Микробни трансформации на минерални суровини: индустриални приложения и екологични предизвикателства за околната среда

Книгата на Ралица Илиева разглежда микробно обусловените трансформации на минерални суровини като иновативен и устойчив подход за добив и преработка в съвременната индустрия. Изследван е потенциалът на специфични групи микроорганизми за окисление, редукция и разтваряне на минерали и е поставен акцент върху тяхното приложение при извънбалансови и отпадни материали. Наред с възможностите за намаляване на екологичния отпечатък в издането се обръща внимание и на свързаните рискове и предизвикателства, асоциирани с околната среда. Представеният анализ цели да насърчи отговорното използване на природни ресурси чрез по-задълбочено разбиране и по-ефективно управление на биотехнологичните процеси в минната индустрия.

СЪДЪРЖАНИЕ

Въведение

Глава I. Микроорганизмите като геохимични агенти / 9

1. Съвместна еволюция на минералите и микроорганизмите / 9

1.1. Минералната диверсификация – двигател на микробната еволюция / 9

1.2. Роля на микробната еволюция за минералната диверсификация / 10

2. Роля на минералите за модулиране на микробната активност / 11

2.1. Протективна роля на минералите / 11

2.2. Минералите – източник на биоесенциални елементи и ензимни кофактори / 12

2.3. Минералите – източник на енергия / 14

2.4. Минералите – източник на биотоксични съединения / 15

2.5. Минералите – източник на реактивни кислородни съединения (РОС) / 16

3. Геохимичен аспект на микробния метаболизъм / 16

4. Характеристика на взаимодействия между микроорганизми и минерали / 26

4.1. Микробни биофилми по минералната повърхност / 25

4.2. Микробно обусловено разтваряне на минерали / 27

4.2.1. Карбонати / 27

4.2.2. Силикати / 30

4.3. Биоминерализация / 31

4.3.1. Биологично контролирана минерализация (БКМ) / 32

4.3.2. Биологично индуцирана минерализация (БИМ) / 32

Глава II. Микробни трансформации на минерални суровини. Участие на ацидофилни микроорганизми / 35

1. Микроорганизми с потенциал за практическо приложение в областта на биохидрометалургията/ 39

1.1. Ацидофилни еубактерии, окисляващи редуцирани серни съединения и феройони / 41

1.2. Археи, окисляващи серни съединения, феройони и други метални йони / 45

2. Характеристика на автохтонната микрофлора в сулфидните находища / 48

3. Получаване на обогатени култури, изолиране на чисти култури и схема за отдиференциране на изолати от ацидофилни микроорганизми с потенциал за практическо приложение / 64

4. Подбор на високо активни щамове от ацидофили, имащи потенциал за практическо приложение в биоизлугването / 70

Глава III. Потенциал за практическо приложение на микробните технологии за третиране на минералните суровини / 73

1. Биоизлугване на сулфидни руди / 73

2. Биоизлугване на сулфидни концентрати / 86

3. Микробна десулфуризация на въглища / 92

4. Роля на микроорганизмите при флотацията на минерали / 93

5. Биоизлугване на шисти / 95

6. Биоизлугване на злато от окисни руди / 96

7. Микробно отстраняване на желязо от минерални суровини / 101

8. Биоизлугване на алуминий от минерални суровини / 104

9. Биоизлугване на манган от окисни руди / 107

10. Микробно отстраняване на силиций от нискокачествени боксити / 107

11. Подобряване на керамичните свойства на каолините / 109

12. Други процеси на биологично оползотворяване на руди / 111

13. Микробно акумулиране на метали от разтвори / 112

14. Микробно стимулиран добив на нефт / 112

Заключение / 114

Литература / 118