Kalkopirit, pirit ve pirotit minerallerinin Acidithiobacillus ferrooxidans ile biyoliçi

Abstract

Bu çalışmada, Ward's Scientific firmasından temin edilen pirit (FeS2, Huanzala, Peru), pirotit (Fe1-xS, x=0-0.2, Virginia, USA) ve kalkopirit (CuFeS2, Durango, Mexico) mineralleri üzerinde biyoliç ve kimyasal (kontrol) liç işlemleri uygulanmıştır. Biyoliç işlemlerinde, American Type Culture Collection (ATCC) koleksiyonundan temin edilen Acidithiobacillus ferrooxidans (ATCC 23270) bakteri kültürü kullanılmıştır. Minerallerin çözünme kinetiklerini araştırmak amacıyla, (biyo)liç çözeltilerine ait pH, bakteri yoğunluğu, Fe+2 ve Fe+3 iyon ölçümleri yapılmıştır. A. ferrooxidans bakteri kültürünün, mineral çözünme hızlarını kimyasal liçe oranla 6-13 kata kadar artırdığı tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar ışığında pirit, pirotit ve kalkopirit minerallerinin A. ferrooxidans bakterisi ile çözünme kinetikleri incelenmiş ve tüm minerallerin çözünürlüklerinin kimyasal kontrollü prosesler olduğu tespit edilmiştir. Elde edilen reaksiyon hızları (kc) ve korelasyon katsayıları (R2) sırasıyla kalkopirit için 1.6 x 10-3 gün-1, 0.914; pirit için 0.6 x 10-3 gün-1, 0.904; ve pirotit için 0.2 x 10-3 gün-1, 0.828 olarak belirlenmiştir. Bu sonuçlara göre minerallerin çözünme hızları büyükten küçüğe doğru kalkopirit, pirit ve pirotit şeklinde gerçekleşmiştir. Aynı zamanda biyoliç sırasında minerallerin yüzeyine tutunan bakteri konsantrasyonları sırasıyla kalkopirit için 5.64 x 106 hücre/mL, pirit için 5.51 x 106 hücre/mL ve pirotit için 5.20 x 106 hücre/mL olarak tespit edilmiştir. Mineral yüzeylerine tutunan bakteri sayısı arttıkça minerallerin çözünme hızlarının arttığı sonucuna varılmıştır. Pirit mineralinin asitte çözünebilme özelliği, pirotit ve kalkopirit minerallerinin ise asitte çözünememe karakterlerinin minerallerin liç çözeltilerine ait pH değerlerini etkilediği gözlenmiştir.