Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева, Москва, Россия:

А. А. Красноштанова, проф. каф. биотехнологии, докт. хим. наук, эл. почта: aak28@yandex.ru
В. И. Панфилов, зав. каф. биотехнологии, проф., докт. техн. наук

Среди промышленно выпускаемых цветных металлов медь является одним из важнейших. Основной источник меди — руда, которую добывают на месторождениях по всему миру. При этом концентрация меди в руде невысока и составляет, по разным оценкам, от 0,3 до 5,0 %, а доля руд с высоким содержанием меди постепенно снижается. Одной из перспективных альтернатив традиционным физическим и химическим методам обогащения руд является биовыщелачивание. Это обусловлено сниженной ресурсоемкостью технологии и меньшим отрицательным воздействием на окружающую среду. Целью данной работы является оценка эффективности извлечения меди из бедных руд с использованием индивидуальных аминокислот и белковых гидролизатов дрожжей. В качестве объекта исследования в работе использовали отработанную руду Волковского месторождения, измельченную до размера частиц 2–3 мм, с содержанием меди 1,0 %. Для извлечения меди использовали препараты аминокислот: фенилаланина гидрохлорида, глицина гидрохлорида, серина гидрохлорида с содержанием основного вещества не менее 98 % производства компании Biochem (Франция). Для получения белковых гидролизатов использовали пекарские дрожжи р. Saccharomyces cerevisiae с содержанием сырого протеина 52 % и нуклеиновых кислот 5,8 %. Показана эффективность проведения растворения меди, содержащейся в бедных рудах, в присутствии 0,1 моль/л раствора хлорида натрия, 0,05 моль/л глицина или аспарагиновой кислоты при температуре 80 ^oC в течение 15 ч. Достигаемая при этом степень растворения меди составила не менее 90 %. Показана возможность применения белкового гидролизата хлебопекарных дрожжей с содержанием аминного азота не менее 65 % в качестве комплексообразователя, обеспечивающего при концентрации 0,05 моль/л, температуре 50 ^oC извлечение меди не менее 92 %. Установлено, что способность белкового гидролизата взаимодействовать с ионами меди обусловлена его аминокислотным составом, а именно высоким содержанием аспарагиновой кислоты и глицина.

1. Теляков Н. М., Дарьин А. А., Луганов В. А. Перспективы применения биотехнологий в металлургии и обогащении // Записки Горного института. 2016. Т. 217. С. 113–124.
2. Marcel Soulier, Simon Glser-Chahoud, Daniel Goldmann, Luis A. Tercero Espinoza. Dynamic analysis of European copper flows // Resources, Conservation and Recycling. 2018. Vol. 129. P. 148–152.
3. Словеснов Д. А. Анализ рынка меди // Экономика и предпринимательство. 2014. № 12, Ч. 4. С. 1005–1012.
4. Elshkaki A., Graedel T. E., Ciacci L., Reck B. K. Copper demand, supply, and associated energy use to 2050 // Global Environmental Change. 2016. Vol. 39. P. 305–315.
5. Wang N., Fang D., Zheng G., Lianga J., Zhou L. A novel approach coupling ferrous iron bio-oxidation and ferric iron chemo-reduction to promote biomineralization in simulated acidic mine drainage // RSC Advances. 2019. Iss. 9. P. 5083–5090.
6. Sarfo P., Das A., Wyss G., Young G. Recovery of metal values from copper slag and reuse of residual secondary slag // Waste management. 2017. Vol. 70. P. 272–281.
7. Четверикова Д. В., Бакаева М. Д., Четвериков С. П., Логинов О. Н. Биологическое выщелачивание цинка и меди из отходов флотационного обогащения сульфидных руд Бурибаевского горно-обогатительного комбината в перколяционной установке // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013. Т. 15, № 3 (5). С. 1690–1693.
8. Муравьев М. И., Фомченко Н. В., Кондратьева Т. Ф. Биогидрометаллургическая технология получения меди из сложного медного концентрата // Прикладная биохимия и микробиология. 2011. Т. 47, № 6. С. 607–614.
9. Сафронов А. Ю., Богдановская В. А., Тарасевич М. Р., Черняк А. С. Электроокисление глицилглицина, цистеина и гистидина на золотом электроде // Электрохимия. 1983. Т. 19. С. 421–424.
10. Огородникова Н. П., Старкова Н. Н., Рябухин Ю. И. Окислительное растворение меди в органических средах, содержащих - и -аминокислоты // Вестник АГТУ. 2005. № 6. С. 9–12.
11. Пат. 2095478 РФ. Способ извлечения золота из отходов / Богдановская В. А., Тарасевич М. Р., Крылов И. А., Красноштанова А. А., Манаков М. Н. ; опубл. 10.11.1997.
12. Лебедева М. И. Аналитическая химия и физико-химические методы анализа : учеб. пособие. — Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2005. — 216 с.
13. Красноштанова А. А. Гидролиз белковых веществ биомассы промышленных микроорганизмов : автореф. дис. … канд. хим. наук. — М., 1995. — 146 с.
14. Большой практикум «Биохимия». Лабораторные работы : учеб. пособие / сост. М. Г. Кусакина, В. И. Суворов, Л. А. Чудинова. — Пермь : Перм. гос. нац. исслед. ун-т, 2012. — 148 с.
15. Огородникова Н. П. Химическое взаимодействие металлов — меди, железа и марганца с α- и β-аминокислотами в водных и органических средах : автореф. дис. … канд. хим. наук. — Ростов-на-Дону, 2010. — 162 с.
16. Минеев Г. Г., Минеева Т. С. Биометаллургические процессы извлечения золота из нестандартного сырья // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2011. № 1. С. 96–102.
17. Пат. 2392337 РФ. Способ извлечения меди из руды или рудного концентрата, содержащих окисленную или окисленную и сульфидную медь / Вальков А. В. ; опубл. 20.06.2010.