Bioliuotus

Wikipedia

Tähän artikkeliin tai osioon ei ole merkitty lähteitä tai viitteitä.
Voit auttaa Wikipediaa lisäämällä artikkelille asianmukaisia lähteitä. Lähteettömät tiedot voidaan kyseenalaistaa tai poistaa.

Bioliuotus on tapa erottaa metallit sulfidisesta malmista liuokseen ilman korkeaa lämpötilaa vaativaa sulatusta. Prosessina bioliuotusta tapahtuu jokaisessa sopivassa malmiossa myös luonnossa, mutta teollisesti prosessia nopeutetaan huomattavasti säätämällä olosuhteet bakteereille sopiviksi sekä kasvattamalla malmin pinta-alaa murskaamalla. Bioliuotuksella saadaan talteen kultaa, kuparia, sinkkiä ja Suomessa myös nikkeliä

Bioliuotuksen juuret pystytään määrittämään yli 1000 vuoden päähän. Esimerkiksi 900-luvulta säilyneissä hiilipiirustuksissa esitetään, miten kuparipitoista malmia kasataan puiseen ränniin, jonka yläpäähän kaadetaan vettä, joka valuu painovoimalla alas kastellen malmia. Liuos kierrätetään aaseilla tai kantaen takaisin rännin yläpäähän alasäiliöstä ja kupari pelkistettiin romuraudalla metalliseksi kupariksi liuoksesta. Prosessilla saatiin valmistettua hyvin puhdasta kuparia vaikka hyötysuhde ei ollut kovin hyvä. Sama prosessi on edelleenkin käytössä muun muassa Puolassa mustaliuske-alueella.

Bioliuotus on ympäristöystävällinen prosessi verrattuna perinteisiin menetelmiin, jos muodostuvat liuokset hallitaan ja käsitelläään huolellisesti. Bioliuotettu malmi on myös vähemmän reaktiivista, kuin perinteisten menetelmien rikastushiekka, jolloin happamien kaivosvesien voidaan olettaa olevan myös pienempi ongelma, kuin perinteisillä menetelmillä.

Liuotuksessa käsitellään kuitenkin hyvin suuria liuosmääriä ja bakteerien optimaalinen toiminta-alue on pH 1,5–2,5, riippuen tosin hyvin paljon liuotuksessa esiintyvistä bakteereista. pH:n säätö vaatii siis happoa, koska monien mineraalien liuottaminen kuluttaa happoa enemmän, kuin sulfidin hapettuminen vapauttaa.

Liuotus toimii melko laajalla lämpötila-alueella, mutta yleisimmät bakteerikannat toimivat 25 ja 38 asteen välillä. Kuitenkin myös yli 80 asteessa toimivia bakteereja on tavattu muun muassa japanilaisista kaivoksista.

[muokkaa] Bioliuotus käytössä

Maailmalla bioliuotusta käytetään erityisesti kullan talteenotossa. Kultaa ei liuoteta, vaan kullan ympärillä oleva sulfidiset mineraalit poistetaan, jolloin voidaan välttää malmin viimeinen jauhamisvaihe, joka vaatisi huomattavia määriä energiaa.

Kultamalmi jauhetaan maksimissaan 100 μm kokoisiksi partikkeleiksi, jotka sidotaan inerttien kivien pintaan happoliuoksella. Pinnoitetut kivet kasataan liuotuskasalle, jossa sen viipymäaika on noin 10–14 päivää. Liuotuksen jälkeen kivien pinalta pestään jatkokäsittelyyn liuotusjäänne, johon kulta on jäänyt. Jatkokäsittelyn kannalta kulta-atomien pitää olla partikkelien pinnalla, jotta kullan erottaminen malmista onnistuisi.

Värimetallien liuotus sulfidimineraaleista eroaa kullan liuotuksesta huomattavasti, sillä toisin kuin kulta, värimetallit ovat osana liuotettavia mineraaleja ja vapautuvat liuokseen, josta ne voidaan ottaa talteen joko hydrometallurgisin tai sähkökemiallisin keinoin.

Värimetallien liuotusmyös kestää yleensä vuodesta kymmeniin vuosiin, riippuen malmin murskausasteesta ja liuotettavista mineraaleista. Maailman yleisimmin bioliuotettava metalli on kupari, jota liuotetaan muun muassa Chilessä ja Kanadassa. Sinkki liukenee myös hyvin, mutta matalan hintansa vuoksi sinkin liuottaminen päätuotteena ei ole kannattavaa.

Nikkelin bioliuotusta on testattu kahdessa projektissa, joista kotimaisen Talvivaaran monimetallimalmion kokeet ovat johtaneet kaivosoikeudet omistavan Talvivaaran Kaivososakeyhtiön listautumiseen Lontoon pörssiin. Talvivaaran mukaan kaupallinen liuotus aloitetaan kesällä 2008.

Toinen pilotointi on suoritettu Australiassa Radio Hill -projektissa, joka jouduttiin lopettamaan vesihuolto-ongelmien vuoksi kesken.

[muokkaa] Biologia

Yleisimpiä käytettyjä bakteereja ovat Acidithiobacillus ferrooxidans ja Acidithiobacillus thiooxidans, joista ensimmäinen hapettaa rautaa ja jälkimmäinen rikkiä.