Sülfürlü Bir Altın Cevherinin Karışık Asidofilik Kültürler ile Biyooksidasyonu
Hasan ÇİFTÇİ* Ata Utku AKÇİLSüleyman Demirel Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Maden Müh. Böl., 32260 ISPARTA
*Sorumlu Yazar Geliş Tarihi : 17 Haziran 2011
hasanciftci@sdu.edu.tr Kabul Tarihi : 14 Ağustos 2011
Özet
Biyooksidasyon yöntemi, gelişimleri için enerji kaynağı olarak ferros demiri ve/veya sülfürü kullanan asidofilik kemolitotrofik mikroorganizmaların faaliyetine dayanmaktadır. Bu çalışmada, karışık asidofilik mezofilik (Acidithiobacillus ferrooxidans+Acidithiobacillus
thiooxidans+Leptospirillum ferrooxidans), orta derecede termofilik (Sulfobacillus acidophilus+Sulfobacillus thermosulfidooxidans) ve
yüksek derecede termofilik (Acidianus brierleyi+Sulfolobus metallicus) kültürler kullanılarak sülfürlü bir altın cevherinin biyooksidasyonu ve biyooksidasyon boyunca ortam şartlarının mikroorganizmaların faaliyetlerine etkileri araştırılmıştır. Testlerde demir ve arsenik çözünme verimleri, sülfür oksidasyonu ve bakteri/arke gelişimleri gözlenmiştir. Yüksek katı oranlarında karışık mezofilik bakteri kültürünün daha iyi oksidasyon performansı gösterdiği gözlenmiştir. Yüksek derecede termofilik karışık kültürün düşük katı oranında (%5 ağırlık/hacim) diğer bakterilere göre oksidasyon performanslarının yüksek olduğu; fakat katı oranının artışı ile bu mikroorganizmanın oksidasyon performansının ve gelişme oranının azaldığı belirlenmiştir. Bakteri/arke kültürlerinin oksidasyon performanslarının bakterilerin/arkelerin gelişme verimleri ile paralellik gösterdiği gözlenmiştir. Erlenmayer flasklarda %20 katı oranında yapılan biyooksidasyon testlerinde ortalama demir çözünme/oksidasyon hızları 8,20-11,13 mg/L.saat arasında gerçekleşmiştir. Tüm katı oranlarında bakterilerin büyüme hızları 0,0101–0,0119 saat-1 olup, deneyler sonunda çözeltideki
bakteri sayıları 7,85x108-1,66x109 bakteri/ml arasında değişmektedir. Biyooksidasyon testleri sonucunda %5 katı oranında %77,11-87,35 arasında
sülfür oksidasyonu elde edilirken, %20 katı oranında sülfür oksidasyonu %37,95-55,22 aralığında gerçekleşmiştir. Anahtar Kelimeler: Biyooksidasyon, sülfürlü altın cevheri, mikroorganizma, asidofil.
Biooxidation of a Sulphidic Gold Ore by Acidophilic Mixed Cultures
Abstract
Biooxidation process is based on the activity of acidophilic chemolithoautotrophic microorganisms which are able to use ferrous iron and/or sulphur as their energy source. This study investigated the biooxidation of a sulphide gold ore using mixed acidophilic mesophilic (Acidithiobacillus
ferrooxidans+Acidithiobacillus thiooxidans+Leptospirillum ferrooxidans), moderately thermophilic (Sulfobacillus acidophilus+Sulfobacillus thermosulfidooxidans) and extremely thermophilic (Acidianus brierleyi+Sulfolobus metallicus) cultures and the effects of the biooxidation
conditions on the activities of the microorganisms during the biooxidation. In the tests, dissolution of arsenic and iron, degree of oxidation of sulphide moiety and growth of bacteria/archaea were monitored. At high pulp densities, mesophilic mixed bacteria were observed to display better oxidation performance than moderate and extreme thermophiles. The mixed extreme thermophile performed better than mesophiles and moderate thermophiles only at low pulp densities (5% w/v). However, their growth and oxidation performance were adversely affected by increasing pulp density. The oxidation performances of bacterial/archaeal cultures accorded with their growth yields. In the biooxidation tests performed in the Erlenmeyer flasks at 20% w/v pulp density, medium iron dissolution/oxidation rates were 8.20-11.13 mg/L.hr. As bacterial growth rates were 0.0101–0.0119 hr-1 at all pulp densities, the number of bacteria in the solution was changing between 7.85x108-1.66x109 bacteria/ml at the end of the
experiments. While sulphide oxidation obtained was between 77.11-87.35% at 5% (w/v) pulp density at the end of the biooxidation tests, sulphide oxidation was between the interval of 37.95-55.22% at 20% w/v.
Key words: Biooxidation, sulphidic gold ore, microorganisms, acidophile.
GİRİŞ
Biyooksidasyon, günümüzde refrakter sülfürlü altın cevher ve konsantrelerinin oksidasyonu için kanıtlanmış endüstriyel bir yöntemdir. Sülfürlü cevher ve konsantrelerin biyooksidasyonunda, altını kuşatan sülfürlü minerallerin kristal kafesinin bozundurulmasında asidik çözeltilerde demir ve sülfür oksitleyici mikroorganizmalar kullanılmakta ve böylece geleneksel siyanür liçi ile kazanım için kuşatılmış altın “serbest” hale getirilmektedir [1, 2].
Biyooksidasyon işleminde asidik ortamda ve farklı sıcaklıklarda gelişen farklı bakteri kültürleri kullanılmaktadır. Bu tür bakteriler, gelişimleri ve faaliyetlerini sürdürebilmeleri için gerekli enerjiyi demir(II)’yi ve/veya sülfürü oksitleyerek elde etmektedirler. Biyooksidasyon işleminde kullanılan mikroorganizmalar; mezofilik, orta ve yüksek derecede termofilik kültürler olmak üzere üç guruba ayrılmaktadırlar. Mezofilik bakteriler, optimum olarak yaklaşık 30-40 oC sıcaklık
aralığında gelişmektedirler. Bu grupta yer alan en önemli ve liç işleminde en fazla kullanılan bakteriler Acidithiobacillus
ferrooxidans, Acidithiobacillus thiooxidans, Leptospirillum ferrooxidans’tır. Orta derecede (moderately) termofilik bakteriler optimum olarak 45-55 oC sıcaklık aralığında
gelişmekte olup, bu grubun en fazla bilinen türleri Sulfobacillus thermosulfidooxidans ve Sulfobacillus acidophilus’tur. Yüksek derecede (extremely) termofilik kültürler ise 60-80 oC arasındaki
sıcaklıklarda gelişimlerini sürdürmektedirler. Termofilik kültürler; Sulfolobus sp., Acidianus sp., Metallosphera sp. ve Sulfurococcus sp. olmak üzere dört gruba ayrılmaktadırlar [3, 4]. Özellikle mezofilik demir ve sülfür oksitleyici bakteriler (Acidithiobacillus ferrooxidans, Leptospirillum ferrooxidans ve Acidithiobacillus thiooxidans), orta ve yüksek derecede termofilik kültürler sülfürlü cevher ve konsantrelerin biyoliçinde/biyooksidasyonunda geniş bir şekilde kullanılmaktadırlar. Bakteri popülasyonunun biyooksidasyon şartlarıyla yakından ilişkili olduğu görülmektedir. Belirlenmiş biyooksidasyon şartları altında bakteri popülasyonundaki potansiyel etkileşimleri ve bakteri kültürlerinin rolünü anlamak, biyooksidasyon prosesinin verimini arttırmak için gereklidir.
Altının kapanım halinde bulunduğu sülfürlü minerallerin siyanürleme öncesi oksitlenmesi işlemlerinde geleneksel bir yöntem olan kavurma metodu, oluşan gazların (SO2, As2O3 vd.) tutulması zorunluluğundan kaynaklanan ekonomik ve çevresel faktörler yüzünden güvenilirliğini yitirmiştir. Basınç oksidasyonu yöntemi, yüksek tenörlü ve sülfürlü minerallerin tamamen bozundurulması gereken cevherler için oldukça uygun bir proses olmasına karşın, kullanılan otoklavlar ve oksijen tesisine olan gereksinimden ötürü prosesin ilk yatırım maliyeti oldukça yüksektir. Ayrıca yüksek basınç ve sıcaklıktan dolayı gerekli güvenlik önlemlerinin alınması zorunluluğu, yöntemin işletme maliyetini de arttırmaktadır. Kimyasal oksidasyon yöntemleri laboratuvar veya pilot ölçekte uygulanmış olmasına karşın, tesis ölçekte uygulamaları bulunmamaktadır [5, 6]. Biyooksidasyon işlemi ise; çevresel açıdan daha uygun olması, düşük yatırım ve işletme maliyeti, yüksek sıcaklık veya yüksek basınçlarda çalışan ekipmanlara ihtiyaç duymaması, tesis tasarımındaki basitlikten dolayı işletmeye geçiş süresinin kısa sürmesi, yüksek rezervli ve düşük tenörlü refrakter altın cevherlerinin ön zenginleştirme işlemine tabi tutulmadan ucuz bir şekilde biyooksidasyon işleminin (yığın liçi) uygulanması gibi avantajları bulunmaktadır [5, 7-9].
Bu çalışmada, asidofilik, karışık mezofilik MESM1 (Acidithiobacillus ferrooxidans + Acidithiobacillus thiooxidans +Leptospirillum ferrooxidans), karışık orta derecede termofilik MODM (Sulfobacillus acidophilus+Sulfobacillus thermosulfidooxidans) ve karışık yüksek derecede termofilik EXTM (Acidianus brierleyi+Sulfolobus metallicus) kültürler kullanılarak sülfürlü bir altın cevherinin biyooksidasyonu ve biyooksidasyon boyunca ortam şartlarının mikroorganizmaların faaliyetlerine etkileri araştırılmıştır.
MATERYAL ve YÖNTEM
Bu çalışmada kullanılan altın cevheri, Erzincan ilinin Çukurdere bölgesinden temsili olarak alınmıştır. Yapılan analizler sonucunda temsili numunenin 6,67 g/t Au, %6,05 S, %4,56 Fe, %0,21 As içerdiği belirlenmiştir. Cevherin sülfürlü mineraller olarak yaklaşık %8 pirit (FeS2), %1,2 kalkopirit
(CuFeS2) ve %0,45 arsenopirit (FeAsS) içerdiği tespit edilmiştir [10]. Cevher numunesi, SDÜ Jeotermal Enerji, Yeraltısuyu ve Mineral Kaynakları Araştırma ve Uygulama Merkezi
Lab.’da Fritsch marka çeneli kırıcıda kırılmış ve Fritsch marka Pulverisette 9 model tungsten karbit içerikli titreşimli halkalı değirmende %100’ü –106 µm olacak şekilde öğütülmüştür.
Deneysel çalışmalarda asidofilik tipte karışık mezofilik, orta ve yüksek derecede termofilik kültürler kullanılmıştır. Bakteri ve arke kültürlerinin tamamı, Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ, Almanya)’den saf kültürler olarak temin edilmiştir. Saf bakteri ve arke kültürleri uygun sıcaklık ve besi yerlerinde geliştirildikten sonra biyooksidasyon deneyleri öncesinde aynı hacimsel oranlarda alınarak karışık kültürler oluşturulmuştur. Karışık mezofilik bakteri kültürü (MESM1); Acidithiobacillus ferrooxidans (DSM 583), Acidithiobacillus thiooxidans (DSM 504) ve Leptospirillum ferrooxidans (DSM 2705) kültürlerini içermektedir. Sulfobacillus acidophilus (DSM 10332) ve Sulfobacillus thermosulfidooxidans (DSM 11920) bakteri kültürleri ile karışık orta derecede termofilik bakteri kültürü (MODM) ve Acidianus brierleyi (DSM 1651) ve Sulfolobus metallicus (DSM 6482) kültürleri ile karışık yüksek derecede termofilik kültür (EXTM) hazırlanmıştır.
Biyooksidasyon deneyleri; 270 ml besin ortamı, 30 ml aşılama (besiyerinde çoğaltılmış karışık kültürler) ve %5, %10, %20 (ağırlık/hacim) cevher içeren 500 ml’lik Erlenmayerlerde gerçekleştirilmiştir. Aşılamadan önce çözelti 121 oC ve 1 atm basınç altında 15 dak otoklavda bekletilerek
sterilizasyon sağlanmıştır. Erlenmayerler, bakteri ve arkelerin en uygun gelişme sıcaklığına (Çizelge 1) ve 150 dev/dak’ya ayarlanmış SANYO Gallenkamp marka çalkalamalı inkübatöre yerleştirilmiştir. Ayrıca bakteri/arke içermeyen kontrol testleri de steril şartlar altında gerçekleştirilmiştir. Tüm deneysel çalışmalarda analitik saflıkta kimyasallar (Merck) ve ultra saf su kullanılmıştır.
Biyooksidasyon deneyleri boyunca erlenmayerlerden periyodik olarak steril koşullarda üç günde bir 3 ml örnek alınmıştır. Alınan numunelerde rutin olarak pH, bakteri/ arke sayısı, toplam demir ve arsenik analizleri yapılmıştır. Çözeltilerin pH’ı Orion marka 420A+ pH/mV/ORP cihazı ile belirlenmiştir. Bakteri/arke sayısı SOIF marka trinoküler mikroskopta Petroff-Hausser ve Thoma Lamları kullanılarak direkt mikroskobik sayım yöntemi ile saptanmıştır [11, 12].
Çizelge 1. Biyooksidasyon deneylerinde uygulanan sabit ve
değişken parametreler Parametreler
Sıcaklık (sabit) 30 oC (Karışık mezofilik kültür için)
45 oC (Karışık orta derecede termofilik
kültür için)
68 oC (Karışık yüksek derecede
termofilik kültür için) Karıştırma hızı (sabit) 150 devir/dakika pH (başlangıç) 2,0-2,3 Süre (sabit) 18 gün (432 saat) Katı oranı (değişken) %5, %10, %20 Bakteri/arke tipi
(değişken)
Karışık mezofilik bakteri kültürü (MESM1)
Karışık orta derecede termofilik bakteri kültürü (MODM)
Karışık yüksek derecede termofilik kültür (EXTM)
Toplam demir ve arsenik analizleri, SDÜ Jeotermal Enerji, Yeraltısuyu ve Mineral Kaynakları Araştırma ve Uygulama Merkezi Lab.’da bulunan Perkin Elmer marka Optima 2100 DV model İndüktif Eşleşmiş Plazma-Optik Emisyon Spektrometresi (ICP-OES) cihazı ve SDÜ Deneysel ve Gözlemsel Araştırma ve Uygulama Merkezi Lab.’da Perkin Elmer marka Optima 5300 DV model İndüktif Eşleşmiş Plazma-Optik Emisyon Spektrometresi (ICP-OES) cihazı ile ölçülmüştür.
BULGULAR VE TARTIŞMA
Karışık bakteri kültürleri ile farklı katı oranlarında gerçekleştirilen biyooksidasyon deneyleri boyunca demir (Fe) ve arsenik (As) çözünme hızları Şekil 1’de gösterilmiştir. Erlenmayerlerde yapılan biyooksidasyon testlerinde; karışık mezofilik kültür MESM1, karışık orta derecede termofilik kültür MODM ve yüksek derecede termofilik kültür EXTM ile %5 katı oranında yapılan deneylerde 432 saat sonundaki ortalama demir çözünme hızları 3,71-4,39 mg/L.saat arasında elde edilmiştir (Şekil 1). Şekil 1’den görüldüğü gibi, %5 katı oranında yapılan deneylerde en yüksek demir çözünme hızı EXTM karışık kültürünün varlığında gerçekleştirilmiştir. Katı oranının artışıyla EXTM kültürünün oksidasyon performansının MESM1 ve MODM kültürlerine göre daha fazla azaldığı görülmektedir. Özellikle %20 katı oranında EXTM kültürü ile yapılan testlerde demir çözünme hızı diğer bakteri kültürlerine göre çok daha düşüktür. Demir ve arsenik çözünme hızları açısından bakıldığında katı oranının artışının yüksek derecede termofilik EXTM kültürünün oksidasyon faaliyetlerini diğer bakterilere nazaran daha fazla olumsuz etkilediği söylenebilir. MODM bakteri kültürünün katı oranının artışından diğer bakteriler kadar olumsuz etkilenmediği Şekil 1’den görülmektedir. MODM kültürü ile %10 ve %20 katı oranlarında yapılan deneylerde diğer bakterilerden daha yüksek demir ve arsenik çözünme hızları elde edilmiştir. Demir çözünme hızları, katı oranının artışıyla orantılı olarak artmamıştır. Örneğin, MODM kültürü ile %5 katı oranında yapılan deneyde ortalama demir çözünme hızı yaklaşık 4 mg/L.saat iken, katı oranının 2 ve 4 kat arttığı %10 ve %20 katı oranlarında yapılan deneylerde demir çözünme hızları sırasıyla 1,73 ve 2,77 kat artmıştır.
Cevher numunesinin arsenik tenörünün düşük (%0,21) olmasından dolayı arsenik çözünme hızları %5 ve %10 katı
oranında yapılan testlerde birbirine yakın değerlerde olup, ortalama arsenik çözünme hızları sırasıyla 0,18-0,21 mg/L.saat ve 0,32-0,37 mg/L.saat arasında değişmektedir (Şekil 1).
MESM1, MODM ve EXTM kültürleri ile yapılan biyooksidasyon deneyleri sonunda oksitlenmiş cevherde sülfid oksidasyonu Şekil 2’de gösterilmiştir. Her bir katı oranında sülfid oksidasyonunun demir çözünme hızlarıyla paralellik gösterdiği görülmektedir (Şekil 1 ve 2). Biyooksidasyon deneylerinde %20 katı oranına göre %5 ve %10 katı oranlarında yapılan deneylerde oksitlenmiş cevherdeki sülfat içeriği daha fazladır (Çizelge 2). Bakteriler ile %5 ve %10 katı oranlarında yapılan deneylerde redoks potansiyelinin ve Fe(III)/Fe(II) oranının oldukça yüksek olması sebebiyle muhtemelen ferrik demir çökeltisinin (jarosit, (M+)Fe
3(SO4)2(OH)) meydana
gelmesi sonucunda oksitlenmiş cevherde sülfat içeriği artmış olabilir. Kontrol testlerinde ve sülfür oksitleyici At. thiooxidans ile yapılan biyooksidasyon deneylerinde redoks potansiyeli düşük olup, bu deneylerden elde edilmiş cevher numunelerinin sülfat içerikleri düşüktür. Bouffard ve Dixon, steril bakteri içermeyen kontrol testleri sonunda cevherdeki sülfat/elementer sülfür oranının 1,5 olduğunu ve bakterilerle yapılan deneylerde ise oksitlenmiş cevherdeki bu oranın 9’a yükseldiğini belirtmişlerdir [13].
Sülfürlü minerallerin biyooksidasyonunda meydana gelen kimyasal ve/veya biyolojik olarak gerçekleşen tepkimelerin bazılarında asit tüketilirken, bazılarında ise asit üretimi gerçekleşmektedir. Pirit, arsenopirit ve pirotin gibi sülfürlü minerallerin bakteriler tarafından oksidasyon reaksiyonları aşağıda verilen tepkimelerle özetlenebilir [14, 15]:
4FeS2 + 15O2 + 2H2O
→
bakteri 2Fe 2(SO4)3 + 2H2SO ( 1 ) 2FeAsS + 7O2 + H2SO4 + 2H2O
→
bakteri 2H3AsO4 + Fe2(SO4) (2) 4FeS + 9O2 + 2H2SO4
→
bakteri 2Fe 2(SO4)3 + 2H2O (3)Bu tepkimelerde de görüldüğü gibi sülfürlü minerallerin bakteriler ile oksidasyonu için ortamda önemli derecede oksijen gerekmekte ve tüketilmektedir. Pirotin ve arsenopiritin oksidasyonunda asit tüketilmesine karşın, piritin oksidasyonunda asit oluşumu olmaktadır. Sülfürlü minerallerin doğrudan oksidasyonuna ilave olarak, dolaylı kimyasal ve bakteriyel destekli tepkimeler, Tepkime 4-7’de verilmiştir [14, 16-18]: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 %5 %10 %20 Katı oranı M et al ç öz ünm e hı zı (m g/ L. saat ) .
MESM1-Fe MESM1-As MODM-Fe MODM-As EXTM-Fe EXTM-As
Şekil 1. Erlenmayerlerde MESM1, MODM ve EXTM kültürleri ile cevher numunesinin biyooksidasyonunda 432 saat sonundaki demir (Fe) ve arsenik (As) çözünme hızları
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 %5 %10 %20 Katı oranı S ül fid ok si das yonu (% )
MESM1 MODM EXTM
Şekil 2. Erlenmayerlerde MESM1, MODM ve EXTM kültürleri ile cevher numunesinin biyooksidasyonunda sülfid oksidasyonları
FeS2 + Fe2(SO4)3 + 2H2O + 3O2
→
kimyasal
3FeSO4 + 2H2SO4 (4)
2FeAsS + 2Fe2(SO4)3 + 3H2O + 2,5O2
→
kimyasal 2H 3AsO4 + 6FeSO4 + 2S0 (5) 4FeSO4 + 2H2SO4 + O2
→
bakteri 2Fe 2(SO4)3 + 2H2O (6) 2S° + 3O2 + 2H2O
→
bakteri 2H 2SO4 (7)Ayrıca biyooksidasyon boyunca arsenik(V)’in ferrik arsenat olarak (Tepkime 8) ve demir(III)’ün jarosit olarak çökelmesi (Tepkime 9) sonucunda asit oluşumu gerçekleşmekte, ortamda bulunan dolomit gibi karbonat mineralleri (Tepkime 10) ise asitle tepkimeye girerek asiti tüketmektedirler [14]. Tepkime 9’da gösterilen M; K+, Na+, NH
4+, H3O+ gibi tek değerlikli
katyonu ifade etmektedir. 2H3AsO4 + Fe2(SO4)3
→
kimyasal 2FeAsO 4 + 3H2SO4 (8) 3Fe2(SO4)3 + 12H2O + M2SO4
→
kimyasal2MFe3(SO4)2(OH)6 +
6H2SO4 (9)
CaMg(CO3)2 + 2H2SO4
→
kimyasal CaSO
4 + MgSO4 + 2CO2 +
2H2O (10)
Katı oranının artışıyla cevher üzerinde bakteri/arke büyümesi azalmıştır (Şekil 3). Tüm katı oranlarında mezofilik MESM1 kültürün büyümesi, MODM ve EXTM kültürlerine göre daha fazladır. MESM1 karışık kültürü ile %5 katı oranında yapılan deneyde elde edilen bakteri gelişiminin, MODM ve EXTM kültürlerine göre sırasıyla 1,26 ve 1,40 kat daha fazla olduğu Şekil 3’den görülmektedir. Konishi ve arkadaşları, piritin biyooksidasyonunda yüksek derecede termofilik A. brierleyi kültürünün spesifik gelişme hızının mezofilik At. ferrooxidans kültüründen 4 kat daha fazla olduğu belirtmişlerdir [19]. Ancak bu çalışmada, Konishi ve arkadaşları tarafından belirtilenin aksine Şekil 3’den de görüldüğü gibi sülfürlü minerallerin biyooksidasyonunda karışık mezofilik MESM1 kültürü, diğer mikroorganizmalardan (MODM ve EXTM) daha iyi bir gelişim göstermiş ve gelişme hızları daha yüksek elde edilmiştir. Katı oranının artışıyla bakterilerin büyümesi birbirine yakın gerçekleşmiştir.
SONUÇ VE ÖNERİLER
Yüksek katı oranlarında (%10-20 ağırlık/hacim) karışık orta derecede termofilik MODM bakteri kültürünün daha iyi oksidasyon performansı gösterdiği gözlenmiştir. Yüksek derecede termofilik karışık kültürün (EXTM) düşük katı oranında (%5 ağırlık/hacim) diğer bakterilere göre oksidasyon etkinliğinin yüksek olduğu; fakat katı oranının artışı ile bu mikroorganizmanın oksidasyon performansının ve gelişme veriminin azaldığı belirlenmiştir. Artan katı oranının olumsuz etkisinin; “bakteri sayısı/mineral miktarı” oranının düşük olması, çözeltideki artan metal iyon konsantrasyonlarının bakteri gelişimi üzerine yavaşlatıcı etkisi, bakteriler için gerekli O2, CO2 ve bazı besinlerin ortamda sınırlı şekilde bulunmaları
ve artan katı oranıyla birlikte mineral tanelerin bakteri/arke hücrelerine mekaniksel zarar vermesi sebebiyle olabileceği düşünülmektedir.
Bakteri/arke kültürlerinin oksidasyon performanslarının bakterilerin/arkelerin gelişme verimleri ile paralellik gösterdiği gözlenmiştir. Erlenmayer flasklarda %20 katı oranında yapılan biyooksidasyon testlerinde ortalama demir çözünme/oksidasyon hızları 8,20-11,13 mg/L.saat arasında gerçekleşmiştir. Tüm katı oranlarında biyooksidasyon deneyleri sonunda çözeltideki bakteri sayıları 7,85x108-1,66x109 bakteri/
ml arasında değişmektedir. Biyooksidasyon testleri sonucunda %5 katı oranında %77,1-87,4 arasında sülfür oksidasyonu elde edilirken, %20 katı oranında sülfür oksidasyonu %38,0-55,2 aralığında gerçekleşmiştir.
Teşekkür
Desteklerinden dolayı TÜBİTAK’a (107M194 no’lu proje) ve SDÜ Bilimsel Araştırma Projeleri Yönetim Birimi Başkanlığı’na (1154-D-05 no’lu proje) teşekkür ederiz. Cevher numunesinin temininde yardımları ve destekleri için Sayın İlhan Poyraz’a, deneysel çalışmalardaki teknik desteklerinden dolayı SDÜ Jeotermal Enerji, Yeraltısuyu ve Mineral Kaynakları Araştırma ve Uygulama Merkezi personeline, bilgi ve tecrübelerinden faydalandığımız Doç.Dr. Hacı Deveci’ye teşekkür ederiz.
KAYNAKLAR
[1] Lawrence, R.W., Bruynesteyn, A., 1983. Biological preoxidation to enhance gold and silver recovery from refractory pyritic ores and concentrates. CIM Bulletin. 76: 107.
[2] Lazer, M.J., Southwood, M.J., Southwood, A.J., 1986. The release of reafractory gold from sulphide minerals during bacterial leaching. In: Gold 100, Proceedings of the International Conference on Gold, SAIMM, Vol. 2, pp. 287-297, Johannesburg, South AfricaRawlings, D.E., 2002. Heavy metal mining using microbes. Annu. Rev. Microbiol. 56: 65-91.
[3] Olson, G.J., Brierley, C.L., Briggs A.P., Calmet, E., 2006. Biooxidation of thiocyanate-containing refractory gold tailings from Minacalpa, Peru. Hydrometallurgy. 81: 159-166.
[4] La Brooy, S.R., Linge, H.G., Walker, G.S., 1994. Review of gold extraction from ores. Minerals Engineering. 7: 1213-1241.
[5] Ubaldini, S., Veglio, F., Toro, L., Abbruzzese, A., 2000a. Combined bio-hydrometallurgical process for gold
0,0E+00 5,0E+09 1,0E+10 1,5E+10 2,0E+10 2,5E+10 3,0E+10 3,5E+10 %5 %10 %20 Katı oranı Bak ter i/A rk e gel iş im i ( hüc re/ g cev her ) .
MESM1 MODM EXTM
Şekil 3. Erlenmayerlerde MESM1, MODM ve EXTM kültürleri ile cevher numunesinin biyooksidasyonunda 432 saat sonundaki cevher üzerinde bakteri/arke gelişimleri
recovery from refractory stibnite. Minerals Engineering. 13: 1641-1646.
[6] Komnitsas, C., Pooley, F.D., 1989. Mineralogical characteristics and treatment of refractory gold ores. Minerals Engineering. 2: 449-457.
[7] Fraser, K.S., Walton, R.H., Wells, J.A., 1991. Processing of refractory gold ores. Minerals Engineering. 4: 1029-1041.
[8] Crundwell, F.K., 1995. The prediction of the bioleaching of refractory gold ores in a continuous plant from the batch data. Mineral Bioprocessing. 2: 17-39.
[9] Çiftçi, H., 2008. Refrakter altın cevher ve konsantrelerinin biyooksidasyonu, Doktora Tezi, SDÜ Fen Bilimleri Enst., Isparta, 356 s.
[10] Deng, T.L., Liao, M.X., 2002. Gold recovery enhancement from a refractory flotation concentrate by sequential bioleaching and thiourea leach. Hydrometallurgy. 63: 249-255.
[11] Harneit, K., Göksel, A., Kock, D., Klock, J.-H., Gehrke, T., Sand, W., 2006. Adhesion to metal sulfide surfaces by cells of Acidithiobacillus ferrooxidans, Acidithiobacillus thiooxidans and Leptospirillum ferrooxidans. Hydrometallurgy. 83: 245-254.
[12] Bouffard, S.C., Dixon, D.G., 2004. Evolution of bacterial community in a pyritic refractory gold ore column leaching environment. Mineral Processing and Extractive Metall. Rev. 25: 313-319.
[13] Dew, D.W., 1995. Comparison of performance for continuous bio-oxidation of refractory gold ore flotation concentrates. In: Biohydrometallurgical Processing. (eds. Jerez CA, Vargas T, Toledo H, Wiertz JV), Vol. II, pp. 239-251, University of Chile, Santiago.
[14] Suzuki, I., 2001. Microbial leaching of metals from sulfide minerals. Biotechnology Advances. 19: 119-132. [15] Bosecker, K., 1997. Bioleaching: metal solubilization by
microorganisms. FEMS Microbiology Reviews. 20: 591-604.
[16] Brandly, H., 2001. Microbial Leaching of Metals. In: Biotechnology, Vol. 10: Special Processes, pp.191-224, ISBN 3-527-28320-X, 606 p.
[17] Mishra, D., Kim, D-J., Ahn, J-G, Lee, J-C, 2004. Bacterial leaching of metals from sulfide minerals and industrial wastes. KIGAM Bulletin. 9: 48-57.
[18] Konishi, Y., Yoshida, S., Asai, S., 1995. Bioleaching of pyrite by acidophilic thermophile Acidianus brierleyi. Biotechnol. Bioeng. 48: 592-600.
