Показатели эффективности использования полимерного покрытия

· снижение амплитуды температурных колебаний в течение вегетационного периода в корнеобитаемом слое 1.5—3.2⁰ С

· увеличение запаса влаги 30—50%

· повышение урожайности многолетних трав в зоне аэротехногенного загрязнения 50-70%

· повышение урожайности трав сельскохозяйственных угодий 20—30%

Полимерное покрытие улучшает экологический фон корнеобитаемого слоя нарушенных земель, защищает от техногенного загрязнения, стабилизирует гидротермический режим, тем самым активизирует регенерационные силы самой природы и повышает устойчивость почв к техногенному загрязнению, активизация регенерационных сил природы способствует быстрому формированию почвенного плодородия.

Применение БИОРЕКУЛАТА эффективно как в условиях различной техногенной нагрузки (интенсивное радиоактивное, углеводородное загрязнение, загрязнение тяжелыми металлами), так и на разных природных объектах (почвы легкого гранулометрического состава, практически мономинеральные по качественному составу, супеси и суглинки района вечной мерзлоты, почвы субарктического региона) в различных климатических зонах, что свидетельствует об их универсальности.

Затраты на восстановление растительного покрова без нанесения плодородного слоя в десять раз меньше по сравнению с традиционной биологической рекультивацией. Технологические регламенты восстановления растительного покрова нарушенных земель содержат полные комплексные данные: характеристику реагентов, технологические режимы получения рабочих растворов, реквизиты заводов-изготовителей реагентов, требования к их транспортировке и хранению, реквизиты заводов-изготовителей специальной техники и ее характеристику.

Ризновиди бактерій для добичи корисних копалин

В США более десяти процентов меди добывают из бедных руд, призывая на помощь бактерии. Гигантские горы извлеченной из-под земли руды орошают подкислен­ной водой. В толще руды начинают бурно развиваться бактерии особого вида. В резуль­тате жизнедеятельности этих микроорганизмов выделяются вещества, способствующие появлению таких соединений меди, которые хорошо растворяются и вымываются из по­роды. Вытекаю­щий раствор можно легко собрать и направить на переработку.

И это только один из несчетного количества примеров, которые свидетельствуют о важ­ности понимания химических и биологических процессов, идущих как в живой, так и в неживой природе. Здесь, безусловно, необходимы серьезные научные разработки, позво­ляющие при­нять правильные решения при создании новых изобретений.

Надо сказать, что такая база формируется: одна из областей биотехнологии направлена на выращивание микроорганизмов, способных аккумулировать, выбирать из окружающей среды необходимые нам химические соединения. Таков один из путей превращения гор­ного дела в экологически безопасное производство.

В содружестве с микробиологами разработан биохимический способ - бактериальное вы­ще­лачивание. Здесь уже действуют «живыми», биологически активными растворами.

Оказалось, что интенсивное окисление пирита идет преимущественно не обычным хими­че­ским путем, а микробиологическим выщелачиванием, которое осуществляют, развивая жиз­недеятельность, группы тионовых бактерий.

Проведены первые полупромышленные испытания бактериального выщелачивания ни­келя, меди и других полезных компонентов из забалансовых, «бросовых» руд Кольского полуост­рова.

Бактери а льное выщел а чивание, избирательное извлечение химических элементов из мно­гокомпонентных соединений посредством их растворения микроорганизмами в вод­ной среде. Благодаря Б. в. появляется возможность извлекать из руд, отходов производ­ства и т. д. ценные компоненты (медь, уран и др.) или вредные примеси (например, мышьяк в рудах чёрных и цветных металлов). Впервые запатентовано в США (1958) при­менительно к извле­чению меди и цинка.

Б. в. можно пользоваться при всех способах выщелачивания, не связанных с повышен­ными давлениями и температурой. Наиболее широко для Б. в. применяют тионовые бакте­рии: Thiobacillus ferrooxidans, способные окислять сульфидные минералы и закис­ное железо до окисного (так называемые железобактерии), и Th. thiooxidans (так называе­мые серобакте­рии). Тионовые бактерии являются хемоавтотрофами, т. е. единственный источник энергии для их жизнедеятельности — процессы окисления закисного железа, сульфидов различных металлов и элементарной серы. Тионовые бактерии, бактерии рода Thiobacillus, способные получать энергию за счёт окисления восстановленных со­единений серы. Десульфурирую­щие бактерии, бактерии, восстанавливающие сульфаты с образованием сероводорода. К Д. б. относятся изогнутые, подвижные, неспороносные, строго анаэробные бактерии рода Desulfovibrio. Энергию, необходимую для восстановле­ния сульфатов, Д. б. получают в ре­зультате окисления органических веществ (спирты, ор­ганические кислоты). Кислород суль­фатов при этом является акцептором электрона водо­рода («дыхание за счёт сульфата»). Вос­становление сульфата в присутствии молочнокис­лого натрия протекает следующим образом:

2CH₃CHOHCOONa + MgSO₄ ® 2CH₃COONa + CO₂ + MgCO₃ + H₂S + H₂O.

Д. б. обладают ферментом гидрогеназой, поэтому источником энергии для них может слу­жить также молекулярный водород. В восстановлении сульфатов участвуют аденозин­три­фосфорная кислота (АТФ), сульфурилаза и цитохром с₃. Д. б. обитают в воде и грунте водо­ёмов, сточных водах, пластовых водах, богатых сульфатами, и т.д. Образуя сероводо­род, Д. б. окрашивают лечебную грязь в чёрный цвет, иногда вызывают гибель рыбы в во­доёмах, в анаэробных и влажных условиях — коррозию железных конструкций, труб, нефтяного обо­рудования и т.д.

Эта энергия расходуется на усвоение углекислоты, выделяемой из атмосферы или из руды. Получаемый углерод идёт на построение клеточной ткани бактерий. Th. ferrooxidans окис­ляют сульфидные минералы до сульфатов прямым и косвенным путём (когда микро­орга­низмы окисляют сернокислое закисное железо до окисного, являющегося сильным окисли­телем и растворителем сульфидов):

Важнейший фактор Б. в. — быстрая регенерация сернокислого окисного железа тионо­выми бактериями (Th. ferrooxidans), что в некоторых случаях ускоряет процессы окисле­ния и вы­щелачивания. Оптимальная температура для развития тионовых бактерий 25—35°C, а pH от 2 до 4. Тионовые бактерии ускоряют растворение халькопирита в 12 раз, ар­сенонирита и сфалерита в 7 раз, ковелина и борнита в 18 раз по сравнению с обычными химическими ме­тодами.

В значительных промышленных масштабах Б. в. применяется для кучного извлечения по­лезных ископаемых (меди и урана) из руд на месте их залегания. Например, экономиче­ски целесообразно извлекать Б. в. медь из забалансовых сульфидных руд. Это осуществ­ляется водными растворами Fe₂ (SO₄)₃ в присутствии Al₂(SO₄)₃, FeSO₄ и тионовых бакте­рий Th. ferrooxidans. Раствор подаётся по шлангам в скважины, пробурённые в рудном теле (рис.); бактерии и сульфат окиси железа окисляют сульфиды меди по схеме:

В различных странах ведутся исследования по выщелачиванию с участием тионовых бакте­рий для извлечения мн. металлов (Zn, Со, As, Мп и др.). Ведутся работы по выявле­нию бак­терий иных видов для извлечения др. полезных ископаемых. Например, для рас­творения и извлечения золота предложено использовать гетеротрофные бактерии Aeromonas, выделен­ные из рудничных вод золотоносных приисков.

Простота аппаратуры для Б. в., возможность быстрого размножения бактерий, особенно при возвращении в процесс отработанных растворов, содержащих живые организмы, от­крывает возможность не только резко снизить себестоимость получения ценных полезных ископае­мых, но и значительно увеличить сырьевые ресурсы за счёт использования бед­ных, забалан­совых и потерянных (например, в целиках)руд в месторождениях, отвалов из отходов обогаще­ния, пыли, шлаков и др. Целик, часть залежи (пласта) полезного иско­паемого, ос­тавляемая нетронутой при разработке месторождения с целью управления кровлей и для ох­раны горных выработок и наземных сооружений.

По назначению различают Ц.: предохранительные (междуэтажные, надштрековые, под­штрековые, междукамерные) — предотвращают вредное влияние горных работ на охра­няе­мые объекты; противопожарные — изолируют отдельные части шахтного поля друг от друга и в случае возникновения пожара препятствуют его распространению; барьерные — предо­храняют действующие горные выработки от прорыва в них поверхностных или под­земных вод, газов или заиловочной пульпы из выработанного пространства или из старых ликвиди­рованных горных выработок; опорные — временно удерживают породы кровли пласта или рудного тела от обрушения в выработанное пространство. Размеры Ц. зависят от горногеоло­гических условий, назначения объекта и рассчитываются по нормативным документам.

В перспективе Б. в. открывает возможности создания полностью автоматизиров. предпри­ятий по получению металлов из забалансовых и потерянных руд непосредственно из недр Земли, минуя сложные горнообогатительные комплексы.

Схема подземного бактериального выщелачивания медной руды: 1 — прудок для выра­щива­ния и регенерации бактерий; 2 — насосная для перекачки бактериального раствора к руде; 3 — трубопровод; 4 — задвижка; 5 — коллектор; 6 — полиэтиленовый шланг; 7 — скважина для орошения рудного тела бактериальным раствором; 8 — орошаемый участок рудной за­лежи; 9 — горизонтальные горные выработки для сбора бактериального рас­твора, обогащен­ного медью; 10 — насос; 11 — отстойник для насыщенных медью раство­ров; 12 — цемента­ционная ванна для получения порошкообразной меди; 13 — сушка це­ментной меди; 14 — транспортировка меди потребителям; 15 — компрессорная для обо­гащения бактериального раствора кислородом.

Наиболее интенсивные исследования в настоящее время ведутся по бактериальному методу интенсификации подземного выщелачивания. Бактерии, способствующие выщелачи­ванию полезных компонентов из руд, называется «хемолитотрофами» - пожирателями камня. Энергию они получают за счет окисления неорганических веществ. Автотрофные микроорганизмы углерод получают из углекислого газа атмосферы. Палочковидная бактерия и другие относятся к ацидофилам – «любящим кислоту». Свою энергию эти бактерии полу­чают за счёт окисления либо железа, либо серы (ион двухвалентного железа при участии бактерий превращается в ион трёхвалентного железа – окисная формула) и образуют серную кислоту, а из нерастворимых сульфидов меди с помощью бактерий образуется хорошо рас­творимая сернокислая медь.

Принято считать, что бактериальное выщелачивание бывает прямым и косвенным. К первому относятся действия ферментов микроорганизмов на компоненты минералов, кото­рые могут быть окислены. При косвенным выщелачивании, например при переводе железа из двух- в трёхвалентное, получают окислитель, способный взаимодействовать с другими металлами, чем ускоряется процесс выщелачивания.

К числу неблагоприятных для жизни бактерий факторов, относятся: высокая концен­трация металлов в растворе, особенно серебра и ртути, нехватка воздуха, высокая или низкая температура.

Бактериальное выщелачивание используют для добычи меди и урана, но известно, что бактерии разрушают и другие сульфидсодержащие минералы, например сфалерит, галенит.

Микробиологические процессы очень чувствительны к погоде, химическому составу руды, концентрации кислоты и поэтому в настоящее время ещё не готовы для широкого промышленного использования, но в будущем с их помощью можно будет эксплуатировать геотехнологическими методами многие ныне неэффективные для разработки месторождения полезных ископаемых.

При окислении сульфидных руд превращению подвергаются неорганические веще­ства и, прежде всего, сульфидная сера. Тионовые бактерии способны развиваться в кислых средах. Палочковидные бактерии играют при окислении сульфидных руд двойную роль, окисляя сульфиды и образуя при окислении закисного железа окись сернокислого железа Fe₂ (SO₄)₃ – сильный химический окислитель сульфидов.

Всё вышеизложенное показывает, что для увеличения интенсивности выщелачивания необходимы доплнительные технологические мероприятия, дающие возможность совершенствования технологии добычи, увеличение производительности и качества полезного ископаемого, что так необходимо в настоящее время для горнодобывающих предприятий

Бактери а льное выщел а чивание, избирательное извлечение химических элементов из многокомпонентных соединений посредством их растворения микроорганизмами в вод­ной среде. Благодаря Б. в. появляется возможность извлекать из руд, отходов производ­ства и т. д. ценные компоненты (медь, уран и др.) или вредные примеси (например, мышьяк в рудах чёрных и цветных металлов). Впервые запатентовано в США (1958) при­менительно к извлечению меди и цинка.

Б. в. можно пользоваться при всех способах выщелачивания, не связанных с повышен­ными давлениями и температурой. Наиболее широко для Б. в. применяют тионовые бакте­рии: Thiobacillus ferrooxidans, способные окислять сульфидные минералы и закис­ное железо до окисного (так называемые железобактерии), и Th. thiooxidans (так называе­мые серобактерии). Тионовые бактерии являются хемоавтотрофами, т. е. единственный источник энергии для их жизнедеятельности — процессы окисления закисного железа, сульфидов различных металлов и элементарной серы. Тионовые бактерии, бактерии рода Thiobacillus, способные получать энергию за счёт окисления восстановленных со­единений серы. Десульфурирующие бактерии, бактерии, восстанавливающие сульфаты с образованием сероводорода. К Д. б. относятся изогнутые, подвижные, неспороносные, строго анаэробные бактерии рода Desulfovibrio. Энергию, необходимую для восстановле­ния сульфатов, Д. б. получают в результате окисления органических веществ (спирты, ор­ганические кислоты). Кислород сульфатов при этом является акцептором электрона водо­рода («дыхание за счёт сульфата»). Восстановление сульфата в присутствии молочнокис­лого натрия протекает следующим образом:

2CH₃CHOHCOONa + MgSO₄ ® 2CH₃COONa + CO₂ + MgCO₃ + H₂S + H₂O.

Д. б. обладают ферментом гидрогеназой, поэтому источником энергии для них может служить также молекулярный водород. В восстановлении сульфатов участвуют аденозин­трифосфорная кислота (АТФ), сульфурилаза и цитохром с₃. Д. б. обитают в воде и грунте водоёмов, сточных водах, пластовых водах, богатых сульфатами, и т.д. Образуя сероводо­род, Д. б. окрашивают лечебную грязь в чёрный цвет, иногда вызывают гибель рыбы в во­доёмах, в анаэробных и влажных условиях — коррозию железных конструкций, труб, нефтяного оборудования и т.д.

Эта энергия расходуется на усвоение углекислоты, выделяемой из атмосферы или из руды. Получаемый углерод идёт на построение клеточной ткани бактерий. Th. ferrooxidans окисляют сульфидные минералы до сульфатов прямым и косвенным путём (когда микро­организмы окисляют сернокислое закисное железо до окисного, являющегося сильным окислителем и растворителем сульфидов):

Важнейший фактор Б. в. — быстрая регенерация сернокислого окисного железа тионо­выми бактериями (Th. ferrooxidans), что в некоторых случаях ускоряет процессы окисле­ния и выщелачивания. Оптимальная температура для развития тионовых бактерий 25—35°C, а pH от 2 до 4. Тионовые бактерии ускоряют растворение халькопирита в 12 раз, ар­сенонирита и сфалерита в 7 раз, ковелина и борнита в 18 раз по сравнению с обычными химическими методами.

В значительных промышленных масштабах Б. в. применяется для кучного извлечения полезных ископаемых (меди и урана) из руд на месте их залегания. Например, экономиче­ски целесообразно извлекать Б. в. медь из забалансовых сульфидных руд. Это осуществ­ляется водными растворами Fe₂ (SO₄)₃ в присутствии Al₂(SO₄)₃, FeSO₄ и тионовых бакте­рий Th. ferrooxidans. Раствор подаётся по шлангам в скважины, пробурённые в рудном теле (рис.); бактерии и сульфат окиси железа окисляют сульфиды меди по схеме:

По горным выработкам раствор из рудного тела подают на цементационную или др. ус­тановку для извлечения меди (см. Гидрометаллургия).

В различных странах ведутся исследования по выщелачиванию с участием тионовых бактерий для извлечения мн. металлов (Zn, Со, As, Мп и др.). Ведутся работы по выявле­нию бактерий иных видов для извлечения др. полезных ископаемых. Например, для рас­творения и извлечения золота предложено использовать гетеротрофные бактерии Aeromonas, выделенные из рудничных вод золотоносных приисков.

Простота аппаратуры для Б. в., возможность быстрого размножения бактерий, особенно при возвращении в процесс отработанных растворов, содержащих живые организмы, от­крывает возможность не только резко снизить себестоимость получения ценных полезных ископаемых, но и значительно увеличить сырьевые ресурсы за счёт использования бед­ных, забалансовых и потерянных (например, в целиках)руд в месторождениях, отвалов из отходов обогащения, пыли, шлаков и др. Целик, часть залежи (пласта) полезного иско­паемого, оставляемая нетронутой при разработке месторождения с целью управления кровлей и для охраны горных выработок и наземных сооружений.

По назначению различают Ц.: предохранительные (междуэтажные, надштрековые, под­штрековые, междукамерные) — предотвращают вредное влияние горных работ на охра­няемые объекты; противопожарные — изолируют отдельные части шахтного поля друг от друга и в случае возникновения пожара препятствуют его распространению; барьерные — предохраняют действующие горные выработки от прорыва в них поверхностных или под­земных вод, газов или заиловочной пульпы из выработанного пространства или из старых ликвидированных горных выработок; опорные — временно удерживают породы кровли пласта или рудного тела от обрушения в выработанное пространство. Размеры Ц. зависят от горногеологических условий, назначения объекта и рассчитываются по нормативным документам.

Поиск по сайту: