Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Bioleaching of Lithium from Lepidolite by the Mixture of Rhodotorula Rubra and Acidithiobacillus Ferrooxidans

Marcincakova R., Kadukova J., Mrazikova A.

Inżynieria Mineralna

|

2015

|

R. 16, nr 2

85--88

EN

The objective of this study was to evaluate lithium bioleaching from lithium-rich ore lepidolite using the mixed culture of autotrophic bacteria Acidithiobacillus ferrooxidans and heterotrophic yeast Rhodotorula rubra. Lithium, as an important part of cathode material and electrolyte, is one of the crucial elements in lithium – ion battery production. The conventional techniques concerning the treatment lithium ores involve pyrometallurgical and hydrometallurgical processes. The overall high energy and capital costs as well as serious second pollution of those processes urge a turn to alternative methods. Bioleaching appears to be one of the fast developing technologies, which uses different kinds of microorganisms (bacteria, fungi, yeast) and their metabolic products for the extraction of metals from low grade ores and wastes. The important microorganisms, which play an important role in metal recovery from sulphide minerals and waste, belong to autotrophic acidophilic group. Those microorganisms fix carbon dioxide and obtain energy from the oxidation of ferrous iron or reduced sulphur compounds. Contrary to bacterial leaching; the use of the yeast Rhodotorula rubra has also several advantages. These heterotrophic species are able to grow in acidic environment and due to their metabolites they can enhance metabolic activity of A. ferrooxidans. The bioleaching experiments were carried out in rich bioleaching media at the initial pH of 3.5. Results revealed that two main processes namely Li bioleaching (Li solubilisation) and Li bioaccumulation (Li uptake) were involved in Li bioleaching process. Li accumulation into the 1 g of microbial biomass was 47 µg. Lithium concentration in leach liquor was found to be 60 µg/l. During Li bioleaching using the mixture of R. rubra and A. ferrooxidans almost 4905 mg biomass was generated in 1000 ml of the solution. The great biomass increase indicated the positive effect of synergistic interactions of heterotrophic yeast of R. rubra and autotrophic bacteria of A. ferrooxidans on metabolic activities of the microorganisms. However, no significant effect of the consortium on Li bioleaching efficiency was observed.

PL

Celem niniejszych badań była ocena bioługowania litu z rudy lepidolitu bogatej w lit przy użyciu mieszanej kultury bakterii autotroficznych Acidithiobacillus ferrooxidans oraz heterotroficznego drożdży Rhodotorula rubra. Lit, jako ważny składnik materiału katody oraz elektrolitu, jest jednym z najważniejszych elementów w produkcji akumulatorów litowo-jonowych. Konwencjonalne techniki przetwarzania rud litu uwzględniają procesy pirometalurgiczne i hydrometalurgiczne. Całkowity koszt energetyczny i finansowy, jak również poważne zanieczyszczenie wtórne tych procesów, zmusiły do poszukiwania metod alternatywnych separacji. Bioługowanie jest obecnie jedną z najszybciej rozwijających się technologii, która wykorzystuje różnego rodzaju mikroorganizmy (bakterie, grzyby, drożdże) i ich produkty metaboliczne do wydzielania metali z niskiej jakości rud i odpadów. Mikroorganizmy, które odgrywają ważną rolę w procesie odzysku metalu z minerałów siarczkowych i odpadów, należą do grupy autotroficznej, acidofilowej. Te mikroorganizmy przyłączają się do dwutlenku węgla i pobierają energię z oksydacji żelazowego żelaza lub zredukowanych związków siarki. W przeciwieństwie do ługowania bakteryjnego, użycie drożdży Rhodotorularubra ma również kilka zalet. Te heterotroficzne gatunki są w stanie dojrzewać w kwaśnym środowisku i dzięki swoim metabolitom mogą wspomagać aktywność metaboliczną bakterii A. ferrooxidans. Testy bioługowania zostały przeprowadzone w bogatych nośnikach bioługujących o początkowej wartości pH wynoszącej 3,5. Wyniki pokazały, że dwa najważniejsze procesy, tj. bioługowanie Li (rozpuszczanie Li) oraz bioakumulacja Li (pobór Li), były włączone do procesu bioługowania Li. Akumulacja Li w 1g. biomasy mikrobiologicznej wyniosła 47 µg. Stężenie litu w płynie ługującym wyniosło 60 µg/l. Podczas bioługowania Li przy użyciu mieszanki R. rubra oraz A. ferrooxidans wygenerowano blisko 4905 mg biomasy w 1000 ml roztworu. Duży wzrost biomasy wskazuje na pozytywne działanie interakcji synergistycznych heterotroficznego drożdżaka R. rubra i autotroficznej bakterii A. ferrooxidans na aktywność procesów metabolicznych mikroorganizmów. Niemniej jednak, nie zaobserwowano znacznego wpływu konsorcjum na skuteczność bioługowania Li.

2

The Influence of Spore Age of Aspergillus Niger on Lithium Dissolution from Lepidolite

Marcincakova R., Mrazikova A., Velgosova O., Kadukova J., Vojtko M., Holub M.

Inżynieria Mineralna

|

2014

|

R. 15, nr 2

211--216

EN

Lithium and its compound have several commercial applications uses, including metal refining, organic synthesis and polymerization, manufacture of pharmaceuticals, glass, ceramics and batteries. Nowadays, lithium is becoming more and more interesting and attractive as a constituent of batteries for electric and hybrid vehicles. In nature lithium is the most frequently occurring metal; however, in very low concentration. The conventional processing of pegmatites containing lithium bearing aluminosilicates is time, energy and cost intensive. Biohydrometallurgical approaches are generally considered as technologies with low-cost and low-energy requirement. Some species of heterotrophic microorganisms such as Aspergillus and Penicillium have shown a great potential for metal bioleaching from ores and various waste materials such as fly ash, spent catalysts and electrical waste. Heterotrophic microorganisms of genera from Aspergillus exhibit a good potential in producing of organic acids, mainly oxalic, citric and gluconic acids, effective for metal extraction from low-grade ores and waste. This present study examines the influence of spore age of Aspergillus niger on lithium extraction from aluminosilicates. Spores or conidia, used for the experiment, were cultured 4 and 12 days. The metal bioleaching experiments were carried out in low nutrient media at ambient temperature. For the first time lithium was present in the solution on day 26 in both cases in the amount of 60 μg/l and 26 μg/l using 4-day and 12-day old spores, respectively. Since A. niger is characterized by a high ability to accumulate various metals lithium was also determined in the biomass. Results revealed that much more biomass (fungal mycelium) was generated by long-term cultured spores than short-term ones. Lithium concentrations accumulated in the biomass produced by 4-day and 12-day old spores were found to be 121μg/l and 545μg/l, respectively. In spite of rather low pH values, about pH=3, in both leaching systems a higher Li bioleaching efficiency was achieved using long-term cultured fungi. The results of a scanning electron micrograph (SEM) examination of the mineral before and after the bioleaching process pointed out the structural changes of the mineral surface after the attack by A. niger. X-ray analysis also confirmed the changes in crystalline structure of the mineral before and after the bioleaching process.

PL

Lit i jego związki mają kilka zastosowań komercyjnych, np. w rafinacji metali, syntezach organicznych i polimeryzacji, produkcji leków, szkła, ceramiki czy baterii. Obecnie lit staje się coraz bardziej interesujący i atrakcyjny jako składnik baterii do pojazdów elektrycznych i hybrydowych. W naturze lit jest najczęściej występującym metalem, jednakże w niskim stężeniu. Konwencjonalnie przetwarzanie pegmatytów (glinokrzemiany) zawierających lit są czaso-, energo- i kosztochłonne. Biohydrometalurgia uważana jest za technologię o niskich kosztach i niskich wymagań energetycznych. Niektóre gatunki heterotroficznych organizmów, takich jak Aspergillus i Penicillium wykazują wielki potencjał w bioługowaniu metali z rud I różnych typów odpadów, np. popiołów lotnych, zużytych katalizatorów czy odpadów elektrycznych. Mikroorganizmy heterotroficzne z rodzaju Aspergillus posiadają potencjał w produkcji kwasów organicznych, głównie szczawiowego, cytrynowego i glukonowego, działających na metale wydobywane z niskiej jakości rud i odpadów. Artykuł prezentuje badania nad wpływem wieku zarodka Aspergillus niger na wydobycie litu z glinokrzemianów. Zarodki i związki conidia użyte w doświadczeniu były hodowane 4 i 12 dni. Doświadczenia bioługowania metali zostały przeprowadzone w pożywce o niskiej temperaturze otoczenia. Po raz pierwszy lit pojawia się w roztworze 26 dnia w obu przypadkach w ilości 60 μg/l i 26 μg/l przy użyciu odpowiednio 4 i 12 dniowych zarodków. Jako, że A. Niger cechuje się znaczną możliwością kumulacji różnych metali, lit znaleziono także w biomasie. Badania pokazują, że dłużej hodowane zarodniki wytwarzają więcej biomasy niż krócej hodowane. Stężenie litu w biomasie wyprodukowanej przez 4 i 12 dniowe zarodniki wynosiło odpowiednio 121μg/l i 545μg/l. Pomimo niskiej wartości pH (pH = 3) wyższa wydajność bioługowania została otrzymana z dłużej hodowanych zarodników. Wyniki badań na elektronowym mikroskopie skaningowym (SEM) przed i po bioługowaniu wykazały zmiany strukturalne powierzchni minerału po zaaplikowaniu A. Niger. Analiza rentgenowska potwierdziła zmiany w sieci krystalicznej minerału przed i po procesie bioługowania.

3

Technologie odzyskiwania kobaltu oraz litu ze zużytych ogniw litowo-jonowych

Moćko W., Szmidt E.

Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska

|

2012

|

Vol. 14, nr 4

1--10

EN

The aim of this work was to review the current status of recycling techniques and technologies concerning spent lithium-ion batteries (LIBs). At first existing types of lithium containing batteries were described, then the major properties of LIBs were discussed. Then all kinds of single recycling processes of the spent LIBs were summarized and some examples of typical combined processes were presented.

PL

Celem podjętej pracy było dokonanie przeglądu aktualnego stanu techniki recyklingu i technologii dotyczących akumulatorów litowo-jonowych (LIBS). W pierwszej kolejności opisano istniejące typy baterii litowych, a następnie omówiono główne właściwości LIBS. Podsumowano wszystkie typy jednoetapowych procesów recyklingu zużytych ogniw litowo-jonowych, a także zaprezentowano kilka obiecujących procesów wieloetapowych.