PROCESOS BIOQUIMICOS TALLER N°2

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En el caso de esta experiencia los aumentos de pH provocado por la acción indirecta de Acidithiobacillus ferrooxidans, es decir por la oxidación del sulfato ferroso, se controlaron por la adición de solución acida proveniente del reactor, en el cual se generaban protones originados de la reacción directa de Acidithiobacillus thiooxidans sobre el azufre elemental.

- ¿Por qué la solución aumenta de pH (se vuelve más ácido)? (7 puntos)

R: La solución aumenta de pH debido a que al utilizar un biorreactor generador de medio oxidante (ion Fe III) con Thiobacillus Ferrooxidans como microorganismo activo, y con azufre como sustrato no inerte, el cual genera como producto final ácido sulfúrico y así permite tener un pH bajo durante todo el proceso de biolixiviación se incrementan los depósitos de jarosita y disminuye la concentración del ion Fe III. Con lo cual se logra una extracción superior, pero aumenta el pH, lo cual conlleva a tener altas velocidades y rendimientos en la producción de ácido.

- ¿Por qué al agregar solución de Fe (II) se aumenta la velocidad de extracción? (7 puntos)

R: Aumenta la velocidad de extracción de cobre al adicionar Fe (II) a la solución biolixiviante, por la acción indirecta de los microorganismos la cual conlleva a la generación de sulfato férrico en la solución, el cual juega un rol primordial en el tratamiento hidrometalúrgico de los sulfuros, por ser un excelente agente oxidante. El sulfato férrico al reaccionar con el mineral, se reduce a sulfato ferroso para que nuevamente sea oxidado por los microrganismos hierro oxidantes, en este caso el microrganismo corresponde a Acidithiobacillus Ferrooxidans.

Para el caso particular de la calcopirita, en una solución que contiene ácido sulfúrico, un oxidante como el ion férrico y la presencia de microorganismos, las reacciones de oxidación serían las siguientes:

2 CuFeS2 + 17/2 O2 + H2SO4 2 CuSO4+ Fe2(SO4)3 +H2O

CuFeS2 + 2Fe2(SO4)3 CuSO4 + 5 FeSO4 + 2Sº

- De acuerdo a lo estudiado, explique cuáles son las reacciones directas e indirectas. (7 puntos)

R:

- Mecanismos directos: esta medido por la acción bacteriana y en donde las reacciones químicas son catalizadas enzimáticamente (contacto físico de los microorganismos). La adherencia de la bacteria al mineral es un requisito para este mecanismo

Las bacterias respiran a partir de minerales, para que se produzca esto tiene que existir un dador y aceptor de electrones, esto se hace a través del oxígeno soluble, nitratos y sulfatos.

- Mecanismo indirecto: el hierro (iii) disuelve el mineral sulfurado produciendo iones de hierro (ii) y azufre elemental. Después estas especies químicas se oxidan a hierro (iii) y a ion sulfato, este mecanismo no necesita adherencia de bacterias al mineral.

- Redacte una conclusión en no más de 20 líneas. (15 puntos)

A partir del “paper” estudiado puedo decir que el uso combinado de dos tipos de baterías de thiobasillus que permiten y aumentan los procesos de biolixiviación, por otro lado los resultados reflejaron mayores recuperaciones de CU durante el proceso, donde el Thiobacillus thiooxidans permite una disolución inicial rápida de hierro y el mantenimiento de un valor de pH suficientemente bajo durante todo el proceso, mientras que la Thiobacillus Ferrooxidans genera un oxidante capaz de atacar especies de cobre refractarias al ataque ácido.

Además se observó una alta concentración de oxidante en solución, aún al final del proceso, y una cantidad muy pequeña de depósitos de jarositas en los biorreactores y sobre el mineral.

No obstante el uso de dos biorreactores independientes, el crecimiento no competitivo y controlado de ambos Thiobacillus muestran resultados que implican una disolución de CU cuatro veces superior a la de un ensayo estéril de igual valor inicial de pH después de 42 días de iniciado el proceso, demostrando la eficiencia de la complementación de las baterías en este proceso de biolixiviación.