria dalam proses ini adalah pengoksidaan lanjut bijih, tetapi juga penjanaan semula pengoksida kimia Fe 3+ daripada Fe 2+. Sebagai contoh, bakteria memangkinkan penguraian pirit mineral (FeS2) dengan mengoksidakan sulfur dan logam (dalam kes ini besi ferus, (Fe 2+)) menggunakan oksigen. Perkara ini akan menghasilkan produk larut yang boleh dimurnikan lagi dan ditapis untuk menghasilkan logam yang dikehendaki.[perlu rujukan]

Larut lesap pirit (FeS2): Dalam langkah pertama, disulfida dioksidakan secara spontan kepada tiosulfat oleh ion ferik (Fe3+), yang seterusnya dikurangkan untuk menghasilkan ion ferus (Fe2+):

(1)   F e S 2 + 6   F e 3 + + 3   H 2 O ⟶ 7   F e 2 + + S 2 O 3 2 − + 6   H + {\displaystyle \mathrm {FeS_{2}+6\ Fe^{\,3+}+3\ H_{2}O\longrightarrow 7\ Fe^{\,2+}+S_{2}O_{3}^{\,2-}+6\ H^{+}} }    secara spontan

Ion ferus kemudiannya dioksidakan oleh bakteria menggunakan oksigen:

(2)   4   F e 2 + +   O 2 + 4   H + ⟶ 4   F e 3 + + 2   H 2 O {\displaystyle \mathrm {4\ Fe^{\,2+}+\ O_{2}+4\ H^{+}\longrightarrow 4\ Fe^{\,3+}+2\ H_{2}O} }    (pengoksida besi)

Tiosulfat juga dioksidakan oleh bakteria untuk menghasilkan sulfat:

(3)   S 2 O 3 2 − + 2   O 2 + H 2 O ⟶ 2   S O 4 2 − + 2   H + {\displaystyle \mathrm {S_{2}O_{3}^{\,2-}+2\ O_{2}+H_{2}O\longrightarrow 2\ SO_{4}^{\,2-}+2\ H^{+}} }    (pengoksida sulfur)

Ion ferik yang dihasilkan dalam tindak balas (2) tadi mengoksidakan lebih banyak sulfida seperti dalam tindak balas (1), dan ini menutup kitaran dan memberikan sebuah tindak balas bersih:

(4)   2   F e S 2 + 7   O 2 + 2   H 2 O ⟶ 2   F e 2 + + 4   S O 4 2 − + 4   H + {\displaystyle \mathrm {2\ FeS_{2}+7\ O_{2}+2\ H_{2}O\longrightarrow 2\ Fe^{\,2+}+4\ SO_{4}^{\,2-}+4\ H^{+}} }

Hasil bersih tindak balas ialah ferus sulfat larut dan asid sulfurik .[perlu rujukan]

Proses pengoksidaan mikrob berlaku pada membran sel bakteria. Elektron akan masuk ke dalam sel dan digunakan dalam proses biokimia untuk menghasilkan tenaga bagi bakteria sambil menurunkan oksigen kepada air. Tindak balas kritikal ialah pengoksidaan sulfida oleh besi ferik. Peranan utama langkah bakteria ialah penjanaan semula bahan tindak balas ini.[perlu rujukan]

Proses untuk tembaga adalah sangat serupa, tetapi kecekapan dan kinetik bergantung kepada mineralogi kuprum. Mineral yang paling berkesan ialah mineral supergen seperti kalkosit, Cu2S dan kovelit, CuS. Chalcopyrite, sebuah mineral tembaga utama (CuFeS2) tidak dilarutkan secara cekap, maka itulah sebabnya teknologi pengeluar tembaga yang dominan kekal terapung, diikuti dengan peleburan dan penapisan. Pencairan CuFeS2 mengikuti dua peringkat terlarut dan kemudian dioksidakan lagi, dengan ion Cu2+ dibiarkan dalam larutan.[perlu rujukan]

Larut lesap kalkopirit :

(1)   C u F e S 2 + 4   F e 3 + ⟶ C u 2 + + 5   F e 2 + + 2   S 0 {\displaystyle \mathrm {CuFeS_{2}+4\ Fe^{\,3+}\longrightarrow Cu^{\,2+}+5\ Fe^{\,2+}+2\ S_{0}} }    secara spontan(2)   4   F e 2 + + O 2 + 4   H + ⟶ 4   F e 3 + + 2   H 2 O {\displaystyle \mathrm {4\ Fe^{\,2+}+O_{2}+4\ H^{+}\longrightarrow 4\ Fe^{\,3+}+2\ H_{2}O} }    (pengoksida besi)(3)   2   S 0 + 3   O 2 + 2   H 2 O ⟶ 2   S O 4 2 − + 4   H + {\displaystyle \mathrm {2\ S^{0}+3\ O_{2}+2\ H_{2}O\longrightarrow 2\ SO_{4}^{\,2-}+4\ H^{+}} }    (pengoksida sulfur)

tindak balas bersih:

(4)   C u F e S 2 + 4   O 2 ⟶ C u 2 + + F e 2 + + 2   S O 4 2 − {\displaystyle \mathrm {CuFeS_{2}+4\ O_{2}\longrightarrow Cu^{\,2+}+Fe^{\,2+}+2\ SO_{4}^{\,2-}} }

Secara amnya, sulfida mula-mula dioksidakan kepada unsur sulfur, manakala disulfida dioksidakan untuk memberikan tiosulfat, dan proses di atas boleh digunakan untuk bijih sulfida lain. Proses larut lesap biologi bijih bukan sulfida seperti pitchblende juga menggunakan besi ferik sebagai oksidan (cth, UO2 + 2 Fe3+ ==> UO22+ + 2 Fe2+). Dalam kes ini, satu-satunya tujuan langkah bakteria ialah penjanaan semula Fe3+. Bijih besi sulfidic boleh ditambah untuk mempercepatkan proses dan menyediakan sumber besi. Larut lesap biologi bijih bukan sulfidik dengan melapiskan sisa sulfida dan unsur sulfur, yang dijajah oleh Acidithiobacillus spp., telah dicapai, dan perkara ini menyediakan strategi untuk mempercepatkan larut lesap bahan yang tidak mengandungi mineral sulfida. [2]

Rujukan

WikiPedia: Larut lesap biologi https://web.archive.org/web/20081219223656/http://... http://ngm.nationalgeographic.com/2009/01/gold/lar... https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2010EnST...44..4... https://doi.org/10.1021%2Fes900986n https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19950896 https://doi.org/10.1016%2FB978-0-12-804022-5.00014... https://web.archive.org/web/20120229195438/http://... https://www.cyanidecode.org/cyanide-facts/use-mini... https://doi.org/10.1016%2Fj.envadv.2021.100083 https://www.worldcat.org/issn/2666-7657