PROCESOS BIOQUIMICOS TALLER N°2

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INGENIERÍA CIVIL EN MINAS

PROCESOS BIOQUIMICOS

TALLER N°2

Profesor del Curso: Julio Inda Fuenzalida

LA SERENA, 2 DE OCTUBRE DE 2016

1. Especifique cuáles son las variables y qué tipo son. (5 puntos)

R:        

• Variables dependientes:

• Microorganismos (Thiobasillus Thiooxidans, thiobasillus Ferrooxidans)
• Granulometría
• Aireación
• Agitación
• Suplementos
• PH

• Variables independientes:

• Tiempo
• Temperatura
• Concentraciones (Fe total, Fe (II), Cu (II))

1. Sugiera alguna modificación  a lo planteado por los autores, de acuerdo a lo estudiado. (5 puntos)

R: Una modificación seria utilizar estanques agitadores en vez de columnas para acelerar el proceso y/o disminuir los tiempos de residencia.  

Otra modificación seria, tener dos reactores, mantener un reactor generador de ácido sulfúrico y combinar el biorreactor generador de Fe (III) con el sistema lixiviante, donde el mineral (cobre) puede actuar como soporte de las bacterias, en un circuito cerrado, y este se pueda suministrar ácido sulfúrico  cuando lo necesite.

1. Explique lo qué es un biorreactor y cómo funciona. (5 puntos)

R: Un biorreactor es un recipiente o sistema que mantiene un ambiente biológicamente activo. En algunos casos, un biorreactor es un recipiente en el que se lleva a cabo un proceso químico que involucra organismos o sustancias bioquímicamente activas derivadas de dichos organismos. Este proceso puede ser aeróbico o anaeróbio. Estos biorreactores son comúnmente cilíndricos, variando en tamaño desde algunos mililitros hasta metros cúbicos y son usualmente fabricados en acero inoxidable.

Un biorreactor puede ser también un dispositivo o sistema empleado para hacer crecer células o tejidos en operaciones de cultivo celular. Estos dispositivos se encuentran en desarrollo para su uso en ingeniería de tejidos.

En términos generales, un biorreactor busca mantener ciertas condiciones ambientales propicias (pH, temperatura, concentración de oxígeno, etcétera) al organismo o sustancia química que se cultiva. En función de los flujos de entrada y salida, la operación de un biorreactor puede ser de tres modos distintos:

• Lote (batch)
• Lote alimentado (fed-batch)
• Continuo o quimiostato

1. ¿Qué sucede si aumenta la concentración de bacterias? (5 puntos)

R: El aumento de la concentración bacteriana tiene parámetros que no pueden controlarse correctamente, de forma particular como:

• La aireación
• PH

Como solución a este problema y no poder evitar de forma parcial o completamente, se hace uso del biorreactores que es un sistema que da un tipo de soporte permitiría sobre el cual se pueden adherir las bacterias. Este sistema permitiría elevar las concentraciones de bacterias que es capaz de generar, de forma continua y de esta forma acelerar el medio lixíviate requerido.

1. ¿Qué sucede si el pH se vuelve básico? ¿será posible? (5 puntos)

R: Aumenta el pH de la solución biolixiviante, por la acción indirecta de los microorganismos generándose sulfato férrico en la solución que al reaccionar con el mineral, se reduce. Paralelo a esto, los microrganismos al sulfato ferroso lo oxidan pasando a sulfato férrico provocando nuevamente un consumo de protones, aumentando el pH de la solución.

Si el aumento de pH fuera significativo y no hubiese un control adecuado del mismo se podría provocar la precipitación del Fe (III), del tipo jarositas. Las causas de la precipitación de Fe (III) como jarositas corresponden a una combinación de factores tales como, la presencia de compuestos precursores (reactivos del medio de cultivo, en este caso sulfato de amonio y Fe (III)) y de un aumento del pH. La precipitación provoca una pasivación de la superficie de los sulfuros, reduciendo las recuperaciones de cobre. También afecta la actividad microbiana ya que genera barreras sobre la superficie del mineral.

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