Lithium bioleaching from lepidolite using the yeast Rhodotorula Rubra

• Autorzy: Marcincakova R. , Kadukova J. , Mrazikova A. , Velgosova O. , Vojtko M.

Warianty tytułu

PL

Bioługowanie litu z lepidolitu przy pomocy drożdży Rhodotorula Rubra

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this present work lithium recovery from lepidolite (3.79% Li2O) by bioleaching was investigated. Lithium due to its electrochemical reactivity and also other unique properties has attracted much attention for their application in many industrial fields such as batteries, ceramics and glass production, greases, pharmaceuticals and polymers and other uses. The tremendous growth in lithium demand for lithium batteries used in hybrid and electromobiles has raised great concern about the future availability of lithium. In nature lithium is present in a variety of aluminosilicates and continental brines. One of the principal lithium minerals in the world is lepidolite. Its destruction and consequent lithium is a high capital and energy intensive process therefore it is necessary to seek an efficient, economic technique to handle this ore. Biohydrometallurgical approaches with low energy and cost requirement are coming into perspective. Some species of bacteria, fungi and yeasts contribute to weathering processes and mineralization of metal containing materials. The most active leaching fungi such as Penicillium simplicissimum and Aspergillus niger produce great amounts of organic acids which play an important role as leaching agents in metal dissolution. However, there is a lack of studies on metal bioleaching from solid substrates using the yeast Rhodotorula rubra. In nature R. rubra may be found in silicates near lithium mining deposits. It is a slime producer and by means of macromolecules such as polysaccharides or polypeptides present in the capsule and wall can enhance silicate weathering processes. The main aim of this research work was to investigate lithium extraction from lepidolite using the yeast R. rubra and also the influence on nutrients on metabolic and leaching activity of the yeast. During the bioleaching of lepidolite using R. rubra Li extracted and accumulated in the biomass was 412.6 μg/g and 181.2 μg/g in nutrient and salt-limited medium, respectively. In leach liquor, lithium concentration was 25 μg/l and 89 μg/l in nutrient and salt-limited medium, respectively.

PL

W niniejszej pracy badany jest odzysk litu z lepidolitu (3.79% Li2O poprzez bioługowanie). Lit, ze względu na elektrochemiczną reaktywność, jak również inne unikalne cechy znalazł zastosowanie w wielu branżach przemysłowych m.in. przy produkcji baterii, ceramiki i szkła, stosuje się go również do smarów, farmeceutyków, polimerów itp. Ogromny wzrost popytu na lit i litowe baterie, używane w hybrydowych i elektrycznych samochodach, wzbudził obawy względem zasobów litu w przyszłości. W naturze lit występuje we wszelkim rodzaju glinokrzemianu i solnisk. Jednym z głównych minerałów na świecie, zawartym w licie jest lepidolit. Jego destrukcja z uzyskaniem litu to wysoce kosztowny i energochłonny proces, dlatego bardzo ważne jest znalezienie skutecznej i wydajnej techniki wydobycia tego kruszcu. Pojawiają się nowe możliwości w związku z metodami biohydrometalurgicznymi, które nie wymagają dużego nakładu energii i kosztów. Niektóre gatunki bakterii, grzybów i drożdży przyczyniają się do procesów wietrzenia oraz mineralizacji metali zawierających pierwiastki. Najaktywniejsze z grzybów ługujących, takie jak Penicil-liumsimplicissimum oraz Aspergillusnige, produkują znaczne ilości kwasów organicznych, które grają ważną rolę jako czynniki ługujące w procesie rozpadu metalu. Niemniej jednak, brak jest badań nad bioługowaniem metalu ze stałego substratu z użyciem drożdży Rhodotorula rubra. W naturze R. rubra występuje w krzemianach przy złożach kopalnianych litu. Głównym założeniem niniejszych badań jest sprawdzenie wydobycia litu z lepidolitu przy użyciu drożdży R. rubra jak również zbadanie wpływu na odżywcze wartości aktywności metabolicznej i ługującej drożdży. Podczas bioługacji lepidolitu przy pomocy R. rubra, wydobycie i gromadzenie litu w biomasie wyniosło odpowiednio 412,6 μg/g oraz 181.2 μg/g dla wartości odżywczych i medium solnego. W płynie ługowym, stężenie litu wyniosło odpowiednio 25 μg/l i 89 μg/l dla wartości odżywczych i medium solnego.

Słowa kluczowe

EN

Rhodotorula rubra; lepidolite; lithium; bioleaching

PL

Rhodotorula rubra; lepidolit; lit; bioługowanie

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 16, nr 1
• Strony: 1--6
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Marcincakova R.

• Department of Material Science, Technical University in Kosice, Park Komenského 11, 042 00 Kosice, Slovak Republic

autor

Kadukova J.

• Department of Material Science, Technical University in Kosice, Park Komenského 11, 042 00 Kosice, Slovak Republic

autor

Mrazikova A.

• Faculty of Metallurgy, Technical University in Kosice, Park Komenského 11, 042 00 Kosice, Slovak Republic

autor

Velgosova O.

• Department of Material Science, Technical University in Kosice, Park Komenského 11, 042 00 Kosice, Slovak Republic

autor

Vojtko M.

• Department of Material Science, Technical University in Košice, Park Komenskeho 11, 042 00 Kosice, Slovak Republic

Bibliografia

• 1. Campbell, Y. Culture, storage, isolation and identification of yeast. In: Yeast a Practical Approach ed. Campbell, Y. and Duff us, J.H., Washington, D.C. IRL Press, 1988, p. 1–8.
• 2. Danch, A., Chmielowski, J. Selenium bioaccumulation in Saccharomyces cerevisiae, Acta Biologica Siles, 18, 1985, p. 57–64.
• 3. Ebensperger, A. et al. The lithium industry: its recent evolution and future prospects, Resource Policy, 30 (3), 2005, p. 218–231.
• 4. Hosseini, M.R., et al. Bioleaching of iron from highly contaminated Kaolin clay by Aspergillus niger, Applied Clay Science, 37, 2007, p. 251–257.
• 5. Kusnierová, M. et al. Energetic wastes as an equivalent for primary non-metallic materials, Inżynieria Mineralna, 1, 27, 2011, p. 73–78.
• 6. Luptáková, A. et al. Minerálne biotechnológie II., Sulfuretum v prírode a v priemysle, VŠB Technická univerzita v Ostrave, 2002. ISBN 80-248-0114-0.
• 7. Mražíková, A. et al. Influence of used bacterial culture to copper bioleaching from printed circuit boards, Inzynieria Mineralna, 14, 2, 2013, p. 59–62.
• 8. Pankiewicz, U. et al. Optimization of selenium accumulation in Rhodotorula rubra cells by treatment of culturing medium with pulse electric field, International Agrophysics, 20, 2006, p. 147–152.
• 9. Rezza, I. et al. Extraction of lithium from spodumene by bioleaching, The Society for Applied Bacteri-ology, Letters in Applied Microbiology, 25, 1997, p. 172–176.
• 10. Rezza, I. et al. Mechanisms involved in bioleaching of an aluminosilicate by heterotrophic microorganisms, Process Biochemistry, 36, 2001, p. 495–500.
• 11. Salinas, E. et al. Removal of c.admium and lead from dilute an aqueous solution by Rhodotorula rubra, Bioresource Technology, 72, 2000, p. 107–112.
• 12. Šimonovičová, A. et al. Infl uence of the environment on the morphological and biochemical characteristics of diff erent Aspergillus niger Wild Type Strain, Indian Journal of Microbiology, 53 (2), 2013, p. 187–193.
• 13. Tahil, W. The trouble with lithium under the microscope. Meridian International Research, Martainville, France, 2008, available at: http://www.mer-idian-intres.com/Projects/LithiumMicroscope.pdf
• 14. Wang, H. Electrochemical property of NH4V3O8.0.2H2O flakes prepared by surfactant assisted hydro-thermal method, Journal of Power Sources, 196, 2, 2011, p. 788–792.
• 15. Willner, J., Fornalczyk, A. Extraction of metals from electronic waste by bacterial leaching, Environmet Protection Engineering, 2013, p. 197–208.
• 16. Yan, Q. et al. Extraction of lithium from lepidolite by sulfation roasting and water leaching, International Journal of Mineral Processing, 110–111, 2012, p. 1–5.