Книга -

Выщелачивание металлов осуществляется специфической физиологической группой бактерий: мезоацидофильными, хемолитотрофными бактериями Thiobacillus ferrooxidans, Thiobacillus thiooxidans и Leptospirillum ferrooxidans. Бактерии Т. ferrooxidans окисляют восстановленные соединения серы до сульфатов, а ионы двухвалентного железа до ионов трехвалентного. Бактерии Т. thiooxidans способны окислять только восстановленные соединения серы, a L. ferrooxidans - только ионы Fe(II). В процессах выщелачивания возможно и активное участие бактерий p. Sulfolobus. В природных условиях выщелачивание осуществляется ассоциациями разных микроорганизмов.

Микроорганизмы, окисляющие сульфиды металлов, растут при рН 1,0-3,5 (Т. thiooxidans до рН 0,65). Для Т. ferrooxidans оптимальный рН 2,0. Эти микроорганизмы наиболее устойчивы к высокой концентрации тяжелых металлов в растворе. Т. ferrooxidans может переносить концентрации Fe²⁺ - 40 г/л, Cu²⁺ - 70 г/л, Zn²⁺ - 119 г/л, Ni²⁺ - 70 г/л.

Окисление микроорганизмами железа (И), находящегося в природных сульфидных минералах, - сложный процесс. Он состоит из следующих этапов: прикрепление бактерий к поверхности минерала, его деструкция, растворение серы, транспорт S⁰, Fe²⁺ или ионов других металлов в клетку и их окисление.

Прямое выщелачивание осуществляется в результате электрохимической коррозии, зависит от состава и структуры минералов и активируется бактериями. Бактерии ускоряют электрохимический процесс окисления S⁰ и Fe²⁺, снижая электродный потенциал сульфидов и повышая Eh среды. Окисление Fe²⁺ в присутствии бактерий ускоряется до 500 тыс. раз, а сульфидных минералов - в сотни и тысячи раз.

Прикрепляясь к окисляемому субстрату, бактерии воздействуют на электродный потенциал на его поверхности. При этом электродный потенциал снижается, а окислительно-восстановительный потенциал среды возрастает, т.е. создаются окислительные условия. Сульфид выступает как анод. При отсутствии бактерий электродный потенциал минерала и окислительно-восстановительный потенциал среды близки, сульфид не окисляется. В смеси различных сульфидных минералов, образующих гальванические пары, бактерии прежде всего окисляют сульфидные минералы с более низким электродным потенциалом. Халькопирит (CuFeS₂, электродный потенциал 0,5В) корродируется активнее пирита (FeS₂, электродный потенциал 0,6В) при их контакте: