BIOLIXIVIACION PDF

La clula bacteriana presenta un aspecto viscoso, y en su zona central aparece un nucleoide que contiene la mayor parte del ADN bacteriano, y en algunas bacterias aparecen fragmentos circulares de ADN con informacin gentica, dispersos por el citoplasma, llamados plsmidos. La ms conocida es la Acidithiobacillus ferrooxidans; su nombre nos indica varias cosas: Acidithiobacillus es acidfilo porque crece en pH cido, es thio porque es capaz de oxidar compuestos de azufre, es un bacillus porque tiene forma de bastn y ferrooxidans, porque adems puede oxidar el fierro. Estos microorganismos se alimentan principalmente de dos impurezas que hay que extraer del mineral para producir cobre: El azufre, que las bacterias pueden oxidar y convertir en cido sulfrico y el fierro, el cual es precipitado sobre el mineral de descarte, lo que permite lograr una disolucin ms barata y simple. Las bacterias lixivian disuelven , las rocas o minerales y los solubilizan, por eso el proceso se llama biolixiviacin, o lixiviacin biolgica. El sulfuro de Cobre, CuS, es uno de los minerales que pueden ser convertidos es una forma soluble del metal. Mediante una reaccin de oxidacin, las bacterias extraen los electrones y disuelven el sulfuro de cobre CuS que es slido, obteniendo una solucin de sulfato de cobre CuSO4 a partir de la cual se puede recuperar el cobre como metal.

Author:JoJokus Dihn
Country:Denmark
Language:English (Spanish)
Genre:Career
Published (Last):10 October 2010
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La clula bacteriana presenta un aspecto viscoso, y en su zona central aparece un nucleoide que contiene la mayor parte del ADN bacteriano, y en algunas bacterias aparecen fragmentos circulares de ADN con informacin gentica, dispersos por el citoplasma, llamados plsmidos. La ms conocida es la Acidithiobacillus ferrooxidans; su nombre nos indica varias cosas: Acidithiobacillus es acidfilo porque crece en pH cido, es thio porque es capaz de oxidar compuestos de azufre, es un bacillus porque tiene forma de bastn y ferrooxidans, porque adems puede oxidar el fierro.

Estos microorganismos se alimentan principalmente de dos impurezas que hay que extraer del mineral para producir cobre: El azufre, que las bacterias pueden oxidar y convertir en cido sulfrico y el fierro, el cual es precipitado sobre el mineral de descarte, lo que permite lograr una disolucin ms barata y simple. Las bacterias lixivian disuelven , las rocas o minerales y los solubilizan, por eso el proceso se llama biolixiviacin, o lixiviacin biolgica.

El sulfuro de Cobre, CuS, es uno de los minerales que pueden ser convertidos es una forma soluble del metal. Mediante una reaccin de oxidacin, las bacterias extraen los electrones y disuelven el sulfuro de cobre CuS que es slido, obteniendo una solucin de sulfato de cobre CuSO4 a partir de la cual se puede recuperar el cobre como metal.

En efecto las bacterias ms comnmente usadas en la lixiviacin son en realidad arqueobacterias, es decir las formas ms antiguas y primitivas de vida y una que segn una clasificacin moderna de la Biologa, forman un dominio de la misma. A mediados de los 70 los avances en la secuencia gentica descubrieron la gran diversidad del mundo microbial y como resultado las viejas clasificaciones han sido reemplazadas por un rbol de tres dominios: Arqueobacteria, Bacteria y Eukarya.

La rama de las Eukarya organismos hechos de clulas con ncleo, es donde la vida animal, vegetal as como las algas y hongos encajan. La segunda rama la forma las Bacterias, y aunque la mayora son letales al hombre muchos de ellas han resultado ser el compaero ideal del hombre en su lucha por descontaminar el medio ambiente.

Finalmente se tiene la rama de las Arqueobacterias, que segn el parecer de muchos cientficos son las primeras formas de vida que se originaron en las fisuras marinas y las aguas termales abismales, lejos de la presencia de la luz.

La presencia de Thiobacillus Ferroxidans en las aguas de drenaje de las minas de carbn y su correlacin con la disolucin de minerales, recin se hizo patente en el ao Acidithiobacillus Ferrooxidans La presencia de microorganismos en un medio tan hostil, as como la existencia de metal soluble y cido sulfrico, caus estupor en su momento y aun excepticismo.

Las posteriores pruebas contundentes mostraron que no solo las bacterias podan vivir en ese ambiente sino que realizaban un tipo de lixiviacin natural hasta entonces indito. Las bacterias Thio-Ferroxidans son acidfilas y tienden a vivir en ambientes tales como las aguas termales, fisuras volcnicas y depsitos de sulfuros que tienen una alta concentracin de cido sulfrico y son moderadamente termoflicas viviendo entre 20 a 35C.

La arqueobacteria obtiene energa para su desarrollo de la oxidacin del hierro y azufre. El hierro divalente ferroso es convertido a hierro frrico trivalente ; mientras que el azufre elemental y los sulfuros son transformados a compuestos donde el azufre tenga menor nmero de electrones: el in sulfato. Las autotrficas bacteria Thio-Ferroxidans capturan carbn del CO2 de la atmsfera; en adicin a estas existen otras bacterias heterotrpicas que requieren materia orgnica disponible.

En ambas especies hay bacterias aerbicas que efectan principalmente reacciones de oxidacin y bacterias anaerbicas que llevan a su ciclo de vida en ausencia del oxgeno y realizan esencialmente reacciones de reduccin. En la lixiviacin bacteriana existen otros organismos que actan con las thioferroxidans, tales como las thiobacillus thioxidans, arqueobacteria que se desarrolla en el azufre elemental y en algunos compuestos sulfurosos solubles.

Similarmente los microorganismos lethospirilum ferroxidans y los thiobacillus organopurus, pueden tambin degradar pirita y chalcopirita. Entre las temperaturas de 60 y 75C en condiciones naturales la bacteria thermotrix Thiopara oxida los iones sulfihdricos a iones sulfito y tiosulfato a azufre elemental para formar luego iones sulfato.

Lo ms robustos microorganismos de las especies termoflicas son las del genero sulfalobus. Estas florecen en las aguas termales y fisuras volcnicas a temperaturas que exceden los 60C inclusive algunas de ellas cerca del punto de ebullicin del agua, las paredes de estos microorganismos tiene una estructura diferente de la mayora de sus congneres. Las arqueobacteria sulfalobus acidocaldarius y la sulfalobus brierleya oxidan azufre y hierro por la energa yacente del C02 y como cualquier organismo aerbico el oxigeno es requerido, que finalmente resulta en el receptor de los electrones removidos en el proceso de oxidacin.

Los minerales que pueden resistir la accin de otros microorganismos son atacados por los sulfalobus, tal es el caso de la chalcopirita y la molibdenita. El molibdeno es muy txico para la mayora de los microorganismos lixiviantes, es disuelto por la sulfalobus brierleya en concentraciones tan altas como mg por litro. Las sulfalobus representan posiblemente la mayor promesa de xito en el futuro de la lixiviacin bacteriana.

El uso controlado de microorganismos para la extraccin de metales, tambin se extiende para aplicaciones de tecnologa biolgica como por ejemplo para eliminar metales pesados de las aguas industriales. Se han estudiado bacterias y hongos que acumulan iones presentes en los desages.

Los procesos microbiolgicos involucrados pueden considerarse de tres categoras: absorcin de los iones metlicos sobre la superficie de los microorganismos; penetracin intracelular de los metales por agentes biolgicos.

La mayora de los microorganismos tiene una carga negativa debido a la presencia de iones negativamente cargados en la membrana celular, tales grupos incluyen al fosforil PO3, el carboxil CO-, el sulfihidril HS- y el hidroxil OH- que son los responsables de los iones metlicos positivos.

La bacteria comn de la cerveza sachamoycess cerevisiae y el hongo rhizpus arrizus han mostrado habilidad para absorber uranio de los efluentes. Por otra parte la penetracin intracelular de metales ocurren en algunos microorganismos; as la bacteria filamentosa spliaerotilus leptothrix y la polifrmica hypomicrobium pueden ser incrustados con manganeso, mientras que la galliohella lo hace con hierro; igualmente las pedromicribun se distinguen por encapsular en su interior delgadas laminas de oro, es decir cubren sus sinuosos y estrechos pasajes con oro, las razones por las cuales estas bacterias realizan un suicidio masivo son desconocidas.

Finalmente el otro mecanismo de transformacin de los metales por medio de agentes biolgicos resulta en una interesante aplicacin; muchos microorganismos sintetizan compuestos especficos de quelacin que inmovilizan metales pesados que luego incorporan como compuestos voltiles que pueden ser evaporados.

La metilizacin es un ejemplo y es la sustitucin de un tomo del metal por el hidrgeno que proviene del hidroxilo de una molcula de alcohol metlico que puede resultar en un compuesto voltil. Entre los metales que pueden sujetarse a la biometilizacin se incluye el Hg, Se, As, Sn, Pb y Cd y se han encontrado mtodos que permiten que tambin el Pt, Pa, Au y Ta pueden ser transformados en esa forma.

Muchos organismos tienen componentes que son altamente especficos para algn metal y uno de los mayores agentes de ligazn es la protena Metallthionina. La lixiviacin bacteriana de los metales pueden considerarse como una lixiviacin qumica asistida por las bacterias como catalizadores.

Por convencin la lixiviacin bacteriana ha sido clasificada en directa o indirecta. La lixiviacin directa ocurre por el ataque enzimtico de las bacterias sobre los componentes del mineral que son susceptibles a la oxidacin los electrones liberados por la oxidacin con transportados a travs del sistema proteico de la membrana celular y de ah en organismos aerbicos a los tomos de oxigeno, es bueno recordar que en los sistemas biolgicos la oxidacin suele corresponder a la eliminacin del hidrgeno.

Se conoce que la energa metablica de la oxidacin del sustrato es transferida al trifosfato de adenosina ATP que es la energa regular de la clula, que la usar para su crecimiento y multiplicacin. En la lixiviacin indirecta no ocurre un ataque frontal de la bacteria sobre la estructura atmica del mineral, en su lugar la bacteria oxida el hierro soluble ferroso a hierro frrico y a su vez a sulfato frrico, que es un poderoso oxidante que reacciona con los metales transformndolos a una forma soluble.

Las ecuaciones involucradas son las siguientes: El sulfuro por accin de las bacterias.

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