Живые утилизаторы

А можно ли рудных браконьеров перевоспитать, превратить из хищников в обогатителей бедных руд, в дея­тельных металлургов? - Можно! Продукты собственного химического производства не интересуют железо- и се­робактерии. Неорганические молекулы для них лишь своеобразные «дрова». Сжигая их в «пламени химиче­ского костра», они получают необходимую для себя энергию. Следовательно, не ущемляя интересов

бакте­рий, с ними можно заключить взаимовыгодный дого­вор: вам — вершки, а нам — корешки, вам — тепло «химического костра», а нам — его золу. Именно с этой целью и вступили уральские ученые «в союз» с серобак­териями. Они разработали схему первой опытно-про­мышленной установки по бактериальному (подземному) выщелачиванию металла из медных и цинковых руд. Она оказалась предельно простой. По трубопроводу в скважины подается бактериальный раствор. Он увлажняет руду. Бактерии окисляют металл, и он переходит в раст­вор (концентрат), который выкачивается на поверхность в специальные желоба. На этом производство концентра­та заканчивается. Содержание металла в нем достигает 80 процентов. Только за время опытов на Дегтярском месторождении с помощью бактериального выщелачи­вания были добыты десятки тонн меди, причем руда бра­лась с отработанных участков месторождения. Получен­ная этим способом медь почти втрое дешевле, чем при использовании других методов.

Не секрет, что металлургам все чаще и чаще прихо­дится иметь дело с бедными рудами, волей-неволей приходится затрачивать огромные средства на сооруже­ние больших комбинатов, единственное назначение которых — увеличить содержание металла в руде. От всего этого нас освободит будущая высокоскоростная биоме­таллургия, фундамент которой закладывается сегодня.

Опыт подземного выщелачивания показал, что ис­пользование бактерий особенно эффективно на послед­ней, завершающей стадии эксплуатации рудников. На этом этапе они вообще незаменимы. Обычно в выра­ботанных месторождениях, как правило, еще остается от 5 до 20 процентов руды. Извлечь ее современными техническими средствами почти невозможно. Добраться до этого подземного кладбища меди можно лишь одним-единственным путем — мобилизовав многомиллиард­ную армию бактерий. Подобно трудолюбивым муравьям или сказочным гномам, они будут без устали работать, переводя металл из невыработанных остатков руды в раствор. Так можно вернуть, по меньшей мере, три четвер­ти оставшихся запасов медной руды. Тридцать пять лет назад закрылось месторождение Южная Выклинка. Марк­шейдеры сказали — меди нет. Призвали на помощь бактерии — начали получать десятки тонн металла. Таким же путем на мексиканском руднике из старых, заброшен­ных забоев за один только год было «вычерпано» 10 тысяч тонн меди.

По мере выработки природных месторождений цен­ных ископаемых взоры специалистов все чаще и чаще обращаются к накопившимся у шахт и рудников отвалам пород. Уже в первых опытах бактерии и здесь зарекомен­довали себя самыми экономными и непривередливыми металлургами. За многие годы в Мексике на месторожде­нии Кананеа возле шахт скопилось около 40 миллионов тонн отвалов породы. Содержание меди в них мизерное — всего 0,2 процента. Отвалы начали орошать шахтной во­дой, которая стекала затем в подземные резервуары. Из каждого литра собранной воды бактерии извлекли по три грамма меди. В итоге — 650 тонн дорогого металла в месяц!

Методом выщелачивания с помощью микроорганиз­мов можно добывать такое важное в наше время топли­во, как уран. Обычно он находится в рудах в очень невысо­кой концентрации. Поэтому для добычи урана выгодны малоэнергоемкие методы. Уран может быть извлечен с помощью кислых растворов, образованных бактериаль­ным окислением сульфидов. Сама организация бакте­риального выщелачивания урана довольно проста. Дроб­леную руду складывают в штабеля на водоупорной пло­щадке, например асфальтированной. Затем кучи высо­той до 2 метров увлажняют, и в них происходит развитие тионовых бактерий за счет имеющихся сульфидов. При­мерно за два года происходит выщелачивание до 80 процентов урана. При подземном выщелачивании забалансированную пиритизированную урановую руду орошают в выработках. Орошающие воды выкачивают на поверхность, и уран извлекают из раствора на ионо­обменных смолах. Вода с сернокислым закисным железом поступает в прудки, где происходит окисление железа, и кислый раствор вновь поступает на орошение руды.

В природе сравнительно редко встречаются руды, содержащие только какой-либо один металл. Чаще всего в них имеется целый комплекс различных сопутствую­щих компонентов. Это относится почти ко всем полиметаллическим рудам цветных металлов и ко многим другим полезным ископаемым. Так, например, титаномагнетиты содержат, кроме железа, титан и ванадий. В каменных углях, железных рудах находятся германий и другие рас­сеянные элементы. Народное хозяйство, разумеется, заин­тересовано в максимально полном извлечении всех цен­ных компонентов, содержащихся в рудах, иными словами, в организации комплексной переработки руд. Успешно решить эту большой народнохозяйственной важности за­дачу можно опять-таки с помощью бактерий. И ученые ведут целенаправленный поиск в мире микробов все новых и новых тружеников для биометаллургии. Цинк, молибден, железо, хром — таков сейчас далеко не полный ассортимент металлов, добываемых микроорганизмами у нас и за рубежом.

Алхимики средневековья мечтали о философском камне, способном превращать любые металлы в золото. В наши дни ученые собираются добывать золото при помощи . бактерий. На первый взгляд такая идея и сейчас может показаться фантастической. И многие специалисты так и расценивали ее до самого последнего времени. Аргументы были веские. Золото — металл инертный, на него не действуют даже концентрированные кислоты. Только «царская водка» (смесь соляной и азотной кислот) одолеет чистое золото. Поскольку микроорганизмам не под силу конкурировать с такой «адской смесью», их поприще деятельности, говорили скептики, медные и железные рудники. Но живая природа показала иное. И вот каким образом.

В Сенегале на берегу реки Иввары есть золотоносный холм Ити. Месторождение это промышленного значения не имеет, так как размер частиц самородного золота н. е превышает микрона и плотность залежи чрезвычайно мала. Лишь местные золотоискатели, затрачивая массу времени и сил, стоически продолжают копать и промывать землю, получая в награду за свой поистине сизифов труд мизерное количество пыли желтого металла. Каза­лось бы, за многие десятилетия, хотя и кустарной раз­работки золотоносной жилы ее тощие запасы должны были бы иссякнуть. Но вот чудо! Золотая жила Ити остает­ся неисчерпаемой. Впечатление такое, будто кто-то все время пополняет месторождение запасами драгоценного металла. Р. Мартинэ — директор Бюро геологических изысканий и шахт в Дакаре, узнав о таинственной неис­сякаемости золотоносной жилы холма Ити, высказал предположение, что это результат деятельности мик­робов.

Нашли среди микроорганизмов советские ученые и та­ких «специалистов», которые позволяют решить одну давнишнюю и чрезвычайно важную производственно-технологическую проблему в угольной промышленности. Речь идет о новом методе — использовании бактерий для предотвращения подземных взрывов. На первый взгляд это может показаться невероятным, в действитель­ности идея оказалась не такой уж утопичной.

 Скачать реферат