Бактериал оксидланиш ва танлаб эритиш жараёнининг

Бактериал оксидланиш ва танлаб эритиш жараёнининг яна бир муҳим ўлчов кўрсаткичи – муҳитда оксидланиш-қайтарилиш потенциалининг (ОҚП) оптимал ҳолда сақланиши. Бу кўрсаткич бўтанадаги оксидланиш-қайтарилиш реакцияларининг кечишини кўрсатди. Кўплаб сульфид минералларининг танлаб эритишининг максимал тезлиги ОҚП нинг 0,5-0,7 вольтга етганда кечиши аниқланган. ОҚП кўрсаткичининг 0,4 В. дан паст кўрсаткичида, сульфид минераллари таркибидан асосан темир эритмага ўтади, ОҚП 0,7 В юқорида эса – олтингугурт эритмага ўтади.
Зичлиги юқори бўтаналарда бактериал танлаб эритиш даврида, бактериал эритмаларнинг ион таркиби мураккаблашади, унда ионларнинг ҳам оксидланган ҳам қайтарилган шакллари учрайди. Бундай эритмалардаги ОҚП кўрсатгичи ўтача бўлиб, асосан эритманинг оксидловчилик хусусиятини белгилайди.
Бунда эритмаларда асосий ионлар темирнинг оксидланган (Fe³⁺ ) ва қайтарилган (Fe²⁺) шакллари бўлиб, ОҚП кўрсаткичи уларнинг бир бирига ўзоро нисбати миқдори билан белгиланади. Сульфид минералларининг бактериал танлаб эритишида Fe³⁺ миқдори 20-30, айрим ҳолларда 40 г/л ташкил этади, биомассанинг фаоллиги юқори бўлганда, эритмада Fe²⁺ умуман учрамайди, ва бундай эритмалардаги ОҚП кўрсаткичи 0,6-0,8 В га тенг бўлади. ОҚП кўрсаткичи рН кўрсаткичи ва температура кўрсаткичи билан биргаликда, танлаб эритиш жараёнини назорат қилиш учун қўлланилади.
Муҳитнинг ОҚП кўрсаткичи ва сульфид минералларининг электрокимёвий потенциали билан ўзаро нисбати бактериал танлаб эритишида муҳим аҳамиятга эга. Бу кўрсаткичлар орасидаги фарқ 0,1-0,2 В дан кам бўлмаслиги кераклиги тасдиқланган. Бундан паст фарқ минерал оксидланиш даражасининг пастлигини, уларнинг бир бири билан баробарлиги – оксидланиш жараёнинг кечмаётганлигини кўрсатади.
Сульфид минераллари аралашмасининг электрокимёвий оксидлаш механизмини микрогальваник ёки локал элементлар назарияси билан тушунтирилиши мумкин. Унга асосан, кам потенциалли электроднинг эриши секинлик билан тезлашади, юқори потенциалли электироднинг эриши секинлашади. Бундай ҳодиса бактериал танлаб эритишдаги селектив ажратишни тушунишда муҳим аҳамиятга эга (6.2 расм ).
Масалан: марказит сфалерит билан биргаликда 4-6 баробар секинроқ оксидланади, сфалеритнинг мономинерал суспензияларда 10-12 баробар тезлик билан оксидланиши кузатилган. Сульфид минералларининг бактериал оксидланишига кристаллар тузилиши ҳам таъсир этади, уларнинг ўтказувчанлиги, электрокимёвий хусусиятлари, минералда жойлашиши, изоморф қўшимчалари, ўсмалар тури ва бошқалар тасир кўрсатади.
Сульфид минералларини кимёвий ва бактериал оксидланишида потенциалларининг ўзгариши ўрганилиб, минералларнинг потенциали катталигага асосланиб, оксидланишнинг селектив қаторлари тузилди:

Пирротин < ковеллин < сфалерит < пентландит < арсенопирит < халькопирит < пирит.

Оксидланган темир иштирокида кимёвий оксидланиш шароитида электрод потенциалларининг баландлиги кузатилган, масалан : ковеллин учун 0,08-0,09 В; пирит учун 0,2 В. Бундай қонуният микроорганизмлар иштирокида ҳам сақланиб, ковеллининг потенциали рН 2,5 кўрсаткичида 0,18 В; арсенопирит потенциали 0,4 В; пирит потенциали 0,53 В ташкил этган. Селективлик қаторига асосан, унга минералларнинг электрод потенциали кўрсаткичи асос қилиб олинган ҳолда, энг осон танлаб эритиладиган минерал сифатида пирротин аниқланган, ва энг қийин оксидланувчилари – халькопирит ва пиритдир. Сульфид минералларининг аралашмаси бактериал оксидланиш ва танлаб эритиш даврида, электрод потенциали паст минерал танлаб эриши тезлашган, электрод потенциали юқори минералнинг оксидланиши эса секинлашган. Масалан: арсенопиритдан,юқори электр мусбат халькопиритга нисбатан, юқори электро манфий потенциалли ковеллин иштирокида 2,8 баробар кўп мишяк танлаб эритилган.
Бу фактни кўп компонентли сульфид маҳсулотларни бактериал танлаб эритиш технологиясини ташкил этишда ҳисобга олиш керак. Масалан : олтин- мишьякли бойитмаларни бактериал танлаб эришида, уларнинг таркибида арсенопирит ва пиритдан ташқари пирротин минерали бўлганда, авваламбор пирротин танлаб эритилади. Бунда, биринчидан, танлаб эритишнинг умумий вақти кўпаяди, иккинчидан, бўтанада кўп миқдорда элементар олтингугурт кўпайиб, бактериал оксидланиш натижасида кўп миқдорда сульфат-ионлари ҳосил бўлади (рН кўрсаткичи тез пасаяди). Шунингдек олтингугуртнинг салмоқли миқдори тасирида охирги цианлаш жараёнида роданид ионларининг ҳосил бўлганлиги сабабли жароён кескин ёмонлашади. Шунинг учун, пирротин минералини иложи бўлса, бактериал танлаб эритиш олдидан, маҳсулот таркибидан олиб ташлаш мақсадга мувофиқ. Мисол тариқасида, Олимпиада кони олтинмишякли концентратлари таркибида пирротин миқдори 30% дан зиёд
, пирит 12%, арсенопирит – 8%. Кўп миқдорда пирротин Сан-Бенто (Бразилия) фабрикасидаги қайта ишланадиган концентратларда ҳам бўлиб – 19%, ва Ашантида (Гана) – 12,9% гача етади.

6.2. расм. Арсенопирит ва пиритнинг бактериал танлаб эриши гальваник эффекти схемаси

Сульфид минералларини танлаб эритиш жараёнида уларнинг кимёвий ва минералогик фарқи, улардаги қўшмчалар, ўтказиш тури ва тузилиши катта аҳамиятга эга. Пиритнинг бактериал оксидланиши натижасида ғовак ўтказувчан пирит, электрон ўтказишли пиритга нисбатдан тезроқ оксидланади ва муҳитнинг ОҚП фарқи 0,5 В тенг.
Лекин, электрон ўтказишли пиритни танлаб эритилганда, электрод потенциалининг кўрсаткичи ва муҳитнинг ОҚП тез вақтда баробарлашади (муҳитнинг бошланғич ОҚП фарқи 0,2 В) ва бунинг натижасида танлаб эритиш жараёни диярли тўхтайди. Сульфид минералларининг ўсималарини танлаб эритишда ҳам, юқорида айтиб ўтилган гальваник эффект кузатитади. Арсенопирит ва пиритнинг ўсмаларининг гальваник ўзгариши схематик кўринишини 6.2 расмдан куриш мумкин бўлади.
Бунда гальваник эффект арсенипиритнинг каталитик оксидланиши эвазига, ҳамда бактериал оксидланишда олтингугуртнинг сульфат-ионларга айланиши натижасида ҳам кучаяди.

Бактериал танлаб эритишда асосий параметрлардан бири, муҳитнинг ҳарорати ҳисобланади, чунки биологик жараёнларнинг ўзгариши унга боғлиқ бўлиб, иссиқлик барча ферментатив жараёнларнинг тезлигига,эрувчанлигига шунингдек эритмадаги кислород ва карбонат ангидриднинг миқдорига ҳам таъсир кўрсатади.