Выщелачивающие микроорганизмы

В бактериальном выщелачивании участвуют следующие микроорганизмы.

Thiobacillus ferrooxidans

Этот наиболее изученный из всех выщелачивающих организмов почти всегда можно выделить из среды, в которой происходит окисление железа или минералов. Т. ferrooxidans, вероятно, представлен в различных природных средах штаммами с температурными оптимумами от 10 до 30°C. Максимальная переносимая температура равна 37°С (или ниже).

Leptospirillum ferrooxidans

Этот организм, который, видимо, лучше называть Ferrovibrio, впервые был выделен в Армении, однако теперь известно, что он встречается во многих местах, где осуществляется выщелачивание. Он может расти при 40°С и рН 1,2 на пирите (FeS₂) и, по-видимому, окисляет только железо, не затрагивая серу. Этим он отличается от Т. ferrooxidans, который окисляет серу так же хорошо, как железо.

Тhiobacillus thiooxidans, T. acidophilus и Т. organoparus

Эти ацидофильные организмы окисляют только серу и ее соединения, а также действуют на серу пирита совместно с Leptospirillium ferrooxidans. Они могут участвовать в окислении серы, образующейся в результате химической реакции между ионами трехвалентного железа и сульфидами меди. Т. thiooxixdans изменяет рН среды, в которой он растет, до значительно меньших величин (~0,65), чем те, которые переносит хорошо характеризованный штамм Т. ferrooxidans, и способен таким образом повышать эффективность прямого кислотозависимого выщелачивания сульфидов (например, PbS, CdS, NiS) в присутствии элементарной серы.

Умеренные термофилы

Обнаружены различные термофильные, окисляющие пирит, железо и серу бактерии, которые лучше всего растут при температурах около 50°С. Эта группа умеренных термофилов включает факультативных гетеротрофов, хемолитотрофных гетеротрофов и автотрофов, причем обнаруживаются все новые и новые организмы этого класса. Данные организмы могут играть существенную роль в выщелачивании саморазогревающихся минералов и угольных отвалов.

Крайние ацидотермофилы

Лучше всего изучен род Sulfolobus. Все его виды окисляют серу, а некоторые (например, S. brierleyi) способны к окислению железа и таких минералов, как халькопирит. Эти организмы переносят температуру до 85°С и выделены в основном из горячих источников. Впрочем, недавно из дренажных вод угольных отвалов был получен организм, сходный с Sulfalobus. Род Sulfolobus относится к Archebacteriaceae – отдельной группе бактерий, которую предлагают считать третьим царством живых организмов. Представители этого рода, вероятно, играют важную роль в выщелачивании минералов при повышенных температурах.

Все упомянутые выщелачивающие бактерии переводят металлы в раствор различными путями. Соответствующие методы были названы «прямыми» и «непрямыми». Окислительным процессом, «прямо» катализируемым бактериями, является окисление железа:

И окисление серы:

Ряд минералов непосредственно окисляется некоторыми выщелачивающими организмами. Примерами такого рода могут быть окисление пирита:

И сфалерита:

Ион трехвалентного железа служит сильным окисляющим агентом, переводящим в раствор многие минералы, например халькоцит:

И уранинит:

Выщелачивание, происходящее при участии иона трехвалентного железа, который образуется в результате жизнедеятельности бактерий, называют «непрямой» экстракцией. Нередко в ходе этой химической реакции образуется элементная сера (реакция халькоцита с сульфатом железа)‚ которая может непосредственно окисляться бактериями до серной кислоты (реакция окисления серы).