بهناز صفری – گروه معدن: استفاده از فناوری بیوتکنولوژی درصنایع معدنی از ۱۳ سال پیش تاکنون درفلزات گوناگونی ازجمله مس و طلا با پیشرفت‌های خوبی روبه‌رو بوده چراکه کاربرد بیوهیدرومتالورژی به دلیل سادگی، هزینه کم و کاربرد زیاد برای موادمعدنی کم‌عیار موفقیت چشمگیری داشته و در سال‌های اخیر پیشرفت‌های خوبی در این روش حاصل شده است.
سید احمد مشکانی، استاد دانشگاه و کارشناس مس درباره استفاده از بیوتکنولوژی در صنعت مس، طلا و فلزات دیگر گفت‌وگویی با صمت انجام داده که درپی می‌آید.
بیوتکنولوژی چیست و در صنایع معدنی چگونه به‌کار می‌رود؟
استفاده صنعتی مدرن از بیوتکنولوژی در بیولیچینگ مواد معدنی کم‌عیار و مواد استخراج شده از معدن مس بوده است. دراواخر دهه ۱۹۵۰میلادی شرکت‌های مس «کنکات» از این فرآیند به‌طور موفقیت‌آمیزی استفاده کرده‌اند. بعد از این تجربه شرکت‌های مختلفی نیز به این فناوری روی آورده‌اند. امروزه دامپ‌های بیولیچینگ روش بسیارکم‌هزینه‌ای برای استحصال مس از توده اصلی هستند که روشی کم‌هزینه‌تر از آن وجود ندارد. علاوه بر موفقیت اقتصادی دامپ‌های بیولیچینگ، عملیات خیلی کمی برای آماده‌سازی این دامپ‌ها لازم است بعد از آن تجربه تا اواسط دهه ۱۹۸۰میلادی هنگامی‌که نخستین آزمایش برای بازیابی طلای مقاوم در عملیات فیرویو در افریقای جنوبی انجام شد، که تا آن زمان تجربه نشده بود. از آن زمان به بعد افراد مختلفی تحقیقات بسیار زیادی را در زمینه بیوهیدرومتالورژی انجام دادند. به هرحال امروزه، کاربرد بیوهیدرومتالورژی به دلیل سادگی، هزینه کم و کاربرد زیاد برای موادمعدنی کم‌عیار موفقیت چشمگیری داشته و در طول ۱۳سال پیشرفت این روش به حداکثر رسیده است.
چرا روش اسیدشویی توده‌ای در دهه‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته است؟
در دهه اخیر ترکیبی از اسیدشویی توده‌ای، اسیدشویی اکسید مس و استفاده از میکروبیولوژی موفقیت چشمگیری در عملیات اسیدشویی میکروبی مس ثانویه و فلزات گرانقیمت مقاوم، داشته است. اسیدشویی توده‌ای میکروبی هنوز ساده‌ترین روش موجود است که منجر به کاهش هزینه‌های سرمایه‌گذاری اولیه، هزینه‌های جاری و موفقیت‌های زیست‌محیطی می‌شود.
موارد کاربرد زیاد این روش در ۵ سال اخیر نشان‌دهنده اولویت‌ها و مزیت‌های خوب این روش است. پروژه عظیم اسیدشویی توده‌ای میکروبی طلای سولفیدی مقاوم معدن نیومونت به میزان ۸۰ هزار تن که از سوی شرکت «نوادا» انجام شد، نمونه بارزی از موفقیت این تکنیک است.
کاربرد بیوتکنولوژی در صنایع معدنی چیست؟
اقدامات انجام شده از ۳۰ سال پیش نشان می‌دهد که در تعداد زیادی از عملیات‌ها از روش میکروبی برای جدایش فلزات در مقیاس صنعتی استفاده شده است. نتایج حاصل از استفاده از تکنیک بیوتکنولوژی در مقیاس آزمایشگاهی با فناوری‌های موجود تفاوت‌های بسیار زیادی دارند. آزمایش‌های انجام شده در مقیاس آزمایشگاهی بسیار زیاد، در مقیاس نیمه صنعتی کمتر و در مقیاس صنعتی و کارهای بزرگ مقیاس بسیارکم‌اند. در بعضی از موارد نیز با در نظرگرفتن شرایط اقتصادی فعلی نامطلوب و زیانده هستند. در یک مطالعه جدید شرایط استحصال فلزات پایه، اورانیوم و فلزات قیمتی و همچنین بازیابی فلزات از محلول و فلزات صنعتی انجام شده که این موارد در مقیاس نیمه صنعتی و صنعتی برای مس، اورانیوم و فلزات قیمتی که شامل اسیدشویی توده‌ای ماده معدنی و باطله مس با عیارکم، اسیدشویی لایه‌های نازک از ماده معدنی مس، اسیدشویی توده‌ای مس از طلا، اسیدشویی درجا ماده معدنی و باطله اورانیوم، بازیابی کانی‌های مقاوم و بیواکسیداسیون توده‌ای کانی‌های مقاوم طلا و بیواکسیداسیون توده‌ای کانی‌های طلای مقاوم با عیار پایین است.
موفق‌ترین کاربرد بیوتکنولوژی در کدام فلزات بوده است؟
موفق‌ترین کاربرد بیوتکنولوژی برای استخراج فلزات در حوزه مس و طلا است و در زمینه مس، بیولیچینگ آن به خاطر راحتی و اقتصادی بودن بازیابی فلزات از محلول از روش SX-EW به‌طور گسترده‌ای انجام می‌شود. در استحصال و فرآوری طلا نیز به دلیل ارزش اقتصادی بالای آن از این روش استفاده می‌شود. بیولیچینگ اورانیوم نیز در قدیم بیشتر مورد استفاده قرار می‌گرفت ولی امروزه به‌دلیل کاهش قیمت اورانیوم و استفاده آن درصنایع هسته‌ای، کاربرد آن کمتر شده ولی به نظر می‌رسد در آینده برای کانی‌هایی مانند کبالت و نیکل نیز به دلیل کاربرد روزافزون این فلزات، بیشتر مورد توجه قرار بگیرد.
بیوتکنولوژی در صنایع مس چگونه به‌کار می‌رود؟
انتخاب عملیات بیوهیدرومتالورژی به‌طور گسترده‌ای به شرایط کانی‌شناسی مس بستگی دارد. بزرگترین کاربرد بیوتکنولوژی درصنایع معدنی در بیولیچینگ کانی‌های کم‌عیار و باطله‌ها در توده‌های اسیدشویی است. اگرچه سولفیدهای مس ثانویه، کالکوسیت و کالکوپیریت بیشتر مورد اسیدشویی قرار می‌گیرند، حتی کانی‌های کالکوپیریت به نسبت مقاوم نیز منابع حائز اهمیتی در روش اسیدشویی به شمار می‌آید. بیشتر معادنی که از روش بیولیچینگ برای استحصال فلزات استفاده می‌کنند، معادنی هستند که در نیمکره‌جنوبی زمین واقع شده‌اند و این به سبب شرایط آب و هوایی خاص این مناطق است که برای رشد باکتری و عملیات آنها مفیدتر است. در مناطقی مثل شمال امریکا به دلیل شرایط آب و هوایی سرد، کار باکتری‌ها در این مناطق با مشکل روبه‌رو می‌شود. در این مناطق تنها از باکتری‌های سرما دوست می‌توان استفاده کرد چنانچه از سال ۱۹۸۰م، ۱۱ معدن مس و یک معدن طلا به‌صورت برجا از روش بیولیچینگ استفاده کرده‌اند.
بیوتکنولوژی طلا در آینده چه جایگاهی خواهد داشت؟
به‌طور قطع روش‌های فرآوری به این سمت و سو خواهد رفت اما یکی از روش‌های جدید در استحصال طلا که آینده بسیار درخشانی خواهد داشت، روش ژئوکت است. این روش از سوی کمپانی «ژئوبیوتِکس» ابداع شد. در این روش، از فرآیند اکسیداسیون مواد معدنی به‌وسیله باکتری استفاده می‌شود که این روش هزینه‌های سرمایه‌گذاری و عملیاتی کم با بازیابی بسیار بالایی برای اسیدشویی توده‌ای در رآکتورهای پیوسته دارد. هر ۲روش بیواکسیداسیون توده‌ای و مخزنی مورد قبول صنعت است و درمقیاس صنعتی درکل جهان استفاده می‌شوند.
البته در استفاده از فناوری ژئوکت مزایای بسیار زیادی وجود دارد که از جمله می‌توان به هزینه‌های سرمایه کم، هزینه‌های عملیاتی کمتر، قابلیت تغییرپذیری بالا درخوراک، انجام پروژه با سرعت بالا، قابلیت کار با هر دو گونه مواد معدنی اعم از پرعیار یا کم‌عیار، آسان بودن روش، ایمنی، انعطاف‌پذیری و قابلیت توسعه و گسترش اشاره کرد.
بیوتکنولوژی در سایر فلزات چگونه انجام می‌شود؟
امروزه روش بیوهیدرومتالورژی برای آزادسازی مس، طلای مقاوم و کنسانتره‌ها در مقیاس صنعتی استفاده می‌شود. همچنین بیوهیدرومتالورژی برای اورانیوم در مقیاس بزرگ نیز استفاده شده است. همچنین ظرفیت قابل توجهی برای بیولیچینگ و آماده‌سازی فلزات پایه و فلزات گروه پلاتین نیز وجود دارد. آزمایش‌های اسیدشویی میکروبی در مقیاس نیمه صنعتی برای سولفیدهای فلزات پایه مثل Co، Ga، Mo، Ni و Pb انجام شده که در این میان کانی‌های سولفیدی گروه پلاتین نیز با روش میکروبی قابل آماده‌سازی هستند.
(بهناز صفری – گروه معدن – برگرفته از روزنامه صمت مورخ 1394/09/15)
