Biolixiviación: Recuperación de Metales con Microorganismos

Microorganismos Presentes en los Ambientes Lixiviantes

• Su carácter acidófilo.
• Rango de pH óptimo de crecimiento < 4.
• Bacterias quimiolitotróficas, algunas heterotróficas.
• Arqueas, hongos, algas y protozoos.

Recuperación Asistida por Bacterias o Microbial Enhanced Oil Recovery (MEOR)

Consiste en la inyección de ciertos microorganismos en el yacimiento y la posterior estimulación y transporte de sus productos metabólicos generados in situ.

• Adición de polímeros: incrementa la viscosidad. Xantano (Xanthomonas campestris), Curdulano (Agrobacterium sp.) Escleroglucano (Sclerotium glucanicum)
• Producir microorganismos in situ: Clostridium, B. licheniformis
• Inyección de gas in situ.

Oxidación de Hierro

Leptospirillum ferroxidans, L. ferriphilum, L. thermoferrooxidans, Acidithiobacillus ferrooxidans.

Oxidación de Azufre

Acidithiobacillus thiooxidans, At. caldus, Hydrogenobaculum acidophilum, Iron-and sulfur-oxidizers, Thiomonas cuprina.

Oxidación/Reducción de Azufre o Hierro

Acidithiobacillus ferroxidans, Alicyclobacillus spp, Sulfobacillus spp.

Reducción/Oxidación de Hierro

Ferrimicrobium acidiphilum, Ferroplasma acidiphilum, Fp. Acidarmanus, Acidimicrobium ferroxidans.

Reducción de Hierro

Acidocella spp.

Biolixiviación Directa

Enzima unida a la superficie de la célula o a la secreción extracelular de una enzima que oxidaría directamente el mineral a iones metálicos y sulfato. “Mecanismo de lixiviación por contacto”.

Biolixiviación Indirecta

Los sulfuros metálicos son solubilizados por oxidación química mediada por iones férricos y/o protones.

Mecanismo del Tiosulfato

Solubilización de la pirita (FeS₂), molibdenita (MoS₂), y tungstenita (WS₂) mediante el ataque del ion férrico como único agente oxidante.

Mecanismo del Polisulfuro

Solubilización de la esfalerita (ZnS), covelita (CuS) y galena (PbS), lixiviados por el ion férrico y/o los protones.

Procesos de Biolixiviación

• Lixiviación en pendiente: Minerales arrojados en una ladera de una montaña y rociados continuamente con agua y Acidithiobacillus. El agua es recogida y se extrae el mineral.
• Lixiviación en pilas: Mineral es triturado y apilado en forma de pirámide, se trata como L. en pendiente.
• Lixiviación in situ: Mineral permanece en su sitio original y el líquido de biolixiviación es bombeado a través de orificios.

Sulfurados y Oxidados de Cobre

• Sulfurados de cobre: Calcopirita, bornita, calcosina, covelina.
• Oxidados de cobre: Malaquita, crisocola, azurita, brochantita, cuprita.

Recuperación del Cobre

A partir de:

• Calcopirita (CuFeS₂)
• Covelita (CuS)
• Calcocita (Cu₂S)

Reacciones

• Calcopirita: 2 CuFeS₂ + 8.1/2 O₂ + H₂SO₄ → 2 CuSO₄ + Fe₂(SO₄)₃ + H₂O
• Covelita: CuS + 2 O₂ → CuSO₄

Se recupera el Cu con solventes o hierro:

CuSO₄ + Fe → Cu + FeSO₄

Recuperación del Uranio

• Insoluble: Óxido de uranio tetravalente (UO₂)

Oxidación:

• Con carbonatos → Soluciones alcalinas bicarbonato-carbonato.
• Con pirita → Soluciones calientes de H₂SO₄/Fe

• Soluble: Sulfato de uranio hexavalente (UO₂SO₄)

Reacción:

UO₂ + Fe₂(SO₄)₃ → UO₂SO₄ + 2 FeSO₄

En un proceso indirecto: Utiliza a A. ferrooxidans para oxidar al ion férrico de la pirita y recuperarlo como UO₂SO₄.

No se usan microorganismos cuando:

• Minerales de uranio que carecen de iones de hierro.
• Minerales con alto contenido de carbonato.

Recuperación del Oro

Se recupera del 70 al 95% del oro.

• Se encuentra mezclado con calcopirita, pirita (FeS₂), la arsenopirita (FeAsS) y pirita arsenical (AsFeS₂).
• El oro es liberado de los sulfatos por presión-oxidación.
• Se recupera con tratamiento con cianuro: 4 Au + 8 NaCN + O₂ + 2 H₂O → 4 NaAu(CN)₂ + 4 NaOH
• Microorganismos utilizan el cianuro y liberan el Au.