En este trabajo de tesis se estudió la influencia catalítica de Sulfolobus metallicus en la
biolixiviación de calcopirita pura a 70ºC y pH 1,5. La lixiviación se realizó en medio
basal Norris en matraces agitados con muestras de calcopirita sintética y natural
molida entre -80 # + 120# de Andina. Las muestras fueron caracterizadas
monitoreando la concentración de cobre, ferroso, hierro total, sulfato y la población de
células en la solución. Se utilizó difracción de rayos x (DRX) para caracterizar los
sólidos. Se realizaron análisis por microscopía electrónica de barrido acoplado a
espectroscopía de energía dispersiva (SEM-EDS) para determinar la adherencia de las
células al mineral. Para evaluar separadamente la influencia de las células
planctónicas y las células adheridas en el proceso catalítico, en algunos experimentos
los microorganismos fueron impedidos de estar en contacto con la calcopirita
manteniéndolos en una cámara separada. Complementariamente, se estudiaron las
diferentes especies de azufre disueltas en solución por cromatografía lìquida a alta
presión (HPLC) en condiciones abióticas con aire o nitrógeno y en condiciones de
inoculación con Sulfolobus metallicus. Finalmente, se estudió a través de
espectrografía fotoelectrónica de rayos x (XPS) los cambios superficiales que ocurren
sobre la superficie de calcopirita sintética a 60ºC en ausencia (N2) y presencia de aire.
Los resultados indicaron que en ausencia de hierro inicial en la solución, la máxima
recuperación de cobre se obtiene cuando parte los microorganismos son capaces de
adherirse a la superficie de la calcopirita, seguido por el caso abiótico aireado y
finalmente el caso abiótico anaeróbico (donde casi no se produce disolución). Se
determinó además que es necesaria la adherencia de una parte de la población de
microorganismos a la superficie del mineral para aumentar la velocidad de lixiviación
de la calcopirita y para mantener la población de microorganismos. Esta adherencia
comienza en las grietas sobre la superficie y luego ocurre de manera heterogénea
sobre la superficie.
Se estableció que el mecanismo de acción de los S. metallicus sobre calcopirita podría
ser el siguiente: una parte de los microorganismos que se han adherido a la calcopirita
producen un compuesto intermedio, tiosulfato, que los microorganismos que quedan
libres en la solución oxidan a sulfito y bisulfito que finalmente pasa a sulfato. Además,
estos microorganismos oxidan Fe+2 a Fe+3 producido por la disolución de la calcopirita.
En el caso en que se agrega inicialmente 1 g/l de Fe
+3 a la solución, la máxima
recuperación de cobre se obtiene en el caso abiótico aireado seguido por los casos
inoculados y finalmente el caso abiótico anaeróbico. El mecanismo de disolución de la
calcopirita es principalmente química. En los casos inoculados, los microorganismos
toman el azufre o algún compuesto intermedio de azufre producido durante el proceso
férrico de disolución como fuente de energía y además regeneran el Fe+2 a Fe+3. En
cambio en los casos abióticos el mecanismo de disolución de la calcopirita viene dado
por la reducción del oxígeno sobre la superficie del mineral y el hierro presente en la
solución como ferroso (Eh bajo).
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/102019 |
| Date | January 2009 |
| Creators | Gautier Hill, Verónica Lucía |
| Contributors | Vargas Valero, José, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Departamento de Ingeniería Química y Biotecnología, Acevedo Bonzi, Fernando, Cifuentes Seves, Luis, Gracia Caroca, Francisco |
| Publisher | Universidad de Chile |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Chile, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/ |
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