Bioleaching - metoda extrakce kovů pomocí živých organismů

Petra Doskočilová

Bachelor's thesis

Bioleaching a method using living organisms to extract metals

Abstract:

Tato práce pojednává o biologické metodě extrakce kovů loužením za pomoci mikroorganismů a shrnuje základní způsoby provedení od minulosti až do dnešní doby se srovnáním laboratorních i provozních výsledků celosvětově. Jsou zde popsány výhody bioloužení oproti konvenční těžbě kovů a chemickému loužení, zejména ve vztahu k životnímu prostředí a udržitelnému hospodaření se zdroji. Část práce se zabývá popisem hojně používaných kovů a jejich získáváním bioloužením z hornin. Velká část obsahu je věnována jednotlivým mikroorganismům, využívaným za tímto účelem, z domén Bakterie, Archaea a Houby. Zde je podrobněji rozebráno využití konkrétních druhů organismů pro loužení vybraných kovů z různých zdrojů. Samostatná kapitola pojednává o Acidithiobacillus Ferooxidans, která je nejvíce a nejdéle využívanou bakterií jak v praxi, tak i ve výzkumu, např. při genovém sekvenování za účelem zvýšení loužicích vlastností a také odolnosti bakterií vůči nepříznivému prostředí ve výluhu a tím zvýšení loužitelnosti žádaných kovů. Závěrem jsou zmíněny příklady využití bioloužení v praxi při odstraňování těžkých kovů z vodárenských kalů, elektronického odpadu a použitých baterií. Zajímavá jsou srovnání s bioloužením za použití katalyzátorů, jako jsou Cu2+ a Ag+, a návrhy řešení problematiky nedostatečné aerace ve vyhnilých kalech za pomocí smíšených kultur.

Abstract:

This paper discusses the biological method of metal extraction by leaching with the help of microorganisms and summarizes the basic methods of implementation from the past to the present with a comparison of laboratory and operational results worldwide. The advantages of bioleaching over conventional metal extraction and chemical leaching are described, particularly in relation to the environment and sustainable resource management. Part of the thesis deals with the description of commonly used metals and their extraction by bioleaching from ores. A large part of the content is devoted to individual microorganisms used for this purpose, from the domains Bacteria, Archaea and Fungi. Here, the use of specific species of organisms for leaching selected metals from different sources is discussed in more detail. A separate chapter discusses Acidithiobacillus ferooxidans, which is the most and longest used bacterium in both practice and research, e.g. in gene sequencing to increase leaching properties and also the bacteria's resistance to adverse environments in leachate, thereby increasing the leachability of the desired metals. Finally, examples of practical applications of bioleaching in the removal of heavy metals from water treatment sludge, electronic waste and used batteries are mentioned. Interesting comparisons with bioleaching using catalysts, such as Cu2+ and Ag+, and suggestions for solving the problem of insufficient aeration in digested sludge using mixed cultures are presented.

Keywords

bioloužení, Acidithiobacillus, bioloužící mikroorganismy, extrakce kovů, biotěžba.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 5. 2024

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Štěpán Vinter, Ph.D.

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Bachelor programme / field:
Materials and Technologies / Environmental Protection