Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of Different Plants Extracts on Silver Nanopar ticles Green Synthesis

Velgosova O., Mražíková A., Veselovský L., Willner J., Fornalczyk A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2019

|

Vol. 64, iss. 2

665--670

EN

Three plants extracts were used for biosynthesis of Ag nanoparticles (AgNPs). AgNPs nucleation process requires effective reduction agents which secure Ag+ to Ag0 reduction and also stabilizing/capping agents. The UV-vis and TEM observation revealed that the best results were obtained by R. officinalis leaf extract. The strong SPR band peak appeared at the wavelength 418 nm. Synthetized AgNPs were globular, fine (~20 nm), uniform and stabile throughout the experiment. A rapid rate of AgNPs synthesis was also significant and economically advantageous factor. Fine (10-20 nm) and globular nanoparticles were synthetized also by U. dioica leaf extract, but the stability of nanoparticles was not permanent. Despite V. vitis-idaea fruit extract contains a lot of reducing agents, UV-vis did not confirm the presence of AgNPs in solution. Synthetized Ag particles were very unstable, Ag particles agglomerated very fast and clearly indicated sediment was formed.

2

Control over the Biological Synthesis of Ag Nanoparticles by Selection of the Specific Algal Species

Sedlakova-Kadukova J., Velgosova O., Vosatka M., Lukavsky J., Dodd J., Willner J., Fornalczyk A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 3

1439--1442

EN

The application of green synthesis in the nano-science and technology is of great importance in the area of the preparation of various materials. In this work, three selected algal species Parachlorella kessleri, Dictyosphaerium chlorelloides and Desmodesmus quadricauda were successfully used for the preparation of silver nanoparticles (AgNPs). Presence of AgNPs was confirmed by UV-vis spectroscopy and transmission electron microscopy. AgNPs produced by P. kessleri had narrow size distribution and average sizes of 7.6 nm. However, nanoparticle production lasted for long time. Nanoparticle formation by D. chlorelloides was the fastest, although, their average sizes were 23.4 nm with broad size distribution. Nanoparticles produced by D. quadricauda had average sizes 23.9 nm but they were the least stable, aggregated and precipitated from solutions within 3 days. These results confirmed that the size distribution and mean diameter of the nanoparticles, crucial for various applications, can be controlled by the organism selection.

3

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.

4

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.

5

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.

6

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.

7

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.

8

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%.

9

Deformation of Cu-Al2O3 composite materials

Besterci M., Lachvac J., Velgosova O., Lesko A.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2000

|

z. 54 [179]

7-10

EN

Deformation processes of Cu-Al2OS composite materials prepared via powder metallurgy are assessed in the paper. Powder mixture was prepared by grinding of Cu and Al2O3 particles. After the compaction, materials were deformed by extrusion, forging and isostatic pressing. Qualitatively were evaluated their microstructural characteristics and quantitatively their mechanical properties. By comparison of mentioned three deformation technologies it was found the isotropic microstructure in materials deformed by forging and isostatic pressing. Optimum properties (ultimate tensile strength and reduction of area) showed the materials deformed by hot isostatic pressing, which possessed low residual porosity ( <1 vol. %).