ГЛАВА 2
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Изучение процессов флотации золота и минералов (галенита, пирита, кварца и
других) с использованием в качестве флокулянтов-коллекторов металлофильных
клеток микроорганизмов и катионных поверхностно-активных веществ (АНП и
PROCOL CK921) проводились в следующих основных направлениях:
* исследование взаимодействия клеток Bacillus cereus и Thiobacillus
ferrooxidans с частицами золота и минералов с дальнейшим эффектом
флокулирования и образования биоминеральных агрегатов в модельных системах
минеральных дисперсиях;
* исследование закономерностей и режимов прямой, в том числе биофлокулярной
флотации, а также обратной флотации золотосодержащих руд различного
минералогического состава.
2.1. Объекты и материалы исследования
Основными объектами исследования были выбраны бактериальные клетки Bacillus
cereus и Thiobacillus ferrooxidans, представленные в Коллекции микроорганизмов
Института биоколлоидной химии НАН Украины (г. Киев). Первые две культуры были
предварительно адаптированы к золоту, а также повышена их резистентность к
другим тяжелым металлам [19, 22].
В качестве минеральных объектов исследования использовали мономинеральные
фракции основных минералов золотосодержащих руд, выделенные из технологических
проб руд месторождений Украины Майское и Балка Широкая, и сами пробы, а также
ряд промежуточных продуктов гравитационного обогащения руд Мужиевского
месторождения.
При проведении работ по флотации использовали определенные коллекторы. Для
прямой флотации с переводом золота в пенный продукт (концентрат) использовали
бутиловый ксантогенат калия. В опытах по обратной флотации использовали
катионные коллекторы марки АНП, являющийся смесью хлоргидратов первичных
аминов, и коллектор фирмы «Сиба», имеющий торговую марку PROCOL CK921. Их
свойства описаны в соответствующих главах диссертации.
2.2. Методы исследования
Изучение поверхностных взаимодействий флотационных реагентов и бактериальных
культур с исследуемыми минералами включало: исследование изменения
электрокинетического потенциала, определение адсорбции флотационных реагентов
на поверхности минералов, определение краевых углов смачивания. После изучения
поверхностных свойств проводились флотационные исследования.
Электрокинетический потенциал определяли методом микроэлектрофореза [66] и
рассчитывали по формуле Смолуховского [67] без учета поляризации двойного слоя.
В качестве дисперсионной среды применяли фосфатный буфер с ионной силой 0,02 и
рН 7,4.
Клетки Bacillus cereus выращивали на агаризованной питательной среде МПА при
температуре 30°С в течение 16 часов (стационарная фаза роста). Биомассу трижды
отмывали от питательной среды дистиллированной водой, отделяли
центрифугированием при 6000 мин–1 в течение 15 минут и ресуспендировали.
Оптическую плотность приготовленных суспензий стандартизировали по показаниям
фотоэлектроколориметра ФЭК-56М при л=540 нм.
Золь золота готовили из золотохлористоводородной кислоты по методике [68].
Пороги коагуляции клеток Bacillus cereus определяли путем измерения изменения
оптической плотности клеточных суспензий после контакта их с золем золота.
В опытах по изучению взаимодействия бактериальных клеток с минералами
использовали тонкодисперсные фракции галенита, пирита и кварца. Средний размер
частиц составлял 0,5…2 мкм. Более тонкие фракции получали путем отмучивания из
мономинеральных дисперсий. Они имели следующие характеристики:
* тонкая фракция галенита в дистиллированной воде имела рН=6,1, а в фосфатном
буфере рН=7,5;
* фракция пирита в дистиллированной воде рН=4,3, в фосфатном буфере рН=7,5;
* фракция кварца в дистиллированной воде рН=5,4, в фосфатном буфере рН=7,4.
Концентрация минералов в пробах была постоянной и составляла 20 мкг/мл.
Оптическая микроскопия исследованных объектов. Для просмотра образцов в
светооптическом микроскопе каплю разбавленной суспензии клеток наносили на
предметное стекло, высушивали и исследовали на микроскопе JENA при 700-кратном
увеличении в светлом поле в проходящем свете.
Электронная микроскопия исследованных объектов. Взаимодействие бактериальных
клеток Bacillus cereus с золем золота и с минералами (галенит, пирит и кварц)
исследовали методом электронной микроскопии. Клетки фиксировали 2,5% раствором
глутарового альдегида, затем проводили их обезвоживание по общепринятой
методике обработкой серией спиртовых растворов разной концентрации, которая
увеличивалась вплоть до абсолютного спирта. Препарат наносили на медные
сеточки, покрытые коллодиевой пленкой, после высушивания напыляли тонким слоем
углерода (20…30 нм) методом термического испарения и просматривали в
электронном микроскопе ПЭМУ в режиме светового поля [69].
Сканирующая электронная микроскопия. Взаимодействие бактериальных клеток
Bacillus cereus с галенитом, пиритом и кварцем также исследовали методом
сканирующей электронной микроскопии. На предметное стекло площадью 1 см2
наносили суспензию клеток Bacillus cereus после предварительного контакта их с
минералами. Время контакта составляло 30 минут. Затем, объекты высушивали при
температуре 30…35°С и полученные препараты помещали в вакуумный универсальный
пост
(ВУП-4) и методом термического испарения покрывали слоем меди толщиной
20…30 нм, при непрерывном вращении препарата для получения равномерного по
толщине проводящего покрытия. Полученные препараты наклеивали на держатели
объектов, после высыхания клея объекты помещали в растровый электронный
микроскоп TESLA BS-340 для просмотра. Результаты электронно-микроскопических
исследований регистриров
- Киев+380960830922