درباره وبلاگ
مدیر وبلاگ


سلام دوستان وبلاگ انجمن علمی دانشجویان مهندسی معدن دانشگاه بیرجند وبلاگی تخصصی و مربوط به اخبار واطلاعات روز معدنی است. شما می توانید با ارسال اخبار و اطلاعات جدید ما را در ارائه وبلاگی به روز یاری فرمایید. لطفا مطالب خود را به ایمیل hosseinzade.hassan@birjand.ac.ir ارسال کنید و همچنین خواهشمندم نظرات خود را درباره مطالب و وبلاگ بیان کنید با تشکر: مدیریت وبلاگ
آرشيو وبلاگ
صفحات وبلاگ
RSS Feed
سه‌شنبه ۱۳۸٩/۱٢/۱٧ :: ٢:٠۸ ‎ب.ظ ::  نويسنده : روح الله برزنونی

بیوتکنولوژی به عنوان فنونی که از میکروارگانیسم ها و یا بخشی از سلول برای دسترسی به بعضی از اهداف صنعتی و بهداشتی و زیست محیطی استفاده می کند، تعریف شده است. در صنایع معدنی و متالوژی نیاز روز افزون به مواد اولیه و کاهش ذخایر معدنی پرعیار ، ضرورت مصرف بهینه انرژی در رعایت دقیق معیار های زیست محیطی ، کاربرد روش های جدید ، ایجاد تحول در صنایع معدنی و متالوژی را ضروری کرده است. همچنین توسعه فن آوری های جدید برای فرآوری منابع کم عیار و یا منابعی که روش های معمول کارایی لازم را برای آنها نداشته و یا ملاحظات اقتصادی امکان استفاده از آنها را نمی دهد.


میکروارگانیسم ها جهت سوخت و ساز و انجام فرایند های حیاتی خود از منابع آلی و معدنی موجود در محیط تغذیه می کنند. از این رو واکنش های مختلف شیمیایی ، شیمی فیزیکی را در شرایط مختلف طبیعی و یا مصنوعی تحت تاثیر خود قرار می دهند. کاربرد مثبت واکنش های متابولیکی موجودات زنده در زمینه فرآوری مواد معدنی و استخراج فلزات قلمرو جدیدی است که تحقیقات پیرامون آن بیشتر در بخش های بیوتکنولوژی و میکرو بیولوژی انجام می گیرد. برخی کاربردها مانندبهبود بازدهی و فرایندهای اکسیده و حل کردن کانی های کم عیار سولفیدی و کانسنگ های طلا و یا اورانیوم ، امروزه در مقیاس صنعتی استفاده می شوند.
 

 بیوتکنولوژی در بیولیچینگ:
استفاده صنعتی مدرن از بیوتکنولوژی در بیولیچینگ مواد معدنی کم عیار و مواد استخراج شده از معدن مس انجام شده است. در اواخر دهه ۱۹۵۰ شرکت های مس کنکات از این فرآیند به طور موفقیت آمیزی استفاده کردند. بعد از این تجربه شرکت های مختلفی نیز به این تکنولوژی روی آورده اند.
امروزه دامپ های بیولیچینگ روش بسیار کم هزینه ای برای استحصال مس از توده اصلی هستند که هیچ روش دیگری کم هزینه تر از این روش نمی باشد. علاوه بر موفقیت اقتصادی دامپ های بیولیچینگ عملیات خیلی کمی برای آماده سازی این دامپ ها لازم می باشد.
بعد از آن تجربه تا اواسط دهه ۱۹۸۰ هنگامی که اولین آزمایش برای بازیابی طلای مقاوم در عملیات فیرویو در آفریقای جنوبی صورت گرفت، انجام نشده بود. از آن زمان به بعد افراد مختلفی از جمله آقایان اسپیساک و لاکشمانان تحقیقات بسیار زیادی را در زمینه بیوهیدرومتالورژی انجام دادند. به هرحال امروزه، کاربرد بیوهیدرومتالورژی به دلیل سادگی، هزینه کم و کاربرد برای مواد معدنی کم عیار موفقیت چشمگیری داشته است و در طی ۱۳ سال پیشرفت این روش به حداکثر مقدار خود رسیده است.
در این دهه اخیر ترکیبی از اسیدشویی توده ای، اسیدشویی اکسید مس و استفاده از میکروبیولوژی موفقیت چشمگیری در عملیات اسیدشویی میکروبی مس ثانویه و فلزات گرانقیمت مقاوم داشته است.
اسیدشویی توده ای میکروبی هنوز ساده ترین روش موجود است که منجر به کاهش هزینه های سرمایه گذاری اولیه، هزینه های جاری و موفقیت های زیست محیطی می شود. موارد کاربرد زیاد این روش در ۵ سال اخیر نشان دهنده اولویت ها و مزیت های خوب این روش است.
پروژه عظیم اسیدشویی توده ای میکروبی طلای سولفیدی مقاوم معدن نیومونت (۸ هزار تن) که توسط کمپانی نوادا انجام شد نمونه بارزی از موفقیت این تکنیک می باشد.
 

کاربرد بیو تکنولوژی در فر آوری و استخراج فلزات متعدد می باشد که برخی از مهمترین آنها عبارت اند از:

 استفاده از میکروارگانیسم ها در کانه ارایی :

میکروارگانیسم هایی در طبیعت وجود دارند که ضمن داشتن بار الکتریکی منفی به شدت آب گریز اند و می توان از آنها برای تغلیظ بعضی از مواد معدنی استفاده کرد. بررسی های انجام شده نشان داده است که گونه ای از میکروارگانیسم ها را می توان برای جدا سازی بعضی از کانی ها مانند فسفات ها ، ذرات ریز ذغال و کانی هماتیت مورد استفاده قرار داد.

 استفاده از میکروارگانیسم در تصفیه پساب ها :

آب های خروجی بسیاری از صنایع حاوی ترکیبات آلی و معدنی است ، که طی فرایند مورد استفاده قرار گرفته اند. این ترکیبات مناسب با ماهیتشان به درجات متفاوت سمی می باشند. به عنوان مثال می توان از محلول های سیانور دار که در استخراج طلا بکار برده می شود ، نام برد. بعضی از میکروارگانیسم ها و یا آنزیم ترشح شده از آنها در تجزیه سیانور آزاد موثر بوده و در نتیجه در بهبود و ضعیت زیست محیطی پساب های سیانوری تولید شده از واحد های هیدرو متالوژی فلزات گرانبها نقش مهمی دارند. بازیابی فلزات و جذب آنها از دور ریز ها توسط باکتری ها بسار سریع بوده و معمولا از چند دقیقه تجاوز نمی کند. عبور پساب آلوده از حجم آلوده باکتری ( بیوماس) برای حذف عناصر آلوده کننده آن کافی می باشد. آب خروجی راکتورهای اتمی معمولا حاوی مواد رادیواکتیو می باشد. که مقدار آن از یک تا چند ppm تغییر می کند. و عملا بجز کاربرد باکتری ، سایر رو ش ها بصورت اقتصادی قادر به حذف آنها نیستند.

 استفاده در جذب یون های فلزی :

بعضی از موجودات ذره بینی قادرند یون های فلزات سنگین را از محلول ، بویژه محلول های رقیق جذب سطح خارجی خود کرده و بدین ترتیب این یون های فلزی را از محلول جدا کنند. این روش برای جدا سازی فلزات از پساب هی صنعتی و یا از محلول های حاصل از فرایندهای هیررو متالوژی کاربرد فرآوان دارند.

 استفاده در استخراج فلزات :

در استخراج فلزات به روش هیدرو متالوژی یکی از مهمترین مراحل حل کردن کانی های معدنی به کمک حلال مناسب بنحوی که در این فرایند قسمت بیشتر فلز مورد نظر به صورت محلول و یا رسوب در اید. اکسیده کردن و انحلال میکروبی سنگ های معدنی بویژه سنگ های سولفوری کم عیار مهمترین جنبه کاربرد میکروارگانیسم ها به منظور افزایش بازدهی حل شدن می باشد که در مورد کانی های طلادار و کانسنگ های اورانیم کاربرد صنعتی دارد. بکارگیری میکروارگانیسم ها جهت تسریع واکنش های مورد نظر در حل کردن که در نهایت به آزاد سازی آنها منجر می شود. تحت عنوان فروشویی زیستی شناخته می شود. مزایایاین روش نسبت به روش های دیگر عبارت اند از :

      ●   اثرهای مضر زیست محیطی به مراتب کمتر بر روی منابع آبی و هوا
      ●   نیاز به انرژی کمتر
      ●   عدم نیاز به تجهیزات پیچیده و در نتیجه سرمایه گذاری کمتر
      ●   عمل حل کردن بیولوژیکی را می توان در اعماق زمین و بدون استخراج معدنی انجام داد.

محدودیت عمده بکار گیری این روش ناشی از نیاز به دانش فنی و آگاهی عمیق به مبانی بیوتکنولوژی می باشد. دست اندر کاران پروژه های تحقیقاتی در این زمینه باید حتما از مبانی میکروب شناسی ، بیوشیمی و بیوتکنولوژی اطلاع کافی داشته باشند.

چند نمونه کاربرد باکتری در مقیاس صنعتی و نیمه صنعتی :

1- حل کردن ارانیوم ( توسط باکتری های TF از سنگ معدن حاوی پیریت پیروتیت)

2- استخراج طلا از سنگ های مقاوم طلا دار ( سنگ معدن پیریت و ارسینو پیریت)

3- حل کردن بیولوژیک رس ها و تولید آلومین


 گوگرد زدایی زیستی:

سوخت های فسیلی حاوی گوگرد در محصولات احتراق خود علاوه بر گاز های اکسید گوگرد و اکسیز ازت ، مقداری غبار نیز وجود دارد. که مجموعا از عوامل آلوده کننده محیط زیست می باشند. باران های اسیدی ناشی از رها سازی اکسید گوگرد در فضا ، حیات بسیاری از گیاهان و جانداران و بخصوص آبزیان را به خطر بیندازند. بعلاوه این باران ها عامل خوردگی فلزات و سنگ های ساختمتنی نیز می باشند.
حذف گاز های الوده کننده از محصولات احتراق رقم بسیار بزرگی را تشکیل می دهد. از همین رو جذف و یا کاهش مقدار گوگرد در سوخت های فسیلی اهمیت بالایی برای صنایع دارد. حذف گوگرد مبتنی بر فن اوری های فیزیکی و شیمیایی ، مشکلاتی را به همراه دارد که رویکرد به روش های بیوتکنولوژی را ناگزیر نموده است. از ویژگی های مثبت آن این است که برخی از میکروارگانیسم ها به طور اختصاصی فقط پیوند کربن - گوگرد را شکسته و با جدا کردن گوگرد بقیه مولکول آلی را رها می کنند. در اینده نچندان دور گوگرد زدایی زیستی جایگزین روش های فیزیکی و شیمیایی می شود.
 

 کاربرد بیوتکنولوژی در صنایع مس :
نحوه معدنکاری مس در شیلی به طور مستقیم بر قیمت و میزان خرید و فروش آن در بازار تاثیر می گذارد زیرا شیلی مهمترین تولیدکننده مس در دنیا است. این مطالب مشخص می کنند که تنها افزایش قیمت ها حائز اهمیت نیست بلکه باید راه های اقتصادی تری برای استحصال مس به دست آورد.
انتخاب عملیات بیوهیدرومتالورژی به طور گسترده ای به شرایط کانی شناسی مس بستگی دارد. بزرگترین کاربرد بیوتکنولوژی در صنایع معدنی در بیولیچینگ کانی های کم عیار و باطله ها در توده های اسیدشویی است.‏
اگرچه سولفیدهای مس ثانویه، کالکویست و کالکوپیریت بیشتر مورد اسیدشویی قرار می گیرند، حتی کانی های کالکوپیریت نسبتا مقاوم نیز به عنوان منابع حائز اهمیتی در روش اسیدشویی محسوب می شوند.

برای آشنایی بیشتر با این مفاهیم می توانید به کتاب " ف
ناوری میکروبی در متالورژی" مراجعه کنید. نویسندگان این کتاب عبارت اند از : دکتر رامز وقار، دکتر منوچهر اولیا زاده و دکتر محمد رضا وقار. ناشر این کتاب دانشگاه صنایع و معادن ایران است.
 



موضوع مطلب :
 
 
نویسندگان
پیوندها
آخرین مطالب