1 дәріс. Кіріспе. Техникалық микробиология пәні, мақсаты және дамуы

Сульфидті минералдар пульпада немесе кендерде электрохимиялық өзара әрекеттесуде, яғни олардың арасында гальваникалық токтар пайда болады. Сульфидті минералдардың қоспасында ОВГТ-сы неғұрлым төмен минерал тотығады, яғни сульфид-анод, оның тотығу белсенділігі сульфид-анод пен сульфид-катодтың электродтық потенциалдарының әртүрлілігіне байланысты. Мысалы, пирит сфалерит пен халькопириттің коррозиясына ықпал етеді, бұл биогидрометаллургиялық технологияларды сынау нәтижелерімен расталады.

Минералдардың тотығу сипаты, олардың электрондық өткізгіштігінің түріне байланысты болуы мүмкін. Өткізгіштіктің электрондық түрі бар пирит үшін биосілтілеу процесінде, темір мен күкіртті ерітіндіге пропорционал бөліп алу тән, ал өткізгіштік түрі тесігі бар пирит үшін темірге қарағанда күкірттің белсенді бөлінуіне тән. Алайда, эксперименттік деректер электрондық өткізгіштіктің түрі бактериялық сілтілеу үшін минералдың қол жетімділігін анықтайтын негізгі фактор болып табылмайды. Жасушалар бөлетін заттар тасымалдаушы молекулалар болуы мүмкін.

Зерттеушілер сілтісіздендіру қоспасына аз концентрациядағы амин қышқылдарын (цистеин және гомоцистеин) қосу, металдарды пириттен тез шығаруға ықпал ететінін анықтады. Осы қосылыстардың тиол топтары сілтілеуге ықпал етеді. Цистеин күкіртті экстракциялауға және аэрацияланатын аймақтарға көшіруге ықпал етеді, және де цистеин темір үшін хелатациялаушы агент ретінде әрекет етеді.

Негізінен, бактериялар минералдың барлық бетіне бірдей жабыса бермейді, кристалды тордағы ақаулардың ерекше бөліктеріне жабысуды қалайды. Sanhueza et al. (1999) жұмысында, синтетикалық пириттің бетіне тиобациллдің бекітілу орны мен дәрежесі сульфидті үлгілердің кристалдану дәрежесіне қатаң тәуелді екендігі көрсетілген. Аморфты пириттің тілімдерінде, тығыз оралған бактериялардан жасалған ұзынша кластерлер қалыптасты. Жоғары кристалды пиритте оқшауланған бактериялар немесе інжу тізбегінің қысқа ұқсас жіптері басым болды. Бактериямен жабылған пирит бетінің пайыздық қатынасы кристалданған үлгілерде азайды.

Осылайша, бактериялар пирит үлгілерінде аморфты аймақтарға бекітілуді жөн көрді, оларға сульфидті иондардың жақсы қолжетімділігін қамтамасыз етті. Микроорганизмдердің пирит бетіне бекітілу ерекшеліктерін және сілтісіздендірудің бастапқы сатыларында тікелей микробиологиялық тотығуын зерттеудің көп мөлшеріне қарамастан, биосілтісіздендірудің тікелей механизмінің "маңыздылық дәрежесін" бағалауда күмән бар. Кейбір зерттеушілер тікелей биосілтісіздендірудің болуын жоққа шығарады және тікелей емес тотығуды осы процестің жалғыз механизмімен мойындайды. Boon 14 et al. (1998) жұмысында, құрамында темір мен қышқыл иондарының бірдей мөлшері бар, мырыштың синтетикалық сульфидін бактериялардың қатысуымен және қатыспағандығымен ортада тотықтырды.

Бактериясыз тәжірибеде екі валентті темір тотықтырғыш ретінде сутегі пероксиді қолданылды. Тәжірибенің екі нұсқасында бірдей нәтижелер алынды және мырыш сульфидінің тікелей емес тотығу механизмінің басымдылығы туралы қорытынды жасалды. Испан микробиологтары өз эксперименттері мен басқа ғалымдардың зерттеулерінің нәтижелері негізінде пиритті биосілтілеу екі сатылы процесстен тұрады деген қорытындыға келді. Бірінші кезеңде тотығу минералдың қатты бетіне бекітілген микроорганизмдердің көмегімен, байланыс механизмі арқылы жүреді. Екінші сатыда пиритті ерітудің негізгі факторы болып, ерітіндіде микроорганизмдерді регенерацияланатын, Fe3+ арқылы тікелей емес механизм болып табылады. Демек, сульфид бетіне микроорганизмдердің бастапқы бекітілуі, минералдың екінші сатыда еруінің жоғары жылдамдығына жетуде маңызды рөл атқарады, яғни биосілтілеу екі қатар жұмыс істейтін механизмді (тікелей емес және контактілі) қамтиды және олардың әрқайсысының тиімділігі жасушалардың бекітілу дәрежесіне және ерітіндідегі темір тотықтырғыш бактериялардың концентрациясына байланысты.