Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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.

2

Modelling of bioleaching kinetics of black shale ore based on changes of the surface area

Sadowski Z., Szubert A.

Chemical and Process Engineering

|

2010

|

Vol. 31, z. 1

107-118

EN

Black shale ore, originating from a copper mine near Lubin, Poland, was bioleached in columns, using autotrophic bacteria Acidithiobacillus ferrooxidans. The best copper recovery (84%) was obtained after 25 days of bioleaching. The kinetics of the bioleaching of copper bearing black shale ores was described using model equations based on changes of the surface area a of the leached ore. An average increase of surface area for ore particles was from 4.02 m2/g to 13.94 m2/g. It was found that the kinetics of the first stage of the process has an exponential character, whilst kinetics of the final stage is strongly limited by the character of the system. It was shown that the data obtained for the black shale ores fit to the model proposed in this study.

PL

Próbki łupkowej rudy miedzi z kopalni Lubin poddano bioługowaniu z użyciem bakterii Acidithiobacillus ferrooxidans. Po 25 dniach wyługowano 85% miedzi zawartej w rudzie. Kinetykę procesu bioługowania opisano za pomocą modelu, w którym podstawowym parametrem była zmiana powierzchni właściwej rudy w trakcie procesu. Zmiana powierzchni badanej próbki wyniosła od 4,02 m2/g do 13,94 m2/g. Ustalono, ze kinetyka pierwszego etapu procesu miała charakter wykładniczy, podczas gdy kinetyka drugiego okresu uzależniona była od badanego układu. Stwierdzono, że otrzymane wyniki doświadczalne są zgodne z zaproponowanym modelem.

3

Solvent extraction of valuable metals from pregnant leach solutions of cupriferous shale

Rotuska K., Chmielewski T.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2007

|

Vol. 41

365-372

EN

The pregnant solution after atmospheric leaching of cupriferous shale (middlings from Lubin Concentrator) with sulphuric acid and/or with sulphuric acid containing Fe(III) in the presence of oxygen were applied for solvent extraction experiments with several extractants. The solutions containing soluble sulphates of Cu(II), Zn(II), Ni(II), Co(II), Fe(II), Fe(IIII) and As as a contaminant. Aromatic hydroxyoximes, LIX 84, LIX 612 and LIX 984, were investigated as copper(II) extractants to evaluate their extraction and reextraction abilities. From the copper free raffinate Zn(II) was next extracted with di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid (D2EHPA). Additionally, cobalt(II) and nickel(II) were separated from the zinc-free raffinate with di-(2,2,4–trimethylpentyl)phosphinic acid (Cyanex 272). Industrial aromatic hydroxyoxymes used for copper(II) extraction were not sufficient selective and other metal ion species present in leach solutions were also transferred to the organic phase. The extractive recovery of Cu(II), Co(II) and Ni(II) was better for the solutions obtained from acidic leaching of shale in the absence of Fe(III) salts. The recovery of valuable metals was not satisfactory and further experiments are necessary to establish the optimal conditions of extraction and reextraction processes.

PL

Roztwory kwasu siarkowego po ługowaniu atmosferycznym półproduktu łupkowego (odpad I czyszczenia I ciągu ZWR Lubin) w obecności tlenu i żelaza(III) zastosowano do ekstrakcji metali przy użyciu różnych ekstrahentów. Roztwory zawierały rozpuszczalne siarczany Cu(II), Zn(II), Ni(II), Co(II), Fe(II), Fe(IIII) i As jako składnika niepożądanego. Aromatyczne hydroksyoksymy: LIX 84, LIX 612 i LIX 984 były stosowane jako ekstrahenty Cu(II). Z roztworu rafinatu pozbawionego Cu(II) ekstrahowano Zn(II) za pomocą kwasu di-(2-etylohexylo)fosforowego (D2EHPA). Ponadto, kobalt(II) i nikiel(II) były wydzielane z wolnego od cynku rafinatu za pomocą kwasu di-(2,2,4–trimetylopentylo)fosfonowego (Cyanex 272). Przemysłowe hydroksyoksymy aromatyczne użyte do ekstrakcji miedzi okazały się mało selektywne i obserwowano przenoszenie jonów innych metali do fazy organicznej. Odzysk ekstrakcyjny Cu(II), Ni(II) i Co(II) okazał się znacznie lepszy dla roztworów po ługowaniu pozbawionych obecności Fe(III). Odzysk metali użytecznych okazał się niezadowalający i potrzebne są dalsze systematyczne badania nad optymalizacją procesów ekstrakcji i reekstrakcji.

4

Pressure leaching of shale ore in oxygenated sulphuric acid

Wódka J., Chmielewski T., Ziółkowski B.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2007

|

Vol. 41

349-364

EN

The effect of initial temperature, sulphuric acid concentration and oxygen partial pressure on pressure leaching of shale fraction of copper ore is presented. Leaching was performed in the autoclave in the temperature range of 100 -180 C using oxygen as an oxidizing agent. Tailigs from 1st cleaning of Lubin Concentrator (ZWR Lubin) were used as a shale material exhibiting elevated contents of metals and organic carbon. Process was performed at sulphuric acid concentration from 20 to 50 g/dm3. The high efficiency of pressure leaching for copper, cobalt, nickel, iron and zinc from polimetallic shale middlings of the Lubin Concentrator was revealed.

PL

Przedstawiono badania wpływu temperatury, stężenia kwasu siarkowego i ciśnienia parcjalnego tlenu na ciśnieniowe ługowanie frakcji łupkowej rudy miedzi. Ługowanie prowadzono w autoklawie, pod ciśnieniem tlenu i w temperaturach od 100 do 180 C. Nadawę do ługowania ciśnieniowego stanowił odpad I czyszczenia i ciągu technologicznego ZWR Lubin, który jest materiałem łupkowym o podwyższonej koncentracji metali i węgla organicznego. Proces ługowania prowadzono w roztworach kwasu siarkowego o stężeniu od 20 do 50 g/dm3. W badaniach wykazano wysoką skuteczność procesu dla ługowania miedzi, kobaltu, niklu, żelaza i cynku z półproduktu łupkowego ZWR Lubin.

5

Presentation of the FP6 european project bioshale: exploitation of black shale ores using biotechnologies - polish case studies

d'Hugues P., Norris P. R., Johnson B., Grotowski A., Chmielewski T., Łuszczkiewicz A., Sadowski Z., Skłodowska A., Farbiszewska T.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2007

|

Vol. 41

373-385

EN

The Bioshale project, involving 13 partners throughout Europe, is co-funded by the European Commission under the FP6 program. The main objective of this project (which started in October 2004) is to identify and develop innovative biotechnological processes for "eco-efficient" exploitation of metal-rich, black shale ores. Three extensive deposits have been selected for R&D actions. These are: (i) a site (in Talvivaara, Finland) that, at the outset of the project, had not been exploited; (ii) a deposit (in Lubin, Poland) that is currently being actively mined, and (iii) a third site (in Mansfeld, Germany) where the ore had been actively mined in the past, but which is no longer exploited. The black shale ores contain base (e.g. copper and nickel), precious (principally silver) and PGM metals, but also high contents of organic matter that potentially handicap metal recovery by conventional techniques. The main technical aspects of the work plan can be summarized as: (i) evaluation of the geological resources and selection of metal-bearing components; (it) selection of biological consortia to be tested; (iii) assessment of bioprocessing routes, including hydrometallurgical processing; (iv) techno-economic evaluation of new processes from mining to metal recovery including social, and (v) assessing the environmental impacts of biotechnological compared to conventional processing of the ores. An overview of the main results obtained to date are presented, with special emphasis on the development of bioleaching technologies for metal recovery that can be applied to multi-element concentrates and black shale ores from Poland.

PL

Projekt BIOSHALE, obejmujący 13 partnerów z Europy, jest sponsorowany przez Unię Europejską w ramach programu FP6. Głównym przedmiotem badań w tym projekcie, który rozpoczął się w październiku 20Q4r., jest znalezienie i opracowanie innowacyjnego procesu biotechnologicznego, który umożliwi eksploatację w sposób ekologiczny rud łupkowych bogatych w metale. Badaniem poddane zostały trzy istniejące złoża. Są nimi: (i) złoże Talvivaara w Finlandii, które w momencie rozpoczęcia projektu nie było eksploatowane, (ii) złoże Lufaińskie w Polsce, które jest obecnie eksploatowane, (iii) trzecim miejscem były okolice miejscowości Mansfeld w Niemczech, gdzie została zakończona eksploatacja i pozostały hałdy odpadów. Rudy łupkowe zawierają metale takie jak: miedź, nikiel, metale szlachetne ( głównie srebro) oraz metale z grupy platynowców (PGM), a także duże ilości substancji organicznej, która uniemożliwia odzysk tych metali w sposób konwencjonalny. Głównymi aspektami pracy w projekcie są: 1. opis zasobów geologicznych i wydzielenie składników (rud) bogatych w metale, 2. wybór konsorpcjum bakteryjnego dla prowadzenia procesu biohigowania, 3. ocena procesu bakteryjnego ługowania łącznie z procesem hydrometalurgicznym, 4. opracowanie założeń techniczno-ekonomicznych nowego procesu odzysku metali, 5. ocena ryzyka zagrożenia środowiska naturalnego przez wprowadzenie procesu bazującego na biotechnologii w porównaniu do istniejących procesów. W pracy został dokonany przegląd najważniejszych wyników ze szczególnym wyróżnieniem technologii biohigowania w celu odzysku metali. Technologie tę mona będzie zastosować do przerobu wieloskładnikowych koncentratów i rud łupkowych w Polsce.

6

Comparison of kinetics of black shale bioleaching process using stationary and agitated systems

Sadowski Z., Szubert A.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2007

|

Vol. 41

387-395

EN

In the study, the kinetics of black shale ore bioleaching process, carried out in small column and tank reactor, was investigated. During all experiments the concentration of Cu2+ ions in the leaching solution was determined as a function of leaching time. Based on the results obtained, kinetics of bioleaching processes in the agitated tank reactor and column reactor were compared. The rate of bioleaching in column was similar to that in agitated tank. For the experiments in column, two different types of packing materials (plastic bullets and sawdust) were tested in order to improve the bed porosity. The results showed that sawdust was the best packing material used in this study.

PL

W pracy przedstawiono wyniki doświadczeń przeprowadzonych na dwóch próbkach rudy łupkowej o zawartości miedzi 7,04 % (próbka A) i 2,32 % (próbka B). Obie próby materiału do badań zostały dostarczone przez Centrum Badawczo-Rozwojowe KGHM Cuprum. Przeprowadzone doświadczenia miały za cel porównanie procesu bioługowania próbek rudy łupkowej, który był prowadzony z bioreaktorze z mieszaniem i w kolumnie ze złożem stacjonarnym. W przypadku bioługowania w kolumnie użyto dodatkowo dwóch wypełniaczy, to jest plastikowych kulek i wiórów drewnianych. Bioługowanie prowadzono z wykorzystaniem bakterii heterotrofowych (Streptomyces setoni i mieszanka C) i autotrofowych (Acidithiobacillus ferrooxidans). Otrzymane wyniki sugerują, że kinetyka procesu bioługowania w bioreaktorze był lepsza od kinetyki procesu w kolumnie. Procesy, prowadzone w kolumnach z wypełnieniem, były korzystniejsze w porównaniu z procesami bez użycia wypełnienia. Z zastosowanych dwóch materiałów wypełniających, trociny okazały się być lepszym wypełniaczem. Może to być spowodowane bardziej porowatą strukturą materiału w kolumnie, o czym świadczy większa szybkość przepływu medium ługującego.

7

Bioleaching of polish black shale

Grobelski T., Farbiszewska-Kiczma J., Farbiszewska T.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2007

|

Vol. 41

259-264

EN

Heterotrophic pretreatment combined with autotrophic bioleaching of Polkowice black shale were studied. Combination of these two processes was introduced as two-stage process which turned out to be more efficient in the terms of metals extraction. The sequence of preliminary heterotrophic and further autotrophic bioleaching was found as most reliable processing manner, since heterotrophic process provides the material’s surface area expansion, and therefore strong influences rate and efficiency of autotrophic leaching. Besides, it was found that tube bioreactors designed specially for hereby research ensure better processing condition than Erlenmeyer flasks in the terms of extraction speed and efficiency.

PL

Zostały przeprowadzone badania nad wykorzystaniem kombinacji procesów bioprzygotowania z użyciem bakterii heterotroficznych i bioługowania za pomocą bakterii autotroficznych próbek rudy łupkowej otrzymanej z kopalni Polkowice. Kombinacja tych dwóch procesów została przedstawiona jako proces dwu-stadialny, który zapewnia bardziej efektywniejszą ekstrakcje metali z surowca mineralnego. Kolejność realizacji procesu dwu-stadialnego okazała się być bardziej skuteczna, gdyż proces z użyciem heterotroficznych mikroorganizmów powoduje, że powierzchnia surowca staje się bardziej podatna na bioługowanie z użyciem autotroficznych mikroorganizmów. Dodatkowo zostało wykazane, że reaktory rurowe, specjalnie zaprojektowane do tych badań, były lepsze w porównaniu do procesu realizowanego w kolbach stożkowych.

8

Bio-beneficiation of multimetal black shale ore by flotation

Langwaldt J., Kalapudas R.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2007

|

Vol. 41

291-299

EN

Within the framework of the EU co-funded Bioshale project the bio-benefication of multimetal black shale ore was studied. The EU-co-funded Bioshale project aims to define innovative biotechnological processes for "eco-efficient" exploitation of black shale ores. The ore sample was from the Talvivaara deposit in Finland. In the black shale ore sample, the total amount of sulphides was 31.5% of which the Ni-minerals pentlandite and altered pentlandite is 0.52%. Nickel is distributed into pyrrhotite and oxidized pyrrhotite, 32.5%, and pentlandite and altered pentlandite, 66.0%. Other sulphides are chalcopyrite (Cu), sphalerite (Zn), pyrite (Co) and alabandite (Mn). The ore sample contanied 12.3% graphite as a fine mixture with other minerals. In standard flotation, a low grade sulphide concentrate with 0.67 % Ni and nickel recovery of 74 % was obtained from the studied black shale ore. The mass of concentrate was then 34.5% of the ore feed. The recoveries of copper and zinc were 91%, of cobalt 89% and of manganese 53%. The content of carbon in the concentrate was 11.3% as graphite represents a naturally floating harmful mineral in the ore. The bioflotation tests showed that collector chemicals, i.e xanthates, had to be supplied to achieve reasonable flotation results. Out of the three tested bacterial strains, Staphylococcus carnosus, Bacillus firmus and Bacillus subtilis, the minor hydrophobic strain S. carnosus yielded the best test results. However, results of bioflotation tests failed to substantially improve the product recovery or grade.

PL

W ramach programu "BIOSHALE", sponsorowanego przez Unię Europejską, badany był proces biowzbogacania polimineralnej rudy łupkowej. Celem projektu było opracowanie innowacyjnej metody eksploatacji rudy łupkowej w sposób przyjazny dla środowiska naturalnego. Ruda łupkowa pochodziła ze złoża Talvivaara zlokalizowanego w Finlandii. Próby rudy zawierały minerały siarczkowe, których całkowita zawartość wynosiła 31,5%. Nikiel znajdował się w pirotynie 32,5% i w pentlandycie 66.0%. Inne siarczki jakie występują w rudzie to chalkopiryt (Cu), sfaleryt (Zn), pirotyn (Co) i alabandyt (Mn). Próba rudy zawierała grafit w formie mieszaniny drobnych ziaren z innymi minerałami. W procesie flotacji rudy otrzymywano koncentrat siarczkowy o zawartości 0,67% niklu z uzyskiem 74%. Zagęszczenie nadawy na flotację wynosiło 34,5 %. Uzyski miedzi i cynku kształtowały się na poziomie 91% i 89%. Uzysk manganu wahał się na poziomie 53%. Zawartość węgla w koncentracie wynosiła 11,3%. Występował on w formie naturalnie flotującego grafitu. Próby bioflotacji pokazały, ze kolektor flotacyjny typu ksantogenian musi był zastosowany w celu uzyskania korzystnych wyników. Z trzech testowanych szczepów bakteryjnych: Staphylococus carnosus, Bacillus firmus i Bacillus subtilis najbardziej hydrofobowym szczepem okazał się być szczep Staphylococus carnosus, który dawał najlepsze wyniki flotacji. Jednakże, wyniki bioflotacji wskazują, że nie udało się w sposób istotny poprawić uzysk i wychód koncentratu flotacyjnego.

9

Kinetic study of biodegradation of organic matter extracted from black shale ore

Farbiszewska T., Farbiszewska-Kiczma J., Jażdżyk E., Sadowski Z., Szubert A.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2006

|

Vol. 40

317-325

EN

Microbial degradation of organic matter extracted from black shale ores was investigated. The kinetic models of biodegradation of organic compounds were discussed. The effect of chloroform on the rate of biomass growth was described. Our results suggested that the process of biodegradation of organic matter is rather slow. The Haldane kinetic model could be available to describe the kinetic of biodegradation of organic matter.

PL

Matryca organiczna, ekstrahowana z próbek mineralnych rudy łupkowej, poddana została procesowi biodegradacji. Do procesu biodegradacji użyto specjalnie przygotowanej mieszaniny bakterii. Na podstawie danych literaturowych przeanalizowano istniejące modele kinetyki procesu biodegradacji i uznano, że zmodyfikowany model zaproponowany przez Haldane będzie najlepszym dla opisu procesu. Modyfikacja wymaga zastąpienie stężenia substratu stężeniem produktu reakcji biodegradacji. To, czy jest możliwe, jako produkty użyć stężeni jonów metali, odpowiedz dadzą następne badania. Zbadano wpływ obecności chloroformu na proces biodegradacji i wzrostu mikroorganizmów. Wykazano, że obecność chloroformu pogarsza kinetykę procesu biodegradacji. Proces biodegradacji jest procesem powolnym.

10

Application of shrinking core model to bioleaching of black shale particles

Szubert A., Łupiński M., Sadowski Z.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2006

|

Vol. 40

211-225

EN

Four size fractions of a black shale ore originating from the Lubin Copper Mine (Southwestern Poland) were leached in a small column using autotrophic bacteria (Acidithiobacillus ferrooxidans). The best results of bioleaching were obtained for the most fine fraction, where the copper recovery was 84%, and the surface area of the ore increased from 4.50 m2/g to 13.74 m2/g. Based on the shrinking core model, a new model describing bioleaching of the black shale type ore in a column is proposed. The model is based on assumption of dependence of copper recovery and surface area increase during the process.

PL

Cztery klasy ziarnowe rudy łupkowej, otrzymanej z kopalni Lubin (Polska Miedź S.A.), zostały poddane procesowi bioługowania w kolumnie. Do procesu bioługowania wykorzystano autotroficzne bakterie Acidithibacillus ferrooxidans. W wyniku procesu bioługowania odzyskano 84 % miedzi z najdrobniejszej frakcji rudy (2,5-1,6 mm). W trakcie procesu bioługowania nastąpił wyraźny wzrost wielkości powierzchni właściwej ługowanych ziaren mineralnych. Początkowa wartość rozwinięcia powierzchni wynosiła 4,50 m2/g a po procesie bioługowania osiągnęła wartość 13,74 m2/g. Opracowany został nowy model bioługowania rudy łupkowej w kolumnie. Nowy model bazuje na istniejącym i opisanym w literaturze modelu kurczącego się rdzenia. Nowy model poprawnie opisuje otrzymane wyniki eksperymentalne.