Сибирский федеральный университет
Лаборатория промышленных биотехнологий
Разработка технологических решений переработки концентратов цветных и благородных металлов с применением биотехнологий

Область: Новые материалы и технологии, Биоэкономика (технологии, востребованные в сельском хозяйстве, экологии и при создании лекарственных препаратов)

TRL 2: Сформулирована техническая концепция, установлены возможные
области применения разработки
Описание технологии
Настоящая технология существует в нескольких вариантах реализации и направлена на решения ряда задач, таких как:
-выделение и накопление штаммов микроорганизмов, адаптированных к текущим типам сырья,
-непосредственно технологии биоокисления сульфидных флотоконцентратов с возможным существенным содержанием арсенопирита, содержащих цветные и благородные металлы,
-разработка подходов повышения качества полиметаллических сульфидных концентратов, путем улучшения показателей селекции минералов за счет модификации поверхности выделенными культурами микроорганизмов, приводящих к селективному изменению поверхностных характеристик.
В настоящий момент выделены и накоплены культуры микроорганизмов для некоторых месторождений, предлагаемые технологии и технологические решения для сульфидного сырья, с высоким содержанием мышьяка, отработаны на двух линиях лабораторных реакторов биоокисления, объемом 2-6 литров в периодическом и непрерывных режимах, и готовы к масштабированию. Суть технологии заключается в биоокислении серы и мышьяка, содержащихся в сульфидных флотоконцентратах, в сернокислых средах в биореакторах, позволяющих контролировать рН, Eh, температуру и другие параметры, с применением штаммов микроорганизмов, адаптированных к текущим типам сырья. Решение обеспечивает высокие показатели извлечения металлов без применения экологически опасных пирометаллургических процессов и экономически затратных автоклавных процессов.
Описание будущего/возможного применения
Глобальное экономическое развитие связано с постоянным увеличением потребления цветных и благородных металлов. При этом качество сырья снижается, что приводит к необходимости вовлечения в переработку сложных по вещественному составу объектов с низкими содержаниями ценных компонентов, обогащение которых традиционными методами малоэффективно и оказывает высокое негативное экологическое воздействие на окружающую среду и человека. Помимо этого, рентабельность переработки таких руд и концентратов существенно ниже, поэтому требуется разработка новых технологических решений. Это делает необходимым внедрение инновационных подходов, одним из которых являются биотехнологические процессы переработки сульфидных концентратов цветных и благородных металлов. Преимущества предлагаемого биотехнологического решения является экологическую безопасность, поскольку использование микроорганизмов позволяет значительно сократить количество вредных выбросов в атмосферу и сброс токсичных растворов в водоёмы. Проект направлен на разработку и внедрение эффективных технологий биовыщелачивания сульфидных концентратов, труднорастворимых в растворах минеральных кислот или обладающими низкими показателями извлечения в процессах прямого цианирования. Решение позволяет избежать применения операций обжига с выбросами в атмосферу соединений серы, мышьяка. Предлагается сульфидный флотоконцентрат подвергать процессам биоокисления в сернокислых средах в реакторах с применением штаммов микроорганизмов, выделенных и адаптированных к текущим типам сырья. Решение позволит окислить мышьяк, серу и высвободить ценные металлы для дальнейшего извлечения. Предлагаемое решение обеспечит высокие показатели извлечения металлов без применения пирометаллургических процессов, загрязняющих окружающую природную среду. Реализация проекта также предполагает создание цифровой базы режимов биоокисления для различных типов сырья и применение систем искусственного интеллекта для обработки и управления массивом данных биоокисления.
Простота реализации обусловлена лёгкостью автоматизации, масштабирования и контроля процессов биотехнологической переработки, возможностью адаптации методик к широкому спектру сырьевых материалов различного состава и происхождения. Таким образом, использование биотехнологий открывает широкие возможности для повышения эффективности и экологической безопасности процесса переработки концентратов цветных и благородных металлов. Биотехнологичный подход обещает стать ключевым фактором конкурентоспособности российских компаний на мировом рынке, обеспечивая стабильный доступ к дефицитным ресурсам при минимизации негативных последствий для природы и общества.
Борисов Роман Владимирович, к.х.м.
Email: RVBorisov@sfu-kras.ru
Тел: +79232897909