Biolixiviacion biorremediacion moq tac 2014 (1)

Download Biolixiviacion biorremediacion moq tac 2014 (1)

Post on 21-Oct-2014

164 views

Category:

Environment

4 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Biolixiviacion , Biomineria , Biorremediacion Conferencia dictada en las ciudades de Moquegua y de Tacna 19 y 20 de Julio 2014

TRANSCRIPT

<p>Presentacin de PowerPoint</p> <p>Cuando hablamos de microbios (bacterias, hongos y levaduras), lo primero que viene a nuestra mente son aquellos organismos microscpicos responsables de las enfermedades que aquejan al ser humano: diarreas, clera, tuberculosis, tifoidea, infecciones urinarias, o pie de atleta, entre otras. </p> <p>Los microbios cumplen una serie de tareas beneficiosas y fundamentales para la humanidad y la vida en su conjunto. Jams imaginamos que existan microorganismos tiles en la fabricacin de productos como vino, cerveza, yogurt, pan, medicamentos, entre otros; o que sean capaces de vivir en condiciones extremas de temperatura y acidez siendo tiles en la extraccin de metales contenidos en minerales. </p> <p>El empleo de microorganismos bacterias, levaduras y hongos como catalizadores de procesos industriales se conoce como BIOTECNOLOGA, y en el sector minero mundial concita gran inters por la enorme posibilidad de recuperar metales presentes en minerales difciles de tratar con la tecnologas convencionales, asi como tratar efluentes generados en la etapa productiva. </p> <p>PRENSA REGIONAL MOQUEGUA, Diciembre 13, 2013, pp6 </p> <p> En un principio, cuando se quera explicar la habilidad y el empleo de microorganismos en la disolucin de metales generalmente se hablaba de </p> <p>LIXIVIACIN BACTERIANA o BIOLIXIVIACIN y para darle una mayor </p> <p>jerarqua se la elevaba al rango de BIOHIDROMETALURGIA o simplemente </p> <p>BIOMETALURGIA. Esto bsicamente porque los estudios, y las aplicaciones </p> <p>industriales, se concentraban en la disolucin o lixiviacin de cobre o uranio. </p> <p> La lixiviacin bacteriana se explicaba como un proceso natural que se vale de la capacidad de cierto grupo de microorganismos </p> <p> principalmente bacterias del gnero Acidithiobacillus (antes </p> <p>Thiobacillus) - de oxidar sulfuros metlicos hacia sus sulfatos </p> <p>solubles correspondientes, con la produccin de cido sulfrico y </p> <p>sulfato frrico. (Guerrero, 2008) </p> <p> Con el surgimiento del inters de recuperar oro a partir de menas refractarias, naci el concepto de BIOOXIDACIN DE </p> <p>SULFUROS, necesario para explicar la participacin </p> <p>bacteriana en un mecanismo muy distinto que para la disolucin </p> <p>del cobre. </p> <p>Una primera definicin del trmino nos permite decir que la biominera es la disciplina que estudia y aplica la utilizacin de microorganismos para facilitar la extraccin y recuperacin de metales desde yacimientos minerales conteniendo hierro y/o sulfuros, concentrados sulfurados en pilas o biorreactores. </p> <p>En un sentido ms amplio, aplica la biotecnologa a la industria minero-metalrgica en tres bioprocesos (Bio-lixiviacin, Bio-oxidacin y Bio-mineralizacin) para lograr la purificacin de metales, cada uno emplea microorganismos especficos con variaciones con el sustrato (minerales) y los productos (Iones, metales, polmeros, cidos, etc) para aumentar la productividad de la Industria y tener menor impacto al medio ambiente. </p> <p>Adicionalmente, implica otras reas: </p> <p> Biosorcin de metales txicos y valiosos </p> <p> Bioremediacin </p> <p> Fitoremediacin </p> <p> Biosensores. Biomonitores. Biomarcadores. </p> <p> Diseo de bioreactores e Ingeniera ecolgica </p> <p> Tratamiento biolgico de efluentes y desechos: drenajes cidos, efluentes cianurados. </p> <p> Mejoramiento gentico </p> <p> Reduccin pasiva y activa de sulfatos </p> <p> Pantanales o wetlands modificados con ingeniera </p> <p> Biocidas en pilas de roca estriles </p> <p> Ingeniera ecolgica para purificacin de soluciones </p> <p> Tapones biolgicos impermeabilizar superficie de botaderos. </p> <p> Fosfato de origen biolgico para estabilizar residuos. </p> <p> Tratamiento biolgico de aguas residuales. </p> <p> Biosurfactantes </p> <p> Biofiltros para tratamiento de gases txicos, otros mas </p> <p>MICROORGANISMO </p> <p>FUENTE </p> <p>ENERGETICA </p> <p>pH TEMPERATURA </p> <p>(C) </p> <p>Acidithiobacillus ferrooxidans Fe+2 , U+4 , S 1.5 25 - 30 </p> <p>Acidithiobacillus thiooxidans S , Fe+2 2.0 25 - 30 </p> <p>Leptospirillum ferrooxidans Fe+2 1.5 25 - 35 </p> <p>Sulfolobus S, Fe+2 , C org. 2.0 &gt; 60 </p> <p>Acidiphilium cryptum C orgnico 2.0 25 - 35 </p> <p>Th. intermedius S , S-2 , C org. 2.5 30 </p> <p>Th. napolitanus S, S-2 2.8 30 </p> <p>Th. acidophilus S, S-2 3.0 </p> <p>Th. thioparus S, S-2 3.5 </p> <p>Thiobacillus TH2 y TH3 Fe+2, S-2 6.0 50 </p> <p>Metallogenium sp. Fe+2 4.5 </p> <p>Hetertrofos C org. 25 - 40 </p> <p> Anteriormente conocido como Thiobacillus ferrooxidans </p> <p> Bacilo de aproximadamente 0.5 de ancho por 1.0 de largo. </p> <p> Acidfilo: Desarrolla a valores de pH en un rango entre 1.5- 3.0, siendo el ptimo 2.0. </p> <p> Desarrolla a temperaturas entre 30C-45C, estando el ptimo entre 35 y 40C. </p> <p> Oxida compuestos de Fe+2 y S reducido. </p> <p> Ampliamente estudiada y empleada en la disolucin de cobre y en el pre-tratamiento de sulfuros aurferos refractarios. </p> <p> Considerado como uno de los ms importantes contribuyentes al drenaje cido en canchas de relaves con altos contenido de pirita </p> <p>Acidithiobacillus ferrooxidans microscopio de contraste Fuente: South African Society for Microbiology </p> <p>(http://sasm.org.za/blog/item/4-prof-doug-</p> <p>rawlings.html#.UMCr6eTK44x) </p> <p>Acidithiobacillus ferrooxidans visto con microscopio electrnico de transmisin. Escala 500nm </p> <p>Fuente: Journal of Bacteriology. (http://jb.asm.org/content/178/19/5776.short) </p> <p>Acidithiobacillus ferrooxidans (cont.) </p> <p>Otros microorganismos asociados </p> <p>Leptospirillum </p> <p>Ferroplasma Sulfolobus </p> <p>Metallosphaera </p> <p> Leptospirillum es un gnero de bacterias ferro-oxidantes que juegan un papel importante en la lixiviacin industrial y la oxidacin mediada microbiolgicamente . </p> <p> Los miembros de Leptospirillum son considerados actualmente como los principales responsables de la oxidacin de fierro en estos procesos industriales de lixiviacin en tanques. </p> <p> Son considerados los principales responsables de la generacin de aguas cidas, por lo que se han convertido en los actores principales en estos procesos. </p> <p> Los sulfolabales se encuentran en fumarolas volcnicas creciendo a un pH entre 2 y 3 y a una temperatura entre 75 - 80 C. </p> <p> Su aplicacin en procesos de lixiviacin y oxidacin bacteriana de minerales permititan reducir considerablemente los costos en energa. </p> <p> S. tokodaii cepa 7, es capaza de oxidar sulfuro de hidrgeno a sulfato de manera intracelular, que podra ser empleado en el tratamiento de aguas industriales. </p> <p> Ferroplasma spp. Son microorganismos acidoflicos que favorecen la desintegracin y disolucin de los sulfuros metlicos, principalmente pirita. </p> <p> Esta capacidad tiene un papel importante en el ciclo geoqumico del azufre y lo convierte en responsable de la generacin de aguas cidas. </p> <p> Ferroplasma permite disminuir la tasa de pirita mediante la regeneracion de fierro frrico, el principal oxidante de lapirita a nivels bajos de pH. </p> <p> Se produce por la catlisis que los organismos ejercen durante la disolucin de algunas menas por diferentes mecanismos, de </p> <p>modo que el microrganismo se sirve del mineral como </p> <p>combustible, lo utiliza para sobrevivir y libera metales sin </p> <p>requerir una aplicacin externa de energa. </p> <p>Fe+2 Fe+3+ e- </p> <p>Directa </p> <p>MS + 2 O2 MSO4 </p> <p>FeS2 + 7.5 O2 + H2O Fe2(SO4)3 + H2SO4 </p> <p>Indirecta </p> <p>MS + Fe2(SO4)3 MSO4 + S + 2 FeSO4 </p> <p>2 FeSO4 + H2SO4 + 0.5 O2 Fe2(SO4)3 + H2O </p> <p>S + 1.5 O2 + H2O H2SO4 </p> <p> TEMPERATURA NUTRIENTES </p> <p> OXIGENO TAMAO DE </p> <p> LA PARTICULA </p> <p>FUENTE DE ENERGIA PRESENCIA DE </p> <p> INHIBIDORES </p> <p> pH LUZ </p> <p>Sulfuros de Cobre </p> <p> Proceso ms ampliamente estudiado. </p> <p> Por accin bacterial el cobre se transforma en Sulfato de cobre soluble a partir del cual el metal puede ser recuperado por cementacin o SX/EW. </p> <p> Los sulfuros secundarios son oxidados ms fcilmente. </p> <p>4 CuFeS2 + 17 O2 + H2SO4 4 CuSO4 + 2 Fe(SO4)3 + 2 H2O </p> <p>CuS2 + H2SO4 + 2.5 O2 2 CuSO4 + H2O </p> <p>A nivel industrial se aplica con xito en Chile, USA , Per, etc. </p> <p> Proceso BIOCOP para el tratamiento de cobre arsenical. </p> <p> Lixiviacin en Botaderos de Toquepala. </p> <p>BIOOXIDACION EN PILAS </p> <p>Sulfuros de Cobre </p> <p>Sulfuros Aurferos Refractarios </p> <p>Romper la matriz de sulfuro (pirita o arsenopirita) en la que se encuentra atrapada la partcula aurfera. </p> <p>2 FeAsS + 7 O2 + H2SO4 + H2O Fe2 (SO4)3 + 2 H3 AsO4 </p> <p>En este caso, y a diferencia de los metales base, la tecnologa bacteriana resulta siendo un pre-tratamiento antes que una disolucin propiamente dicha del metal. </p> <p>El enorme desarrollo e inters surgido por la biolixiviacin se debe a la necesidad de recuperar el oro contenido en menas de difcil tratamiento. </p> <p>Es posible tratar sulfuros refractarios empleando tanques agitados o pilas (heaps): BiOx, MinBac, Newmont, Geocoat. </p> <p> El proceso fue desarrollado por Newmont en su unidad de Carlin, Nevada para el tratamiento de un mineral de baja ley (1 gr/T Au). </p> <p> Se preparan pilas de 8.5 a 10.7 metros de altrura con material molido, aglomerado con un inculo bacteriano, y acondicionado con cido. </p> <p> La ventaja de la aglomeracin es el rpido inicio de la biooxidacion. </p> <p> Se aplican periodos de descanso. </p> <p> Desarrollado por GeoBiotics para el tratamiento de sulfuros aurferos refractarios. </p> <p> El proceso est diseado para trabajar con concentrados generados por flotacin o concentracin gravimtrica. </p> <p> El concentrado se mezcla con un inculo bacteriano produciendo una pulpa delgada que se coloca sobre una roca soporte de 5 a 20 mm </p> <p>de dimetro. El soporte puede ser desmonte, grava, o algun producto </p> <p>que pueda tolerar las condiciones del proceso. </p> <p> La pelcula formada por el concentrado es de 0.5 a 1 mm de espesor . </p> <p> El proceso favorece la formacin de poros a travs de los cuales se facilita la difusin del oxgeno necesario para el trabajo bacteriano. </p> <p>Zinc: La aplicacin de los procesos biolgicos tienen un enorme potencial, aunque no se reporta la existencia de plantas industriales. </p> <p> Un proceso que ha mostrado resultados alentadores en la disolucin de menas de zinc es el conocido como BRISA. </p> <p> Plomo: se forma sulfato de plomo, el cual es insoluble en medio cido. Este aspecto puede ser empleado para la separacin selectiva de algunos valores acompaantes en una mena de plomo. </p> <p>Nquel: Es lixiviado por A. ferrooxidans a partir de milerita y pentandlita. Billiton desarrolla un proceso denominado BIONIC. </p> <p>Antimonio: Reportes sealan la capacidad de A. ferrooxidans de oxidar antimonita. B. thioparus y T. thiooxidans tambin tienen la habilidad de atacar este sulfuro. </p> <p>Metales Raros: Algunos metales raros se encuentran en la matriz de sulfuros. Al igual que con los metales preciosos es necesario romper esta matriz para liberarlos. Dentro de los principales metales que pueden ser recuperados tenemos a galio y cadmio, germanio y cobalto, renio, selenio y telurio, titanio, uranio, entre otros. </p> <p>ANTECEDENTES </p> <p>Son muchos los elementos que deterioran el medio natural, y muchas las </p> <p>actividades del hombre que tienen consecuencias negativas en los recursos </p> <p>naturales de la Tierra. Cada vez es mayor el nmero de alarmas que se </p> <p>disparan para alertarnos de los riesgos, no existe ningn medio que no est </p> <p>afectado, o con grandes posibilidades de afectarse, y no existe ninguna </p> <p>solucin que garantice la plena resolucin de los peligros. </p> <p>El vertido de sustancias txicas se hace cada ao ms </p> <p>incalculable. Miles de compuestos qumicos, creados en </p> <p>laboratorios, alteran el funcionamiento de los ecosistemas </p> <p>y atentan contra la salud de sus habitantes: efluentes </p> <p>agrcolas, residuos industriales y accidentes industriales, </p> <p>contaminan aguas superficiales, suelos, aire, corrientes </p> <p>acuosas, y los reservorios. </p> <p>Son cada da mayores las conexiones entre contaminacin y </p> <p>salud, ya nadie duda que un ambiente contaminado provoca </p> <p>numerosas enfermedades, desde las relacionadas con la piel </p> <p>o el aparato respiratorio (alergias, dermatitis, asmas), a </p> <p>procesos mucho ms graves de tipo degenerativo. </p> <p>REMEDIACIN BIOLGICA </p> <p>La remediacin biolgica es una interesante alternativa que </p> <p>permite tratar, recuperar y/o restaurar cursos de aguas y </p> <p>suelos contaminados de metales, productos orgnicos, y dems </p> <p>polucin industrial. </p> <p>Dos tipos: </p> <p> Fitorremediacin </p> <p> Biorremediacin </p> <p>FITORREMEDIACIN </p> <p> La fitorremediacin constituye una variacin </p> <p>de las tcnicas de </p> <p>remediacin biolgica, </p> <p>pero se concreta en el </p> <p>uso de plantas verdes </p> <p>dirigidas a liberar, contener, </p> <p>o transformar en </p> <p>compuestos inocuos a los </p> <p>contaminantes del suelo. </p> <p>FITORREMEDIACIN </p> <p>BIORREMEDIACIN Tecnologa que emplea microorganismos naturales (levaduras, </p> <p>hongos o bacterias) o manipulados genticamente para degradar </p> <p>sustancias peligrosas en otras menos txicas o inofensivas para </p> <p>el medio ambiente y para la salud humana. </p> <p> Se basan en la digestin de las sustancias orgnicas e inorgnicas por los microorganismos. </p> <p> Requiere de condiciones adecuadas de pH, presencia de nutrientes en suelo y agua: temperatura; humedad, textura y </p> <p>estructura del suelo; y concentracin de los contaminantes. </p> <p> Se consideran procesos de biosorcin, biorreduccin, biodegradacin, bio-acumulacin, entre otros.. </p> <p> La biorremediacin bacteriana se ha convertido en una nueva alternativa para atacar de manera directa muchos de los </p> <p>problemas de contaminacin que presentan los suelos y las </p> <p>aguas. </p> <p> Ventajas </p> <p> Eliminacin permanente de la contaminacin. </p> <p> Aceptacin por la sociedad. </p> <p> Mnima alteracin del lugar. </p> <p> Puede acoplarse con otros procedimientos descontaminantes. </p> <p> Las aguas cidas, tambin conocidas como drenaje cido de rocas o drenaje cido de mina, son el resultado de la oxidacin de minerales sulfurados y la posterior lixiviacin o disolucin de los metales asociados, cuando las rocas sulfurosas son expuestas al aire y al agua. </p> <p> Condiciones bsicas Agua (medio acuoso) Fuente de azufre (mineral como pirita, etc) Aire (como fuente de oxgeno) </p> <p> y.. Bacterias (microorganismos acidfilos y extremos) </p> <p> Los microorganismos, especialmente bacterias, como agentes biogeoqumicos juegan un rol muy importante en los ciclos de la materia sobre la tierra: carbono, nitrgeno y azufre, al ser agentes especficos de transformaciones qumicas a </p> <p>gran escala. </p> <p> En el caso del Drenaje A...</p>