FeS2 - Rudada kechuvchi oksidlanish shart-sharoitlari sulfid minerallarining tanlab erishiga olib keladi, bunda...

|
Rudada kechuvchi oksidlanish shart-sharoitlari sulfid minerallarining tanlab erishiga olib keladi, bunda metallar va oltingugurt suvda eruvchi holatga o‘tadi
|
bet | 4/5 | Sana | 22.11.2023 | Hajmi | 56,91 Kb. | | #103505 |
Bog'liq dili6FeS2 + 7Fe2(SO4)3 + 8H2O 15FeSO4 + 8H2O (5)
Natijada elementar oltingugurt hosil bo‘ladi :
FeS2 +Fe2(SO4)3 3FeSO4 + 2S0, (6)
va undan, so‘ng bakteriyalar ishtirokida yuqori temir (III) sulfati va sulfat kislotagacha oksidlanadi:
4FeSO4 + O2 + 2H2SO4 Fe2(SO4)3 (7)
2S0 + 3O2 + 2H2O 2H2SO4 (8)
Shunday qilib, quyi temir (II) sulfatining va elementar oltingugurtning oksidlanish reaksiyalari natijasida, sulfid minerallarining oksidlovchilari – yuqori temir (III) sulfati va sulfat kislotasi hosil qiladi. Sulfid minerallarining oksidlanishi va tanlab eritish reaksiyalaridan tashqari, minerallar yuza qismiga hujayralarning ferment tizimlari ham ta’sir ko‘rsatadi. Bu sulfidlarning bakterial oksidlanishining tug‘ri boradigan mexanizmi, yoki “to‘g‘ri”, (to‘g‘ridan-to‘g‘ri) mexanizmi deyiladi.
Bakteriyalar sulfid minerallarini temir oksidlovchi tizimlari ishlamay qolgan sharoitlarda ham oksidlashi mumkin. Bunday holatlarda, mikroorganizmlar tomonidan minerallarning kristalik panjarasiga to‘g‘ridan tug‘ri ta’sir etishi natijasida oksidlanadi.Sulfid minerallarining bunday oksidlash mexanizmi hal qiluvchi hisoblanib, oksidlanmagan temirni, sulfid va elementar oltingugurtni oksidlanishida biokimyoviy reaksiyalar ikkinchi darajali bilvosita rolini bajaradi.
Lekin, ushbu mexanizmlarning sulfid minerallarining oksidlanishidagi hissasini aniqlash qiyin. Bunda, mikroorganizmlar ishtirokida, anorganik birikmalarning reaksiyalar natijasidagi o‘zgarishi bir xil tabiatga ega bo‘lgani hisobga olinadi va ular mineral yuzasida, yoki bo‘tananing suyuq fazasida kechadi.
Shuning uchun bakterial oksidlanish jarayoni va mineral substratning tanlab erishini shartli ravishda o‘zaro ta’sirlashuvchilar sifatida tasavvur qilish mumkin:
hujayralar va ularning chiqindi-metabolitlarini mineral yuzasidagi kristallik panjara elementlari bilan ta’siri;
hujayralarni, yuqoridagi elementlar va suyuq fazadagi chiqindi-metabolit mahsulotlari bilan ta’siri;
A.ferrooxodans bakteriyalarining sulfid minerallari yuzasida mustahkam joylashib olishi va o‘zaro munosabati birinchi bosqich bo‘lib, undan keyin anorganik substratning kimyoviy o‘zgarishi boshlanadi. Mikroorganizmlar har qanday yuzada o‘rnashib olish mumkinligi aniqlangan. Ularning adgeziyasi tanlanib yoki tanlanmay o‘tishi mumkin, musbat yoki manfiy zaryadlangan, gidrofob yoki gidrofil yuzalarda o‘rnashish mexanizmi irsiy programmalashtirilgan bo‘lib o‘ta murakkab. O‘rnashish mexanizmi uchun mas’ul deb hujayra plazmidalari hisoblanadi. Hujayralar adgeziyasida har-xil o‘zaro munosabatlar kuzatilishi mumkin bo‘lib u – shilliq kapsulasi yordamidagi yopishish va elektrostatik ko‘chlarning ta’siri ostida kechadi.
Sulfid yuzasida bakteriyalarning o‘rnashishini ta’minlash uchun bakteriya va mineral orasida shilliq kapsula bo‘lishi kerak va u nafaqat himoya vazifasini bajaradi, balki mineral bilan bo‘lgan jarayonlarda muhim omil bo‘lib xizmat qiladi. O‘rnashish, bakteriyadan ajralib chiqqan polimer komplekslar - lipopolisaxaridlar yordamida amalga oshadi: natijada mineral, sulfat kislotasigacha va Fe3+ ionigacha elektrokimyoviy jarayonlar hisobiga oksidlanib manfiy zaryadlangan mineral yuzasiga yopishadi. Organik komplekslar, hujayraning yig‘indi musbat zaryadini ta’minlaydi (uch musbat zaryadga ikkita manfiy zaryad tug‘ri keladi) va shuning bilan piritning manfiy zaryadlangan yuzasiga elektrostatik yopishish ta’minlanadi. Temirning miqdori hujayraning organik qatlamida 53 g/dm3 –gacha yetadi va ushbu holat kompleks birikmalar borligini isbotlab tanlab eritishningg ikkinchi “bilvosita” mexanizmini izohlashga imkon beradi.
Lekin ko‘z bilan kuzatish qayd qilingan sulfid minerallarining yuza qismida joylashgan bakteriyalarning borligi, bakteriyalarning shu yuza qismni oksidlashidan darak bermaydi , chunki ular yuza qismga yopishadi, lekin ozuqa substrati sifatida foydalanmasligi mumkin. Sulfidlarning yuza qismidagi adgeziya esa spesifik xususiyatga ega bo‘lib, chuqur biologik mazmun kasb etadi, chunki ushbu holatda mineral substrat vazifasini bajaradi, bakteriyalarning o‘sish va rivojlanishi uchun energiya manbai bo‘lib qoladi. Shuni ham hisobga olish kerakki, bakteriyalarning mikrobiologik tanlab erishida, mineral substratning yuzasiga nafaqat yopishadi, ular bo‘tananing suyuq fazasida ham bo‘lib, oksidlanmagan temir va elementar oltingugurtni oksidlaydi. Qattiq va suyuq fazadagi biomassaning oksidlovchilik qobiliyatini aniqlash, mikroorganizmlarning ushbu fazalardagi faoliyati haqida tushuncha beradi.
Konsentratlarning bakterial oksidlanishida sarf etiladigan umumiy kislorodning (95%), sulfid minerallarini bevosita oksidlash uchun sarflanadi.
Bakteriyalar minerallar yuzasida juda mahkam o‘rnashadi. Masalan: oltinmishyakli konsentratning bakterial tanlab erishidan keyin, biokek uch marta yuvilgandan keyin ham kisloroodga bo‘lgan talab faqatgina 1,16 barobarga pasayadi.
Oltinmishyakli konsentratning bakterial tanlab erishida, bo‘tananing qattiq fazasida 70-80% foiz hujayra o‘rnashib oladi va atigi 20-30% foizi suyuq fazada “erkin suzib” yuradi. Sulfid minerallarining bakterial oksidlanish va tanlab eritish mexanizmlarini o‘rganishdan oldin, asosiy termodinamik qonuniyatlari qo‘llaniladi va ular mineral substratlarning oksidlanishiga xos. Ushbu maqsadni amalga oshirish uchun Purbe diagrammalari ( -pH) qo‘llaniladi va ular termodinamik tizimning rN muhit ko‘rsatkichini,mineral va muhitning potensialini mustahkam va stabil holatini aniqlashga yordam beradi.
Bakterial tanlab eritish (BTE) sharoitidagi pirit, arsenopirit va pirrotinning termodinamik holatining tahlili va elektrokimyoviy o‘zgarishlar shuni tasdiqladiki, mikroorganizmlar, o‘zlarining fermentlarining biokatalitik xususiyatlariga asosan, bakterial tanlab eritish jarayonida, bevosita sulfid minerallarining kristallik panjara elementlarini oksidlaydi. Sulfid minerallari faol bakterial oksidlanish va eritish davrida, termodinamik mustahkamligini yuqotadi va kerakli miqdorda erkin energiya zahirasi hosil bo‘ladi, va u A.ferrooxidans mikroorganizmlarining rivojlanishi uchun sarflanib, natijada 12 kilokaloriyadan kam bo‘lmagan kuchli issiqlik reaksiyasi kechishida qatnashadi. Arsenopiritning bakterial tanlab eritish natijasida, yuqori oksidlangan temir uzluksiz eritma va cho‘kmada yig‘iladi. Uning konsentratsiyasining oshishi arsenopirit oksidlanishida, quyi oksidlangan temirning bakterial oksidlanishi tufayli amalga oshadi:
|
|
Bosh sahifa
Aloqalar
Bosh sahifa
Rudada kechuvchi oksidlanish shart-sharoitlari sulfid minerallarining tanlab erishiga olib keladi, bunda metallar va oltingugurt suvda eruvchi holatga o‘tadi
|