В.Г. Верховцев, БАКТЕРІАЛЬНЕ ВИЛУГОВУВАННЯ ЗАБАЛАНСОВИХ РУД АЛЬБІТИТОВИХ РОДОВИЩ УКРАЇНСЬКОГО ЩИТА

https://doi.org/10.15407/mineraljournal.45.01.072

УДК 606:661.8+553.49:550.42

БАКТЕРІАЛЬНЕ ВИЛУГОВУВАННЯ ЗАБАЛАНСОВИХ РУД

АЛЬБІТИТОВИХ РОДОВИЩ УКРАЇНСЬКОГО ЩИТА

В.Г. Верховцев, д-р геол. наук, зав. відділу

E-mail: Verkhovtsev@ukr.net; orcid: 0000-0002-1015-6725 

О.Г. Мусич, канд. біол. наук, старш. наук. співроб.

E-mail: nad79eva@ukr.net; orcid: 0000-0003-3874-741X 

Ю.О. Фомін, канд. геол.-мін. наук, пров. наук. співроб.

E-mail: yaf1941@gmail.com; orcid: 0000-0002-3043-8359 

Ю.М. Деміхов, канд. геол.-мін. наук, зав. лаб.

E-mail: y_demikhov@ukr.net; orcid: 0000-0002-3576-6570 

Державна установа "Інститут геохімії навколишнього середовища

Національної академії наук України"

03142, м. Київ, пр-т Акад. Палладіна, 34а

Мова: українська

Мінералогічний журнал 2023, 45 (1): 72-82

Анотація: Розглянуто перспективи збільшення сировинних ресурсів урановорудних родовищ альбітитової формації Інгульського мегаблоку Українського щита, та можливість зменшення впливу шкідливих відходів завдяки методу бактеріального вилуговування металів. Мінералоутворювальні системи урановорудних альбітитів Українського щита завжди розглядались як моноелементні, виключно уранові об’єкти. Проте, їх забалансові руди та відвали містять в собі підвищені, аж до промислових, концентрації інших металів, які в умовах гіпергенних процесів несуть потенційну загрозу забруднення навколишнього середовища. З метою визначення можливості розширення сировинних ресурсів альбітитових родовищ Українського щита за рахунок використання методу бактеріального вилуговування металів, розглянуто склад промислових руд та вміcних порід. Зокрема, наші дані мінералого-геохімічного їх дослідження показали, що уран та п’ять його елементів-супутників: торій, ванадій, берилій, цирконій та свинець досягають промислового вмісту. Водночас кобальт, нікель та цинк характеризуються збільшеним вмістом, близьким до мінімальних промислових значень. Найперспективнішими для бактеріального вилуговування є породи, які містять сульфіди. У породах урановорудної альбітитової формації присутні сірковмісні сполуки і, зокрема, пірит, а також дво- та тривалентне залізо. Найбільший вміст сульфідів нами виявлено в альбітизованих породах (до 0,82 %), альбітитах безрудних (до 0,81 %), альбітитах слаборудних (до 0,61 %), тобто в породах, які накопичуються у промислових відходах. Передбачається, що використання методів бактеріального вилуговування за участю хемолітотрофних мікроорганізмів, може бути перспективним для переробки забалансових руд і сприятиме розширенню сировинної бази альбітитових родовищ Українського щита, за рахунок не лише урану, а й нікелю, кобальту та цинку.

Ключові слова: урановорудні альбітити, бактеріальне вилуговування, уран, елементи-супутники, забалансові руди, хемолітотрофи.

Література:

  1. Бейсембаев Б.Б., Кунаев А.М., Кенжалиев Б.К. Теория и практика кучного выщелачивания меди. Алматы: Гылым, 1998. 346 с.
  2. Бруинстейн А. Применение микробиологических методов при подземном выщелачивании урановых руд. Биогеотехнология металлов. Тр. Междунар. семин. и Междунар. учебн. курсов. Москва, 1985. С. 326—339.
  3. Веклов В.А., Митраков О.Е., Зайнетдинова Л.И. и др. Лабораторные исследования по биоокислению сульфидной руды. Геотехнология. 2006. № 3. С. 50—52.
  4. Волкова Т.П., Демина Е.Ю. Влияние отвалов редкометальных месторождений на окружающую среду. Зб. наук. пр. Донецького нац. техн. ун-ту. 2007. С. 43—53.
  5. Генетические типы и закономерности размещения урановых месторождений Украины. Отв. ред. Я.Н. Белевцев, В.Б. Коваль. Киев: Наук. думка, 1995. 396 с.
  6. Дербасова Н.М., Гавриш М.В., Смирнов С.Б., Гавриш В.М. Биологическое выщелачивание урана из отходов уранодобывающей промышленности. Ядерная и радиационная безопасность. 2011. 2(50). Симферополь, 2011. С. 52—55. https://doi.org/10.32918/nrs.2011.2(50).10
  7. Дир У.А., Хауи Р. А., Зусман Дж. Породообразующие минералы. Москва: Мир, 1965. Т. 1. 371 с.; Т. 2. 405 с.; Т. 3. 317 с.
  8. Закономерности образования и размещения урановых месторождений Украины. Отв. ред. Я.Н. Белевцев. Киев: 1968. 763 с.
  9. Кузякина Т.И., Хайнасова Т.С., Левенец О.О. Биотехнология извлечения металлов из сульфидных руд. Вест. КРАУНЦ. Науки о Земле. 2008. 2, № 12. С. 76—86.
  10. Кулебакин В.Г. Бактериальное выщелачивание сульфидных минералов. Новосибирск: Наука, 1978. 264 с.
  11. Лисицын А.К., Кузнецова Э.Г. О роли микроорганизмов в образовании восстановительных геохимических барьеров на выклинивании зон пластовой лимонитизации. Изв. АН СССР. Сер. геол. 1967. № 1. C. 31.
  12. Лисицын А.К. Значение биохимических процессов в осаждении урана на восстановительном геохимическом барьере. В кн.: Перельман А.И. Гидрогенные месторождения урана. Москва: Атомиздат, 1980. С. 67—71. URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01001015268 (дата звернення: 12.08.2022).
  13. Маркосян Г.Е. Новая железоокисляющая бактерия Leptospirillum ferrooxidans. gen. nov., sp. nov. Микробиолог. журн. Армении. 1972. 35, № 2. С. 26—29.
  14. Мицкевич Б.Ф., Сущик Ю.Я., Самчук А.И. Физико-химические условия формирования экзогенных ореолов и потоков рассеяния бериллия. Киев: Наук. думка, 1984. 176 с.
  15. Мусич Е.Г., Демихов Ю.Н. Биовыщелачивание как практический подход к экстракции металлов. Сб. науч. тр. Ин-та геохимии окружающей среды. 2014. Вып. 23. С. 110—122. URL: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/140423 (дата звернення: 12.08.2022).
  16. Панин В.В., Каравайко Г.И., Полькин С.И. Механизм и кинетика бактериального окисления сульфидных минералов. Тр. Междунар. семин. и Междунар. учебн. курсов. Москва, 1985. С. 203—221.
  17. Пивоварова Т.А., Кондратьева Т.Ф., Каравайко Г.И. Археи рода Ferroplasma и их роль в окислении сульфидных минералов. Тез. 4-го Московского Междунар. конгр. "Биотехнология: состояние и перспективы развития". Москва, 2007. Ч. 2. С. 323.
  18. Полькин С.И., Адамов Э.В., Панин В.В. Технология бактериального выщелачивания цветных и редких металлов. Москва: Недра, 1982. 288 с.
  19. Сидякина Г.Г. Новые экологически чистые технологии в обогащении сульфидных руд. Строительство и техноген. безопасность. 2005. Вып. 10. С. 169—173.
  20. Фомина О. Возобновляемые источники. Разумный подход. Энергетика Украины. 2010. № 11. С. 18—38.
  21. Щербина В.В. Основы геохимии. Москва: Недра, 1972. 296 с.
  22. Brierley J.A., Hill D.Z. Biooxidation process for recovery of metal values from sulfur-containing ore materials. Patent (USA) № 5, 834. Bulletin 93/02. European Patent Office. Applic. publ. date: 13.01.93. Applic. number: 92402026.6 C22B 3/18
  23. Brown A.R.G., Van Aswegen P.C. The BIOX® Process: A solution to the treatment of refractory gold ores. Paper presented at the Mineral Proc. and the Hydrometallurgy Plant Design Conf. World’s Best Practice, Australia, Perth, 1998.
  24. Colmer A.R., Hinkle M.E. The Role of Microorganisms in acid Mine Diainage: A Preliminary Report. Science. 1947. 106, № 2751. P. 253—256. https://doi.org/10.1126/science.106.2751.253
  25. Gericke, M., Pinches A. Bioleaching of copper sulphide concentrate using extreme thermophilic bacteria. Minerals Engineering. 1999. 12. P. 893—904. https://doi.org/10.1016/S0892-6875(99)00076-X 
  26. Guay R., Silver M. Thiobacillus acidophilus sp.nov.; isolation and same physiological characteristics. Canad. J. Microbiology. 1975. 21, № 3. P. 281—288. https://doi.org/10.1139/m75-040 
  27. Mining-encyclopedia. URL: http://mining-enc.com/b/bacterial-leaching-of-the-metals/ (дата звернення 12.09.2022).
  28. Sand W., Gehrke T., Jozsa P.-G., Schippers A. (Bio)chemistry of bacterialeaching direct vs indirect bioleaching. Hydrometallurgy. 2001. 59, Iss. 2—3. P. 159—175. https://doi.org/10.1016/S0304-386X(00)00180-8 
  29. Schueler T.A., de Aguiar P.F., Vera Y.M., Goldman D. Leaching of Cu, Zn and Pb from Sulfidic Tailings Under the Use of Sulfuric Acid and Chloride Solutions. J. Sustain. Metall. 2021. 7. P. 1523—1536. https://doi.org/10.1007/s40831-021-00446-z 
  30. Tributsch H. Direct vs indirect bioleaching. Hydrometallurgy. 59, Iss. 2—3. P. 177—185. https://doi.org/10.1016/S0304-386X(00)00181-X

PDF

Українська