O EFEITO DA ADAPTAÇÃO DE At. ferrooxidans e L. ferrooxidans A CALCOPIRITA NO ENSAIO DE BIOLIXIVIAÇÃO

ISBN 978-85-85905-15-6

Área

Bioquímica e Biotecnologia

Autores

Viegas, D. (UNESP) ; Bevilaqua, D. (UNESP)

Resumo

A bactéria At. ferrooxidans obtém energia através da oxidação de Fe²⁺ e/ou compostos reduzidos de enxofre. E a linhagem L. ferrooxidans apenas obtém energia através da oxidação de Fe²⁺. Porém, para que a biolixiviação de calcopirita seja melhorada é necessário que as linhagens possam obter energia diretamente da oxidação desse mineral biolixiviado. Por esta razão, as linhagens, que estavam mantidas em meio contendo ferro por um longo período, foram adaptadas ao mineral através de 4 repiques contendo como fonte de energia a calcopirita em densidade de polpa crescente a cada repique realizado. De acordo com os resultados do ensaio de biolixiviação, as linhagens adaptadas não melhoraram a eficiência do processo, apenas anteciparam o inicio deste.

Palavras chaves

biolixiviação ; adaptação; calcopirita

Introdução

O desenvolvimento tecnológico dos setores industriais associados à mineração e metalurgia vem crescendo nas últimas décadas devido à busca incessante por melhorias na qualidade de vida. Se por um lado a demanda por metais é crescente, por outro, a indústria de mineração está diante da problemática em relação ao esgotamento das reservas. Isso impõe a necessidade de se extrair metais a partir de minérios de baixos teores e também de rejeitos industriais. Para tanto são necessários processos que exijam baixos custos de investimento e de operação para que a extração se torne viável economicamente, e a biolixiviação é a tecnologia que aparece como a principal alternativa diante dos processos convencionais (Acevedo, 2002; Akcil, 2004; GAHAN et al., 2012). A calcopirita que é a principal fonte de cobre e também o mineral mais amplamente utilizado na indústria (Al et al, 2011), vem sendo extensivamente estudada nas ultimas décadas, devido a possibilidade de recuperação de cobre a partir de minérios de baixo teor (Garcia Junior e Urenha, 2001). O principal microrganismo envolvido neste processo é a Acidithiobacillus ferrooxidans, bactéria mesófila capaz de obter energia a partir da oxidação de íons ferrosos e de compostos de enxofre reduzidos (Bevilaqua, 2003), além dessa, a Leptospirillum ferrooxidans, também mesófila e capaz de obter energia apenas a partir de oxidação de íons ferrosos (Coram and Rawlings, 2002; Coram et al., 2005). Porém, para que a biolixiviação de calcopirita seja melhorada é necessário que as linhagens possam obter energia diretamente da oxidação desse mineral biolixiviado. Por esta razão esse trabalho tem como objetivo principal a avaliação da influencia da adaptação dessas linhagens à calcopirita frente ao processo de biolixiviação.

Material e métodos

As linhagens At ferrooxidans e L. ferrooxidans foram adaptadas para o consumo de mineral através de 4 repiques em meio T&K (Tuovinen & Kelly, 1973) contendo como fonte de energia a calcopirita em densidade de polpa crescente a cada repique realizado e consequentemente uma diminuição gradual na adição de Fe²⁺ ao meio (Bevilaqua, 1999). O cultivo em minério foi realizado em frascos Erlenmeyer de 250 mL, utilizando 5% (v/v) de inoculo das linhagens, sendo o valor de pH inicial de 1,8. O crescimento foi conduzido em mesa agitadora a 150 rpm e temperatura de 30°C, sendo o volume final da solução de 100 mL. A evaporação de cada frasco foi estimada pela perda de peso e compensada pela adição de água destilada esterilizada. Além disso para comprovar o crescimento das linhagens na presença do mineral a cada repique ao final de cada etapa as linhagens foram inoculadas em meio fresco contendo Fe²⁺ (120 mmol.L^-1) comprovando seu crescimento, já que todas as linhagens conseguiram oxidar totalmente o Fe²⁺ adicionado no tempo previsto (2 dias para a At. ferrooxidans e 5 dias para a L. ferrooxidans). Os ensaios de biolixiviação foram utilizados frascos Erlenmeyers, contendo a solução A do meio T&K, 5% (v/v) de inoculo e 2,5% (m/v) de calcopirita, _Vfinal de 150 mL, sendo mantido sob agitação de 150 rpm a 30 °C. Os ensaios foram acompanhados por amostragens periódicas da suspensão homogênea dos frascos. Foram realizadas amostragens periodicas de pH e Eh, além de medidas de Fe²⁺(1-10 fenantrolina)(Vogel, 1981) e Cu_TOTAL(AAS) (Harris, 2005).

Resultado e discussão

Para todos as condições contendo microrganismos o pH sofreu uma ligeira queda, não ultrapassando a faixa de 1,69. Os frascos controles (ausência de microrganismos) obtiveram um crescimento exponencial do pH, chegando em torno de 2,1 no final do ensaio para os dois frascos, isso ocorre porque com ausência de microrganismos, apenas há a lixiviação química, e não as reações biológicas (em meios bióticos) de produção de ácido fazendo com que o pH do meio aumente. Comparando-se as linhagens adaptadas e as não adaptadas foi observado que as linhagens adaptadas apresentaram uma diminuição mais rápida do pH com o tempo. O segundo parâmetro analisado foi o potencial de óxido-redução, medida do potencial de oxidação e redução do meio, que permite inferir, assim como o pH, sobre a atividade metabólica bacteriana. Os frascos que continham bactéria, tiveram uma elevação continua dos valores de Eh estabilizando-se em torno de 550 mV para todas as linhagens ao fim do ensaio de biolixiviação. Dando destaque para as linhagens adaptadas, que logo na primeira amostragem realizada (2 dias), as amostras tiveram um aumento significativo do Eh, chegando em torno de 450 mV, diferentemente das linhagens não adaptadas que obtiveram esse aumento apenas na terceira amostragem (10 dias). O último parâmetro analisado foi a eficiência no processo de biolixiviação, ou seja, a solubilização do metal de interesse, não apresentando diferenças finais entre as linhagens adaptadas (24,0%) e não adaptadas (23,5%). Em comparação com outros trabalhos, os resultados de dissolução da calcopirita para as linhagens At ferrooxidans e L. ferrooxidans foram satisfatórios, alçando resultados próximos ao esperado (Cordoba, 2008; Molaei, 2011).

Conclusões

As linhagens At. ferrooxidans e L. ferrooxidans foram capazes de biolixiviar calcopirita em condições adaptadas e não adaptadas. Apesar das linhagens adaptadas terem alcançado valores mais próximos do esperado principalmente para os parâmetros pH e Eh, ao final do ensaio verificou-se uma efetividade do processo de biolixiviação muito próxima para ambas (adaptadas e não adaptadas). O que pode-se concluir que apesar da adaptação causar uma antecipação no metabolismo bacteriano isso de fato não acarreta melhora na solubilização do metal, consequentemente na eficiência do processo.

Agradecimentos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Referências

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