Indice
1.
Introducción
2. Aspectos
experimentales
3. Resultados
4. Discusión
5. Referencias
La oxidación biológica de sulfuros es una
emergente tecnología que
aprovecha la capacidad oxidativa y de solubilización de
metales que
posee cierto grupo de
bacterias ,
principalmente Acidithiobacillus ferrooxidans. La literatura es amplia en
señalar las características y principales ventajas del
proceso.
La aplicación industrial de la lixiviación
bacteriana o biooxidación debe considerar el correcto
manejo de los parámetros que lo rigen, en especial
aquellos que definen las esenciales condiciones ambientales para
el crecimiento de los microorganismos, que permite tener una cepa
bacterial adecuadamente adaptada a las condiciones de trabajo
presentes, favorables o adversas dentro de la
lixiviación.
Asimismo, se debe recordar que en aguas de mina, así como
en el inicio de la lixiviación, la concentración de
bacterias o
población bacterial es escasa, alcanzando
valores que
llegan a 104 bacterias por mililitro de
solución, por lo que es necesario incrementar la misma a
valores
más altos (108 – 109
bacterias/ml) para tener una mayor colonización del
material.
Se realizaron dos corridas experimentales:
a.- Aislamiento y adaptación en medio líquido
TK
El aislamiento de los microorganismos lixiviantes se
realizó siguiendo los pasos establecidos en Guerrero, J.J.
(1990). Para el efecto se tomaron 100 mililitros de agua de mina,
la que se sometió a microfiltración para concentrar
la población bacteriana presente.
Este concentrado sirvió de inóculo para el cultivo
en medio básico de sales con
FeSO4.7H2O como fuente energética
(MBS+Fe). El crecimiento bacteriano se evidenció por un
cambio de
coloración en la solución, indicando la
oxidación del Fe+2 hacia Fe+3. El
pH inicial fue
de 1.9, y se cultivó a temperatura
ambiente y sin
agitación. La solución obtenida sirvió, a su
vez, como inóculo para todas las pruebas
experimentales.
Posteriormente, se llevaron a cabo tres pruebas en
medio líquido (MBS+Fe) a diferentes condiciones de
temperatura y
adición de aire,
evaluándose el aumento en la población bacteriana
en función
del tiempo. Las
condiciones experimentales fueron: 30 ml de solución
bacterial más 70 ml de MBS+Fe en frascos erlenmeyer de 250
ml.
Las variables
evaluadas fueron:
Prueba 01: cultivo a temperatura ambiente
(15º C), sin agitación.
Prueba 02: cultivo a 30º C, sin agitación.
Prueba 03: cultivo a temperatura ambiente (15º C) y
agitación con aire.
La evaluación
de la población bacterial se realizó mediante
conteo microscópico directo, empleando una cámara
hemacitométrica o de Neubauer. La población inicial
fue de 7.3 x 107 bacterias/ml. La evaporación
fue compensada con agua
destilada.
b.- Ataque a mineral
Para las pruebas de ataque bacterial al material de estudio se
utilizó mineral sulfurado molido completamente a malla
–325, con una ley de cabeza de
22.4% Fe, 0.46% Cu, 0.29% Pb. El proceso
adaptativo se realizó en tres etapas. Entre cada etapa,
transcurrido cierto tiempo, se
tomó un volumen de
solución que sirvió de inóculo para la
siguiente (transferencias). Para cada caso se utilizó
solución nutriente (MBS) sin fierro, ya que se encuentra
en el mineral. La evaporación fue compensada con la
adición de agua destilada. La agitación se
realizó mediante el ingreso de aire directamente al
interior de los frascos. Se trabajo a temperatura ambiente.
Las condiciones de cultivo fueron:
- Etapa I: Cultivo Inicial con mineral
- Volumen solución bacterial más
nutrientes 475 ml - Mineral (-325) 25 gr
- Tiempo (días) 27
Luego de transcurridos diez días de tratamiento,
se tomó un volumen
determinado de solución como inóculo para la
primera transferencia (Etapa II)
- Etapa II: Primera Transferencia
- Volumen solución bacterial más
nutrientes 470 ml - Mineral (-325) 30 gr
- Tiempo (días) 22
Para la etapa III se procedió de la misma manera
que en la etapa I
- Etapa III: Segunda Transferencia
- Volumen solución bacterial más
nutrientes 450 ml - Mineral (-325) 50 gr
- Tiempo (días) 15
Una vez concluidas las pruebas se procedió un
filtrado, secado y pesado de los relaves (residuos de
lixiviación) y análisis por su contenido de
fierro.
a.- Aislamiento y adaptación en medio
líquido TK
La evolución del crecimiento bacteriano se
caracterizó por el lento desarrollo
mostrado en las pruebas 01 y 02, a diferencia de la última
de ellas. Luego de 10 días de cultivo las poblaciones
bacterianas finales fueron:
Prueba 01: 8.40 x 107 bacterias/ml
Prueba 02: 9.05 x 107 bacterias/ml
Prueba 03: 1.50 x 108 bacterias/ml
b.- Ataque a mineral
Los resultados obtenidos luego de analizar los relaves
se pueden resumir en la siguiente tabla:
Etapa | Tiempo | Ley Fe (%) | Extracción Fe (%) |
I | 27 días | 22.2 | 3.75 |
II | 22 días | 22.4 | 7.10 |
III | 15 días | 20.55 | 11.16 |
En primer lugar, en la corrida a, es posible notar un
ligero incremento en la concentración poblacional
(bacterias/ml) en aquella prueba a la cual se le agregó
aire (prueba 03), en contraste con aquellas que carecieron de
este suplemento nutricional. Igualmente, es posible evidenciar,
entre las pruebas 01 y 02, una ligera diferencia en la segunda
prueba justificada por haber sido cultivada en un ambiente
temperado. Recuérdese que las temperatura óptima de
desarrollo de
las bacterias ferrooxidantes se encuentra establecida en los
35º C.
De otro lado, es necesario indicar que tanto la
temperatura como la provisión de O2 y CO2 (presentes en el
aire) son parámetros vitales para el desarrollo de los
microorganismos, aunque, para este caso particular, la
adición de aire resulta siendo más importante. Se
debe destacar que las pruebas se llevaron a cabo a una altitud
por encima de los tres mil metros sobre el nivel del mar, en la
sierra peruana.
En segundo lugar, de la corrida b, se desprende que la
adaptación vía transferencias sucesivas permite una
mayor obtención o disolución del metal de interés,
en este caso fierro, así como acortar el tiempo de
tratamiento, como puede notarse por la diferencia entre cada una
de las etapas del ataque bacteria al mineral.
- Bauer, J. L. ,1986. Lixiviación Bacteriana:
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Resumen
Los procesos
biotecnológicos aplicados a la industria
minera implican el empleo de
cierto grupo de
microorganismos con la capacidad de oxidar sulfuros
metálicos para la recuperación de los valores
contenidos en ellos.
Dentro de este marco, la adaptación de la biomasa
microbiana al mineral de estudio o de tratamiento permite activar
y mejorar la eficiencia de los
microorganismos en el proceso de disolución de
metales.
En el presente trabajo se presenta el efecto de la adición
de aire sobre el aumento de la población bacterial,
así como los efectos de la adaptación de los
microorganismos en la disolución y oxidación del
ión ferroso presente en un mineral. Los resultados
reportados indican la necesidad de una etapa previa de
adaptación en el tratamiento biológico de
minerales. Los datos presentados
pueden ser poco espectaculares pero permiten corroborar esta
afirmación.
Autor:
Biól. José J. Guerrero Rojas & Sonia C.
Olivera
Los Rododendros 246 – Urb. VIPOL – Correo Vipol ,
Callao 03 PERU