Особенности биоокисления и химического выщелачивания медно-никелевого сульфидного сырья: биологический, минералогический и физико-химический аспекты

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 21-14-00077

НазваниеОсобенности биоокисления и химического выщелачивания медно-никелевого сульфидного сырья: биологический, минералогический и физико-химический аспекты

Руководитель Муравьев Максим Игоревич, Кандидат технических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Фундаментальные основы биотехнологии" Российской академии наук" , г Москва

Конкурс №55 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-209 - Биотехнология (в том числе бионанотехнология)

Ключевые слова Выщелачивание, биоокисление, ацидофильные микроорганизмы, биогидрометаллургия, металлорезистентность

Код ГРНТИ62.99.29

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Некоторые виды коллективных сульфидных концентратов цветных металлов, в частности медно-никелевых, переработка которых традиционными способами связана с технологическими, экономическими и экологическими трудностями, представляют собой перспективное сырье для биогидрометаллургии. Вместе с тем, не все сульфидные минералы такого сырья могут быть окислены микроорганизмами с удовлетворительной скоростью. Важной научной проблемой применительно к биогеотехнологии является относительно небольшое количество данных о закономерностях (био)выщелачивания медно-никелевого сульфидного сырья. Исследование химических и структурных закономерностей биоокисления сульфидных минералов никеля и никельсодержащего сырья различными ацидофильными хемолитотрофными микроорганизмами, их комбинациями и сообществами в различных условиях проведения процессов, кинетических закономерностей указанных процессов, поиск факторов, определяющих эти закономерности, является актуальным с целью развития методов биогидрометаллургии, расширения объектов ее применения и повышения ее коммерческой привлекательности. Значимость более широкого внедрения биогеотехнологий обусловлена их относительно меньшей опасностью для окружающей среды по сравнению с пирометаллургией и возможностью переработки низкокачественного сырья, продуктов или даже отходов обогащения и металлургии, с учетом того, что на большинстве промышленных горно-обогатительных и металлургических предприятиях России задачи снижения выбросов и сбросов токсикантов стоят особенно остро. Научной новизной исследований является предложенный в проекте подход к биогидрометаллургической переработке низкокачественного сульфидного медно-никелевого сырья, основанный на селективном выщелачивании никеля с использованием сообществ ацидофильных хемолитотрофных микроорганизмов и концентрировании сульфидов меди в осадке выщелачивания с целью получения качественного медного концентрата, пригодного для пирометаллургических операций. Исследование закономерностей (био)выщелачивания сульфидных медно-никелевых концентратов в зависимости от количественного соотношения сульфидов в них будет выполнено впервые. Определение роли представителей микробных сообществ при биоокислении медно-никелевого сырья, а также изучение их металлорезистентности являются важными фундаментальными задачами проекта. Полученyые данные по скорости и эффективности выщелачивания меди и никеля позволят подойти к оценке возможной промышленной реализации биогидрометаллургической переработки низкосортного медно-никелевого сырья.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Муравьев М.И., Панюшкина А.Е., Фомченко Н.В. Селективное выщелачивание никеля из коллективных сульфидных концентратов Материалы Международной конференции "Проблемы комплексной и экологически безопасной переработки природного и техногенного минерального сырья" (Плаксинские чтения - 2021), С. 420-424 (год публикации - 2021)

2. Панюшкина А.Е., Фомченко Н.В., Муравьев М.И. Comparison of Bio- and Ferric Leaching for Beneficiation of Bulk Copper-Nickel Sulfidic Concentrate International Conference Proceedings, Том 1046, Выпуск 12022, Номер статьи 012005 (год публикации - 2022)
10.1088/1755-1315/1046/1/012005

3. Панюшкина А.Е., Фомченко Н.В., Бабенко В.В., Муравьев М.И. Effect of Temperature on Biobeneficiation of Bulk Copper-Nickel Concentrate with Thermoacidophilic Microbial Communities Metals, V. 11. P. 1969. (год публикации - 2021)
10.3390/met11121969

Публикации

1. Муравьев М.И., Панюшкина А.Е., Фомченко Н.В. Bulk flotation followed by selective leaching with biogenic ferric iron is a promising solution for eco-friendly processing of complex sulfidic ores Journal of Environmental Management, V. 138, art. 115587 (год публикации - 2022)
10.1016/j.jenvman.2022.115587

2. Муравьев М.И., Панюшкина А.Е., Фомченко Н.В. Effect of copper/nickel ratio on the efficiency of biobeneficiation of bulk copper-nickel sulfide concentrates Minerals Engineering, V. 182, art. 107586 (год публикации - 2022)
10.1016/j.mineng.2022.107586

3. Панюшкина А.Е., Муравьев М.И., Фомченко Н.В. A Case of Predominance of Alicyclobacillus tolerans in Microbial Community during Bioleaching of Pentlandite-Chalcopyrite Concentrate Minerals, V. 12(4), art. 396 (год публикации - 2022)
10.3390/min12040396

4. Фомченко Н.В., Панюшкина А.Е., Меламуд В.С., Муравьев М.И. Comparison of Leaching of Copper–Nickel Concentrates and Metallurgical Slag with Biogenic Ferric Iron Applied Biochemistry and Microbiology, V. 58, №4, P. 463-467 (год публикации - 2022)
10.1134/S0003683822040044

5. Фомченко Н.В., Панюшкина А.Е., Меламуд В.С., Муравьев М.И. Биовыщелачивание никель-медной сульфидной руды хемолитотрофными микроорганизмами НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ И ПРАКТИКА ПЕРЕРАБОТКИ РУД И ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ Материалы XХVII Международной научно-технической конференции, проводимой в рамках XX Уральской горнопромышленной декады. Екатеринбург, 2022, С. 70-75 (год публикации - 2022)

6. Муравьев М.И., Панюшкина А.Е. Comparison of sphalerite concentrate leaching by chemical and microbially produced ferric sulfate Minerals Engineering, V. 187, art. 107792 (год публикации - 2022)
10.1016/j.mineng.2022.107792

Публикации

1. Муравьев М.И., Фомченко Н.В., Панюшкина А.Е. Выщелачивание медно-цинкового и никель-медного концентратов с применением хемолитотрофных микроорганизмов Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья: материалы XХVIII Международной научно-технической конференции, 06-07 апреля 2023 г., проводимой в рамках XXI Уральской горнопромышленной декады 03-12 апреля 2023 г., С. 97-101 (год публикации - 2023)

2. Муравьев М.И., Фомченко Н.В., Панюшкина А.Е., Меламуд В.С. Биовыщелачивание никель-медной руды термотолерантным микробным сообществом Современные проблемы комплексной и глубокой переработки природного и нетрадиционного минерального сырья. Материалы Международной конференции (Плаксинские чтения – 2023), С. 383-384 (год публикации - 2023)
10.25633/6703-9

3. Панюшкина А.Е., Муравьев М.И., Фомченко Н.В. Определение микробных метаболитов, влияющих на химическое выщелачивание металлов из сульфидных минералов Материалы Международной научно-практической конференции им. Д. И. Менделеева: сборник статей. Т. 3, Т. 3, С.357-359 (год публикации - 2023)

4. Муравьев М.И., Панюшкина А.Е. Comparison of sphalerite, djurleite, and chalcopyrite leaching by chemically and biologically generated ferric sulfate solutions Hydrometallurgy, V. 219, № 106067 (год публикации - 2023)
10.1016/j.hydromet.2023.106067