Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

A new approach to the problems of recycling spent catalytic converters

Willner Joanna, Fornalczyk Agnieszka, Gajda Bernadeta, Sobianowska-Turek Agnieszka

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2024

|

Nr 1

40--46

EN

In the last decade the main application of precious metals has been the production of auto catalytic converters. The life time of catalytic converters is limited and after that time remains a rich source of platinum group metals. The article presents currently used pyro-and hydrometallurgical precious metals recovery methods. However, particular attention is dedicated to the new trends in biohydrometallurgy, focused on the possibility of using cyanogenic microorganisms potential in biological leaching of precious metals. A review of the achievements and results of laboratory tests for the extraction of precious metals from waste materials by bacteria leaching has been presented. The areas of research that require further explanation and solutions have been indicated. The article also gives suggestions for further laboratory work towards the use of cyanogenic microorganisms for recovery of platinum group metals from solid waste. The work also presents innovative solutions for the management of residues (specifically cordierite carriers) following the processing of used automotive catalytic converters through pyro-, hydro-, or bio-based methods.

PL

W ostatniej dekadzie głównym zastosowaniem metali szlachetnych była produkcja katalizatorów samochodowych. Żywotność katalizatorów jest ograniczona i po tym czasie pozostaje bogatym źródłem metali z grupy platynowców. W artykule przedstawiono obecnie stosowane metody odzyskiwania piro- i hydrometalurgicznego metali szlachetnych. Szczególną uwagę poświęcono jednak nowym trendom w biohydrometalurgii, skupiającym się na możliwości wykorzystania potencjału mikroorganizmów cyjanogennych w biologicznym ługowaniu metali szlachetnych. W pracy przedstawiono przegląd osiągnięć i wyników badań laboratoryjnych ekstrakcji metali szlachetnych z materiałów odpadowych metodą wymywania bakteryjnego, wskazano obszary badań wymagające dalszego wyjaśnienia i rozwiązań. W artykule przedstawiono także sugestie dotyczące dalszych prac laboratoryjnych,, w kierunku wykorzystania mikroorganizmów cyjanogennych do odzyskiwania metali z grupy platynowców z odpadów stałych. W pracy przedstawiono także innowacyjne rozwiązania w zakresie zagospodarowania pozostałości (w szczególności nośników kordierytowych) po przetworzeniu zużytych katalizatorów samochodowych metodami pirometalurgicznymi, hydrohydrometalurgicznymi i biohydrometalurgicznymi.

2

Bioaccumulation and Bioleaching of Cu, Pb, and Zn from Mining Waste

Cermak Patrik, Cernansky Slavomir

Inżynieria Mineralna

|

2023

|

no. 2, vol. 2

87--91

EN

The subject of this study was to determine the effectiveness of Aspergillus niger (Pezinok) and Neosartorya fischeri strains in bioleaching and bioaccumulation of metals from mining waste from the Hodruša tailings pond. The waste used in the work contained 0.10 mm fractions weighing 1 and 2 g from different depths of the soil matrix, samples A: 10–20 cm, samples B: 20–30 cm. We focused on the elements copper, lead and zinc with the content of individual elements (mg/kg) copper – in samples A 487 mg/kg, in samples B 115 mg/kg. Lead – samples A 1208 mg/kg, samples B 582 mg/kg. Zinc – samples A 6970 mg/kg, samples B 6808 mg/kg. We confirmed the effectiveness of the Aspergillus niger strain in this process due to the production of organic acids (citric acid, oxalic acid, acetic acid). In the experimental part, we found that the most effective strain in determining the efficiency of extraction and concentration of metals in the solution after bioleaching was the Aspergillus niger strain. The Neosartorya fischeri strain appears to be most effective in accumulating metals in solution and accumulating metals in biomass. We can justify this phenomenon due to the different properties of the cell walls of individual fungal strains and it is necessary to keep these differences in mind when comparing biosorption properties

PL

Przedmiotem niniejszego badania było określenie skuteczności szczepów Aspergillus niger (Pezinok) i Neosartorya fischeri w bioługowaniu i bioakumulacji metali z odpadów górniczych ze stawu osadowego Hodruša. Odpady wykorzystane w pracy zawierały frakcje 0,10 mm o masie 1 i 2 g z różnych głębokości matrycy glebowej, próbki A: 10–20 cm, próbki B: 20–30 cm. Skupiliśmy się na pierwiastkach miedzi, ołowiu i cynku z zawartością poszczególnych pierwiastków (mg/kg) miedź – w próbkach A 487 mg/kg, w próbkach B 115 mg/kg. Ołów – próbki A 1208 mg/kg, próbki B 582 mg/kg. Cynk – próbki A 6970 mg/kg, próbki B 6808 mg/kg. Potwierdziliśmy skuteczność szczepu Aspergillus niger w tym procesie ze względu na produkcję kwasów organicznych (kwas cytrynowy, kwas szczawiowy, kwas octowy). W części eksperymentalnej stwierdziliśmy, że najskuteczniejszym szczepem w określaniu wydajności ekstrakcji i stężenia metali w roztworze po bioługowaniu był szczep Aspergillus niger. Szczep Neosartorya fischeri wydaje się być najbardziej efektywny w akumulacji metali w roztworze i akumulacji metali w biomasie. Zjawisko to można uzasadnić różnymi właściwościami ścian komórkowych poszczególnych szczepów grzybów i należy pamiętać o tych różnicach przy porównywaniu właściwości biosorpcyjnych.

3

Możliwości bioługowania Cr, Cu, Ni, Zn ze ścieków z instalacji mechaniczno-biologicznego przetwarzania odpadów

Kamizela Tomasz, Kowalczyk Mariusz

Instal

|

2022

|

nr 10

68--74

PL

Celem przeprowadzonych badań było określenie możliwości zastosowania bakterii bioługujących w solubilizacji metali ciężkich ze ścieków powstających w instalacji mechaniczno-biologicznego przetwarzania odpadów. Ocenę efektywności bioługowania oparto na podstawie monitoringu pH, potencjału redox oraz stężeń chromu, miedzi, niklu oraz cynku. Proces uwalniania metali do formy rozpuszczonej był procesem selektywnym zależnym od charakterystyki pobranych ścieków oraz czasu procesu. Ponadto, w kolejności, zakwaszenie ścieków, zaszczepienie mikroorganizmami oraz dodatek siarki jako substratu energetycznego były czynnikami wpływającymi na efektywność bioługowania. Zastosowanie najkorzystniejszych warunków procesowych umożliwiło solubilizację metali w zakresie 70 - 95%. Zastosowanie procesu bioługowania w przetwarzaniu ścieków jest ograniczone z uwagi na zmienne efekty procesowe. Problematyka przetwarzania tego typu ścieków przez bioługowanie wydaje się nadal perspektywiczna, tym bardziej, że uzyskana biomasa może stanowić wartość dodaną technologii przetwarzania jako produkt nawozowy.

EN

The aim of the research was to determine the possibility of using bioleaching bacteria in the solubilization of heavy metals from wastewater generated in the installation of mechanical and biological waste treatment. The evaluation of the effectiveness of bioleaching was based on the monitoring of pH, redox potential and the concentrations of chromium, copper, nickel and zinc. The process of metal release to a dissolved form was a selective process depending on the characteristics of the collected wastewater and the process time. Moreover, in order, acidification of the wastewater, inoculation with microorganisms and the addition of sulfur as an energy substrate were the factors influencing the efficiency of bioleaching. The use of the most favorable process conditions enabled the solubilization of metals in the range of 70 - 95%. The use of the bioleaching process in wastewater treatment was limited due to variable process effects. The issue of processing this type of wastewater by bioleaching still seems to be prospective, the more so that the obtained biomass may constitute an added value of the processing technology as a fertilizer product.

4

Bioleaching using Acidithiobacillus Thiooxidans – an option for element recovery from highly alkaline waste incineration ash?

Kasina Monika, Jarosz Kinga, Salamon Klaudiusz, Wierzbicki Adam, Mikoda Bartosz, Michalik Marek

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2022

|

T. 38, z. 3

105--120

EN

Bioleaching research considers both the bio- and anthroposphere in the search for novel ways to recover resources and elements, which is important to the concept of sustainable development. Since the efficient, cost-effective and simple recovery of resources is of increasing importance in the circular economy model, the bioleaching of metals is a method currently gaining interest. The process is also of importance considering the need for the neutralization of waste materials/resources that allow for their safe storage and use. In this study, Acidithiobacillus thiooxidans bacteria, which is commonly found and widely utilized in the bioleaching process due to its high tolerance to heavy metals, was used in a twenty-eight-day experiment. The manner in which bacteria inhabit incineration residues was observed using fluorescence optical microscopy and scanning electron microscopy. The concentration of elements in incineration residues and in the post-reaction solutions was measured using inductively coupled plasma mass spectrometry and the efficiency of element recovery was calculated based on the results. Municipal waste incineration bottom ash and sewage sludge incineration fly ash were considered in the experiment. The extraction rates were far from satisfactory, with the average 20 and 50% for bottom ash and sewage sludge ash, respectively. The obtained results were consistent with microscopic observations where the relative number of bacteria increased only slightly over time in the sewage-sludge fly ash and was barely observed in the bottom ash of municipal-waste incineration.

PL

Badania procesów bioługowania to analiza przenikania się bio- i antroposfery, w poszukiwaniu nowych sposobów na odzyskiwanie zasobów i pierwiastków. Granica tych sfer ma duży potencjał dla wdrażania modelu zrównoważonego rozwoju. Ze względu na fakt, że efektywne, tanie oraz proste metody odzyskiwania surowców mają rosnące znaczenie w gospodarce o obiegu zamkniętym, bioługowanie metali jest metodą, która obecnie cieszy się coraz większym zainteresowaniem. Jest to również proces istotny w kontekście neutralizacji surowców odpadowych umożliwiającej ich bezpieczne magazynowania i zastosowanie. W przeprowadzonym badaniu powszechnie występujące bakterie Acidithiobacillus thiooxidans, które są często używane w procesach bioługowania ze względu na fakt ich wysokiej tolerancji na metale ciężkie, zostały wykorzystane w 28-dniowym eksperymencie. Sposób i zmienność w czasie, w jaki bakterie zasiedlają osad po spalaniu, został zaobserwowany przy pomocy fluorescencyjnej mikroskopii optycznej i skaningowej mikroskopii elektronowej. Stężenie pierwiastków w osadach po spalaniu i w poreakcyjnych roztworach zostało zmierzone przy użyciu indukcyjnie sparowanej plazmowej spektrometrii mas, a efektywność odzyskiwania pierwiastków została obliczona na podstawie uzyskanych wyników. Popioły po spalaniu odpadów komunalnych oraz popioły lotne ze spalania osadów ściekowych zostały ujęte w eksperymencie. Stosunki ekstrakcji pierwiastków były dalekie od zadowalających ze średnią 20 oraz 50% dla popiołów po spalaniu odpadów komunalnych oraz popiołu z osadów ściekowych. Pozyskane wyniki są w zgodzie z obserwacjami dokonanymi przy pomocy mikroskopii, gdzie relatywna liczba bakterii wzrosła niewiele we wspomnianym czasie w przypadku popiołów ściekowych i była w zasadzie niedostrzegalna w przypadku popiołów dennych.

5

Extraction of selected metals from waste printed circuit boards by bioleaching acidophilic bacteria

Hołda Anna, Krawczykowska Aldona

Inżynieria Mineralna

|

2021

|

no. 1

43--52

EN

Technological innovations and increased demand for electronic devices resulted in production of more and more waste with high metal content. Worldwide, 50 million tons of WEEE (Waste from Electrical and Electronic Equipment) are generated each year. Given the metal content present in electrical waste (e-waste), it is considered to be an urban mine and, if properly treated, can serve as an alternative secondary source of metals. Waste printed circuit boards (WPCBs) that constitute approx. 3-5% of WEEE by weight are of particular importance. ey contain, on average, 30-40% of metals by weight, with higher purity than in minerals. With environmental and economic benefits in mind, increasing attention is being paid to the development of processes to recover metals and other valuable materials from WPCBs. e research presented in the article aimed at assessing the usefulness of the biotechnological method for leaching of selected metals from e-waste. e results indicate that it is possible to mobilize metals from WPCBs using microorganisms such as Acidithiobacillus ferroxidans bacteria.

PL

Szybki rozwój technologiczny i wzrost popytu na urządzenia elektroniczne prowadzą do powstawania coraz większej ilości odpadów o dużej zawartości metali. Na całym świecie każdego roku wytwarza się 50 milionów ton odpadów elektronicznych (WEEE). Biorąc pod uwagę zawartość metali w nich obecnych, uważa się je za urban mining i jeśli zostaną one odpowiednio przetworzone, mogą służyć jako alternatywne, wtórne źródło metali. Szczególne znaczenie mają odpadowe obwody drukowane (WPCBs) stanowiące 3-5% WEEE. Zawierają one średnio 30-40% wagowych metali, o czystości większej niż w minerałach. Mając na uwadze korzyści środowiskowe i ekonomiczne, coraz większą uwagę przywiązuje się do rozwoju procesów odzyskiwania metali i innych cennych materiałów z odpadów PCBs. Badania przedstawione w artykule miały na celu ocenę przydatności metody biotechnologicznej do ługowania wybranych metali z odpadów elektronicznych. Wyniki wskazują, że jest możliwe mobilizowanie metali z PCBs przy użyciu mikroorganizmów takich jak bakterie Acidithiobacillus ferroxidans.

6

Biowzbogacanie surowców mineralnych – modele adhezji bakterii do powierzchni mineralnej

Hołda Anna, Krawczykowska Aldona

Inżynieria Mineralna

|

2020

|

no. 2, vol. 2

65--70

PL

Użyteczność mikroorganizmów jako modyfikatorów powierzchni w procesach biowzbogacania wzbudza ostatnio duże zainteresowanie. Właściwości powierzchniowe minerałów i mikroorganizmów odgrywają główną rolę w określaniu adhezji mikroorganizmów do minerałów, a tym samym skuteczności procesów bioługowania, bioflokulacji i bioflotacji. Do przewidywania adhezji bakterii wykorzystuje się modele Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek (DLVO) i rozszerzone modele DLVO (XDLVO) Klasyczna teoria DLVO wyjaśnia podwojną warstwę elektryczną (EL) na powierzchni czastek i oddziaływania Li*shitz-van der Waalsa (LW). W teorii XDLVO zostały dodane siły solwatacyjne, aby uwzględnić oddziaływania kwasowo-zasadowe Lewisa (AB).

EN

The utility of microorganisms as surface modifiers in bioenrichment processes has recently attracted a lot of attention. €e surface properties of minerals and microorganisms play a major role in determining the adhesion of microorganisms to minerals, and thus the effectiveness of bioleaching, biofloculation and bioflotation processes. For predicting bacterial adhesion Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek (DLVO) models and extended DLVO (XDLVO) models are used. €e classical DLVO theory explains the electric double layer (EL) on the particle surface and the Li.shitz-van der Waals (LW) interaction. In XDLVO theory, solvation forces have been added to account for Lewis acid-base (AB) interactions.

7

Biohydrometallurgical Processing Methods for Low-Grade Sulfide Ores in the Arctic

Yanishevskya Elena, Goryachev Andrey, Fokina Nadezhda, Krasavtseva Eugenia

Inżynieria Mineralna

|

2020

|

no. 1, vol. 2

221--224

EN

Microorganisms capable of oxidizing sulfide minerals were isolated for the bioleaching experiments. Ore samples from the Allarechensk mining waste dump and low-grade ore samples from the deposit Nud II were studied. The samples have a similar ore mineral composition – pyrrhotite, pentlandite, chalcopyrite, and magnetite. In the study, the solution was recycled to make the process environmentally friendly.

PL

Mikroorganizmy zdolne do utleniania minerałów siarczkowych zostały wyizolowane w celu przeprowadzenia eksperymentów bioługowania. Próbki rudy ze składowiska odpadów pogórniczych Allarechensk, jak również próbki rudy ze złoża Nud II zostały zbadane. Próbki maja podobny skład mineralny – pirotyt, pentlandyt, chalkopiryt oraz magnetyt. W badaniu zastosowano recykling, aby proces był przyjazny dla środowiska.

8

Release of critical metals from furnace wastes using the process of bioleaching in various variants

Andrzejewska-Górecka Dorota A., Poniatowska Agnieszka, Macherzyński Bartłomiej, Wojewódka Dominik, Sierakowski Maciej

Archives of Environmental Protection

|

2019

|

Vol. 45, no. 3

72--78

EN

The aim of this work was to determine the influence of various variants of bioleaching on effectivity of releasing chosen critical metals: rhodium, cadmium, indium, niobium and chromium from ashes which are a byproduct of municipal waste and sewage sludge thermal processing. The research was conducted in 3 variants that considered different process factors such as temperature (24ºC and 37ºC), mixing intensity and aeration. After 5 days of the process the analyses were made of metals content, sulfate concentration, pH, general number of bacteria number, index of sulfur oxidizing bacteria. The best results of bioleaching were achieved by running the process at the temperature of 24ºC with aeration. The efficiency of rhodium and cadmium release from the byproduct of municipal waste thermal processing was above 90%. The efficiency of indium and chromium release reached 50–60%. Only niobium leached better in mixing conditions. The byproduct of sewage sludge thermal processing was far less susceptible to bioleaching. The highest effectivity (on a level of 50%) was reached for indium in temperature of 24°C with aeration. The efficiency of bioleaching depended on waste’s physiochemical properties and type of metal which will be released. Aeration with compressed air had a positive influence on the increase of sulfur oxidizing bacteria what corresponded with almost double increase of sulfate concentration in leaching culture. Such conditions had a positive influence on the increase of the efficiency of bioleaching process. Heightening the temperature to 37°C and slowly mixing did not impact bioleaching in a positive way.

PL

Celem niniejszych badań była ocena wpływu różnych wariantów bioługowania na efektywność uwalniania wybranych metali krytycznych takich jak rod, kadm, ind, niob i chrom z odpadów będących produktami ubocznymi termicznego przetwarzania odpadów komunalnych i osadów ściekowych. Badania były prowadzone w 3 wariantach uwzględniających różne parametry procesu, takie jak: temperatura (24ºC i 37ºC), intensywność mieszania i napowietrzanie. Po 5 dniach prowadzenia procesu zostały wykonane oznaczenia: zawartości metali, stężenia siarczanów, pH, ogólnej liczby bakterii, miana bakterii utleniających siarkę. Najlepsze rezultaty osiągnięto przy prowadzeniu procesu w temperaturze 24°C, w warunkach napowietrzania. W przypadku próbki popiołu z termicznego przetwarzania odpadów komunalnych efektywność uwalniania rodu i kadmu wyniosła powyżej 90%, natomiast indu i chromu kształtowała się na poziomie 50–60%. Tylko niob ługował się lepiej w warunkach mieszania. Próbka popiołu ze spalania osadów ściekowych była mniej podatna na bioługowanie. Najwyższą efektywność – na poziomie 50% osiągnięto dla indu w temperaturze 24°C, w warunkach napowietrzania. Efektywność zależała od typu odpadu oraz rodzaju uwalnianego metalu. Napowietrzanie sprzężonym powietrzem miało pozytywny wpływ na wzrost liczebności bakterii utleniających siarkę, co korespondowało z prawie dwukrotnym wzrostem zawartości siarczanów w hodowlach ługujących. Takie warunki sprzyjały zwiększeniu skuteczności procesu. Zastosowanie temperatury 37°C i powolnego mieszania nie wpłynęło korzystnie na bioługowanie.

9

Utilization of steelwork waste heaps – recovery of metals by acidic bioleaching

Farbiszewska-Kiczma Jadwiga, Makuchowska-Fryc Joanna

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2018

|

Vol. 25, nr 2

223--232

EN

The paper presents the results of preliminary research conducted by the acid bioleaching method, with the use of autochthonous Acidithiobacillus ferrooxidans bacteria and museum strains of Acidithiobacillus thiooxidans, on recovery of metals contained in selected metallurgical waste. The material contained mainly oxidative minerals Fe2O3, SiO2, and Al2O3 as well as lead, zinc, copper and nickel sulphides. Concentrations of the key metals were respectively: zinc 3.46 %, lead 13.8 %, copper 0.4 %, nickel 0.06 %. The works were carried out on a small laboratory scale. The results confirmed that the method is effective. The most effective process of bacterial leaching in the heap was for zinc – a 28 % yield in 96 days.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wstępnych, prowadzonych metodą bioługowania kwaśnego, z wykorzystaniem autochtonicznych bakterii rodzaju Acidithiobacillus ferrooxidans i muzealnych szczepów bakterii rodzaju Acidithiobacillus thiooxidans, nad odzyskiem metali zawartych w wybranych odpadach pohutniczych. Materiał zawierał głównie minerały tlenkowe Fe2O3, SiO2 i Al2O3 oraz siarczki ołowiu, cynku, miedzi i niklu. Stężenia najważniejszych metali wynosiły odpowiednio: 3,46 % cynku, 13,8 % ołowiu, 0,4 % miedzi, 0,06 % niklu. Prace prowadzono w małej skali laboratoryjnej. Uzyskane rezultaty potwierdziły, że zastosowana metoda jest skuteczna. Najefektywniej proces ługowania bakteryjnego w hałdzie przebiegał dla cynku – uzysk 28 % w czasie 96 dni.

10

Bioleaching of nickel by Aspergillus humicola SKP102 isolated from Indian lateritic overburden

Ghosh S., Paul A. K.

Journal of Sustainable Mining

|

2016

|

Vol. 15, iss. 3

108--114

EN

The lateritic deposits spread over the Eastern Ghats of Sukinda Valley, Odisha, India, produce a huge amount of overburden annually as a byproduct of chromite mining. This chromite mining overburden contains nickel, the only source of the metal in the country. During this study Aspergillus humicola SKP102, an indigenous fungus isolated from the mining overburden was employed for the leaching of nickel. About 53.89% of the nickel could be leached by the fungus when grown in batch mode using a Czapek dox medium containing 2% (w/v) of the mining overburden. The parameters affecting bioleaching were optimized in order to grow the fungus and leach the metal. Of the different options of cheap carbon sources, straw infusion and molasses emerged as viable options for the growth of the fungus and the leaching of nickel. Two-step and indirect techniques were also used for this purpose, and they resulted in 53.09% and 65.04% Ni leaching respectively. Adding diluted sulfuric acid to the leaching medium resulted in 97.05% nickel recovery from the overburden pulp. A. humicola SKP102 could be a potential tool for leaching nickel from the mining overburden.

11

Metal Bioleaching from Spent Lithium-Ion Batteries Using Acidophilic Bacterial Strains

Marcincakova R., Kadukova J., Mrazikova A., Velgosova O., Luptakova A., Ubaldini S.

Inżynieria Mineralna

|

2016

|

R. 17, nr 1

117--120

EN

In this present work lithium and cobalt recovery from spent lithium-ion batteries (27.5% LiCoO2) by bioleaching was investigated. The experiments were carried out using the consortia of acidophilic bacteria of Acidithiobacillus ferrooxidans and Acidithiobacillus thiooxidans. For the Li and Co bioleaching two different media were used. A rich nutrient medium was consisted of all minerals needed for bacterial growths, whereas a low nutrient medium contained only sulphuric acid and elemental sulphur as an energy source. In the rich nutrient medium the overall lithium and cobalt bioleaching efficiency was 80% and 67%, respectively, whereas in the low nutrient environment only 35% Li and 10.5% Co were released. The experimental results revealed that the presence of nutrients in the bioleaching medium influenced, to a large extent, lithium and cobalt dissolution from LIBs.

PL

W prezentowanym artykule zbadano odzysk litu i kobaltu ze zużytych baterii litowo-jonowych (27.5% LiCoO2) za pomocą bioługowania. Eksperymenty zostały przeprowadzone za pomocą kultur bakterii kwasolubnych Acidithiobacillus ferrooxidans oraz Acidithiobacillus thiooxidans. Dla bioługowania Li i Co zastosowano dwa różne ośrodki: ośrodek bogaty we wszystkie minerały potrzebne do wzrostu bakterii oraz ośrodek o niskiej zawartości substancji odżywczych, którym był ośrodek zawierający jedynie kwas siarkowy oraz siarkę pierwiastkową jako źródło energii. W pierwszym ośrodku ogólna efektywność bioługowania litu i kobaltu wyniosła, odpowiednio, 80% i 67%. Dla drugiego ośrodka wyniki te były, odpowiednio, 35% Li oraz 10.5% Co. Wyniki eksperymentalne ukazały, że obecność substancji odżywczych w bioługowaniu wpływa znacząco na odzyskanie litu i kobaltu z baterii litowo-jonowych.

12

Przegląd nowych kierunków badań nad technologiami wykorzystującymi procesy bioługowania

Wajda Ł., Kamiński P., Herezy Ł.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2015

|

R. 60, nr 2

79--85

PL

Bioługowanie jest grupą procesów, które zachodzą w środowisku naturalnym, ale również znalazły zastosowanie w górnictwie i przemyśle metalurgicznym. Prowadzone prace badawcze dotyczą identyfikacji nowych gatunków i szczepów drobnoustrojów, które wykazują wysoką użyteczność w odzysku metali w związku z ich wysoką odpornością na znaczne stężenia toksycznych pierwiastków oraz syntezą enzymów biorących udział w tych procesach, jak np. archeony z rodziny Ferroplasmaceae. Ponadto, badania dotyczą również zastosowania grzybów pleśniowych oraz zmutowanych szczepów posiadających pożądane cechy, jak np. zwiększoną odporność na obecność znacznych ilości różnorodnych metali. Kolejnymi kierunkami badań mogłoby być rozszerzenie zastosowania tej grupy mikroorganizmów w technologiach, jak dotąd stosowanych oraz opracowaniem nowych, w tym uwzględniających odzysk pierwiastków promieniotwórczych i chalkopirytu. Interesującym rozwiązaniem mogłoby być stworzenie technologii w procesie ciągłym wykorzystującym odpady przemysłowe do produkcji biomasy drobnoustrojów oraz ich metabolitów, a następnie ich wykorzystanie do odzysku metali. Zagadnieniem również wartym uwagi jest aplikacja bioługowania do odzysku pierwiastków z odpadów metalurgicznych i elektronicznych.

EN

Bioleaching is a group of processes that occur in natural environment but they are also applied in mining and metallurgy under (controlled) conditions. Current research focuses on the identification of new species and strains of microorganisms, which present high efficiency in metals recovery due to their resistance to toxic elements and the synthesis of enzymes which are involved in this phenomenon (i.e. archeons belonging to Ferroplasmaceae family). Also, the research is carried out on the potential application of mutated strains and moulds holding desired properties like enhanced resistance to high concentrations of various metals. Thus, other directions could be focused on the extension of their applicability in technologies which are already in use or developing new ones, considering bioleaching of radionuclides and chalcopyrite. It seems that interesting solution would be to establish a new technology based on continuous process involving production of microbial biomass and its metabolites on industrial wastes in the first stages and their further application for the metals recovery. It is also worth to pay attention to bioleaching of toxic elements from metallurgical and electronic wastes.

13

The Effect of Aeration and Stirring on Metal Recovery from Printed Circuit Boards

Mrazikova A., Szucsova J., Oros L., Marcincakova R., Kadukova J., Velgosova O.

Inżynieria Mineralna

|

2015

|

R. 16, nr 2

7--10

EN

The present research was aimed at studying the bioleaching processes used to mobilize non-ferrous metals (Cu, Ni, Zn and Al) from waste printed circuit boards (PCBs) with biologically generated ferric iron-containing sulphuric acid solutions. The used bacterial strains Acidithiobacillus ferrooxidans and Acidithiobacillus thiooxidans were recovered from an acidic mine drainage. These bacteria were sub-cultured and acclimated in medium containing PCBs. Biologically oxidized Fe3+ from Fe2+ in presence of A. ferrooxidans caused the mobilization of metals. This study evaluated the influence of three different conditions on Cu, Zn, Ni and Al bioleaching from PCBs by metal-adapted mixed bacterial culture of Acidithiobacillus ferrooxidans and A. thiooxidans. The experimental results demonstrate, that aeration and stirring had pronounced effect on copper, nickel and zinc bioleaching. It was revealed that the highest Zn (76%) and Cu (40%) recovery was obtained under combined conditions of both stirring and aeration. For nickel recovery (63%) aeration was found to be the most effective. On the other hand, no investigated condition was effective for Al bioleaching. The pH changes in all three different conditions during bioleaching were very similar and on day 7 reached pH over 2. It is concluded, that mixed bacterial culture of A. ferrooxidans and A. thiooxidans were able to grow in the presence of electronic waste. The results also pointed out the importance of Fe3+ on Cu, Zn and Ni recovery. Our experiments confirmed significant influence of different conditions on ferric ions concentration. Aeration had the most pronounced effect on the rapidly increase of Fe3+ concentrations after 12th day and reached the highest concentrations at the end of experiment.

PL

Obecnie prowadzone badania mają na celu sprawdzenie wyników zastosowania procesów bioługowania do mobilizacji metali nieżelaznych (Cu, Ni, Zn oraz Al) pochodzących z obwodów drukowanych (ang. skrót PCBs) z biologicznie wytwarzanymi żelazowymi roztworami kwasu siarkowego zawierającego żelazo. Użyto w tym celu szczepy bakterii Acidithiobacillus Ferrooxidans oraz Acidithiobacillus Thiooxidans, bakterie wydzielono z kwaśnego drenażu kopalnianego. Bakterie wyhodowano i przystosowano do medium zawierającego elementy obwodu drukowanego. W obecności bakterii A. ferroxidsans biologicznie utleniono Fe2+ do Fe3+, co spowodowało mobilizację metali. W trakcie badań oceniono wpływ trzech różnych warunków bioługowania Cu, Zn, Ni oraz Al pochodzących z obwodów drukowanych, przy pomocy mieszanych kultur bakterii z rodziny Acidithiobacillus ferrooxidans oraz A. Thiooxidans przystosowanych do warunków panujących w roztworze. Wyniki eksperymentu wykazały, że napowietrzanie oraz mieszanie mają znaczący wpływ na bioługownie miedzi, niklu oraz cynku. Odkryto, że największy udzysk Zn (76%) oraz Cu (40%) uzyskano dzięki połączeniu procesów zarówno mieszania, jak i napowietrzania. Największy wpływ na uzysk niklu (63%) miało napowietrzanie. Jednakże, nie odkryto żadnego warunku mającego wpływ na bioługowanie Al. Zmiany pH podczas bioługowania były porównywalne we wszystkich trzech przypadkach i podczas siódmego dnia ługowania pH wzrosło powyżej 2. Wywnioskowano, że mieszane kultury bakterii A. ferroxidans oraz A. thiooxidans są w stanie wzrastać w obecności odpadów elektronicznych. Wyniki również wykazały potrzebę obecności Fe3+ w procesie odzysku Cu, Zn oraz Ni. Przeprowadzone badania potwierdziły istotny wpływ różnych warunków na stężenie jonów żelazowych. Najbardziej zauważalny wpływ na dynamiczny wzrost stężenia Fe3+ po dwunastym dniu procesu miało napowietrzanie, stężenie Fe3+ osiągnęło największe stężenie pod koniec eksperymentu.

14

Lithium bioleaching from lepidolite using the yeast Rhodotorula Rubra

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

Inżynieria Mineralna

|

2015

|

R. 16, nr 1

1--6

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.

15

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.

16

Badania wpływu różnych dodatków na odzysk miedzi w procesie bioługowania rudy łupkowej w kolumnie

Barańska J., Sadowski Z.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2015

|

nr 2

147--156

PL

Bioługowanie rud na hałdzie stało się komercyjnym procesem, pozwalającym na odzysk metalu z ubogich surowców mineralnych. Proces bioługowania prowadzony na hałdzie jest uzależniony od czynników mikrobiologicznych, chemicznych i hydrodynamicznych. W pracy zostały przedstawione wyniki testów prowadzonych w kolumnie z upakowanym złożem, zawierającym rudę i dodatki. Ustalony został wpływ różnych dodatków (piryt, siarka, szkło i polietylen) na stopień odzysku miedzi z rudy łupkowej. Do badań zostały użyte bakterie Acidithiobacillus ferrooxidans, pochodzące z własnej kolekcji. Bakterie były hodowane na dwóch pożywkach – 2K i 9K. Surowcem użytym w badaniach był odpad z pierwszego czyszczenia, pochodzący z Zakładu Wzbogacania Rud Lubin. Materiał ten zawierał najwięcej minerałów wchodzących w skład rudy łupkowej. Doświadczenia przeprowadzono, stosując różne ilości dodatków do złoża rudy, znajdującej się w kolumnie. Badania wskazały na istotną rolę, jaką odgrywa immobilizacja (unieruchomienie) komórek bakteryjnych na powierzchni ciał stałych w procesie bioługowania. Określony został wpływ warunków hydrodynamicznych istniejących w porowatym złożu na odzysk miedzi. W optymalnych warunkach odzysk miedzi przekroczył 70% po 14 dniach prowadzenia procesu bioługowania.

EN

Heap bioleaching is a well establish commercial process for metal recovery from low-grade ores. Bioleaching process carried out in the heap is influenced by microbiological, chemical, and hydrodynamic factors. In this paper, the column tests data are presented. The effect of various additives (pyrite, sulphur, glass, and polyethylene) to the black ore on the copper recovery during the black shale bioleaching has been evaluated. For the bacteria growth two different media (2K and 9K) were used. The ore material selected for the bioleaching experiments was taken from the industrial flotation circuit (middlings from 1st cleaning) from Lubin Concentrator. The bioleaching tests were conducted with different amounts of additives which were added to the column packed with black shale ore. These experiments reveal that the microbial cells immobilization has an effect on the copper recovery. The role of hydrodynamic conditions in porous media is also described in the context of copper recovery. Under the optimal conditions, the extraction of copper was obtained more than 70% in 14 days, which is better than bioleaching without additives.

17

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.

18

Nickel Recovery from Printed Circuit Boards Using Acidophilic Bacteria

Mrazikova A., Marcincakova R., Kadukova J., Velgosova O.

Inżynieria Mineralna

|

2014

|

R. 15, nr 2

51--54

EN

Electronic waste consists of a mixture of various metals particularly copper, aluminium, nickel, iron and steel. In addition to various hazardous materials, e-waste also contains valuable and precious materials but also different types of plastics and ceramics. Mechanical and pyrometallurgical recycling of electronic waste are not only energy and cost intensive but also generate atmospheric pollution through the release of dioxins and furans or high volumes of effluents. It is of real interest to find new technologies on metal recovery from e-waste which are not only economically appropriate but also environmentally friendly. One of the promising technologies for metal extraction from primary and secondary sources appears to be biohydrometallurgy. Acidophilic bacteria from genera Acidithiobacillus are among the most utilized bacteria in metal dissolution from low-grade ores and waste. The mixed bacterial culture of Acidithiobacillus ferrooxidans and Acidithiobacillus thiooxidans were investigated in nickel bioleaching from printed circuit boards (PCBs). As the leaching medium a nutrient medium wit the initial pH 1.5 was used. Ferrous iron and elemental sulphur served as energy sources for microbial growth. The acidophilic bacteria were isolated from acid mine drainage water in Smolnik in Slovakia and prior to bioleaching process they were grown in the presence of PCB waste. The highest nickel bioleaching efficiency (86 %) was reached on day 10 using the mixture of the acidophilic bacteria. In the absence of bacteria 36 % Ni at most was dissolved. The results from these studies demonstrate that nickel may be recovered from printed circuit boards by microbial leaching using mixed adapted consortium of mesophilic bacteria. Pre-adaptation of microorganisms to PCBs waste can enhance bioleaching process since this kind of waste is too toxic for them.

PL

Odpady elektroniczne składają się z mieszaniny różnych metali szczególnie miedzi, aluminium, niklu, żelaza i stali. Oprócz różnych materiałów niebezpiecznych, odpady elektroniczne zawierają również cenne i szlachetne materiały, ale również różne rodzaje tworzyw sztucznych i ceramiki. Recykling mechaniczny i pirometalurgiczny odpadów elektronicznych są nie tylko energochłonne i kosztowne, ale także generują zanieczyszczenia powietrza poprzez uwalnianie dioksyn i furanów oraz dużej ilości ścieków. Szczególnie ważnym jest więc znalezienie nowych technologii w zakresie odzysku metali z odpadów elektronicznych, które są nie tylko właściwe z ekonomicznego punktu widzenia, ale również przyjazne dla środowiska naturalnego. Jedną z obiecujących technologii ekstrakcji metali ze źródeł pierwotnych i wtórnych wydaje się być biohydrometalurgia. Kwasolubne bakterie z rodzaju Acidithiobacillus są jednymi z najczęściej wykorzystywanych bakterii w rozpuszczaniu metalu z rud niskiej jakości oraz odpadów. Mieszana kultur bakterii Acidithiobacillusferrooxidans i Acidithiobacillusthiooxidans zbadana została w procesie bioługowaniu niklu z obwodów drukowanych (PCB). Jako czynnik ługujący zastosowano pożywkę o pH początkowym 1,5. Jony żelaza (II) i siarka elementarna służyły jako źródło energii dla wzrostu drobnoustrojów. Kwasolubne bakterie wyizolowano z kwaśnej drenażowej wody kopalnianej w Smolniku na Słowacji i przed procesem ługowania biologicznego były hodowane w obecności odpadów PCB. Najwyższą skuteczność bioługowania niklu (86%) osiągnięto w dniu 10 stosując mieszaninę kwasolubnych bakterii. W przypadku braku bakterii rozpuszczano maksymalnie 36% Ni. Wyniki tych badań wskazują, że nikiel można odzyskać z płytek obwodów drukowanych przez wymywania z użyciem mieszaniny przystosowanych drobnoustrojów - bakterii mezofilnych. Wstępna adaptacja drobnoustrojów do odpadów PCB może poprawić proces ługowania biologicznego, ponieważ ten rodzaj odpadów jest dla nich zbyt toksyczny.

19

Influence of bacterial culture to copper bioleaching from printed circuit boards

Mrazikova A., Marcincakova R., Kadukova J., Velgosova O.

Inżynieria Mineralna

|

2013

|

R. 14, nr 2

59--62

EN

Copper bioleaching from printed circuit boards (PCBs) by acidophilic bacteria of Acidithiobacillus ferrooxidans and mixed bacterial culture of Acidithiobacillus ferrooxidans and Acidithiobacillus thiooxidans was investigated. The bacteria were isolated from the acid mine drainage in Smolnik in Slovakia, grown and acclimated in the presence of PCB waste and consequently were used as bioleaching bacteria to solubilize copper from PCBs. The higher copper solubilization was mainly achieved by mixed bacterial culture. The higher copper bioleaching rate was observed in the first 14 days using mixed culture, when 60% of Cu bioleaching efficiency was achieved. In the case of the pure bacterial culture only 22% Cu was solubilized up to this day.

PL

Zbadano bioługowanie miedzi z obwodów drukowanych (PCB – printed circuit board) za pomocą kwasolubnych bakterii Acidithiobacillus ferrooxidans oraz mieszanych kultur bakterii Acidithiobacillus ferrooxidans i Acidithiobacillus thiooxidans. Bakterie wyodrębniono z kwaśnego drenażu kopalń w Smolniku na Słowacji, wyhodowano oraz zaklimatyzowano w obecności odpadów PCB i w konsekwencji użyto jako czynnika bioługującego w celu roztworzenia miedzi z PCBs. Wyższy stopień bioługowania miedzi został zaobserwowany w pierwszych 14 dniach używając kultur mieszanych, gdy to osiągnięto wydajność równą 60%. W przypadku czystych kultur bakterii wynik ten wyniósł jedynie 22%.

20

Extraction of metals from electronic waste by bacterial leaching

Willner J., Fornalczyk A.

Environment Protection Engineering

|

2013

|

Vol. 39, nr 1

197--208

EN

Electronic waste is usually processed by means of classical methods, i.e. in pyro- and hydro-metallurgical processes. However, new solutions for more economically and ecologically efficient recovery of metals are constantly being searched for. Biohydrometallurgy can become a promising technology of recovering metals from industrial waste. Bioleaching - one of the methods applied in that technology - is the subject of particular interest of many scientific centres. The paper presents the results of laboratory tests of bacterial leaching of metals from electronic scrap. It describes the mechanisms of this process and the factors influencing the chemical reaction. The paper also presents preliminary results of experimental studies on the copper bioleaching from electronic waste with the participation of Acidithiobacillus ferrooxidans bacteria.