Способ биообработки твердых материалов в поверхностном биореакторе без перемешивания

1 Настоящее изобретение относится к биообработке твердых материалов. В частности,настоящее изобретение относится к биообработке твердых материалов ex situ в аэробном процессе для деструкции нежелательного соединения, присутствующего в твердом материале. Способы биологической обработки находят применение во многих областях промышленности. Такие способы применяют при обработке сточных вод, восстановлении вредных отходов, десульфуризации угля и при биоокислении трудновскрываемых сульфидных руд. При биологической обработке твердых материалов можно применять множество способов, включая обработку in situ, возделывание земель, удобрение компостом, кучную обработку и реакторы с мешалкой. Для осуществления биообработки при биологической обработке твердых материалов в ex situ применяют большое количество реакторов. Биореактор можно определить как сосуд или тело, в котором биологические реакции осуществляют с помощью микроорганизмов или ферментов, которые они продуцируют, содержащихся в самом реакторе. Основное назначение конструкции биореактора состоит в создании оптимальной среды для осуществления желательного биологического процесса в большом и экономическом масштабе. Когда твердый материал подвергают биообработке, желательные биологические реакции обычно включают прямо или косвенно деструкцию нежелательного соединения, присутствующего в твердом материале. Для экономичного осуществления биообработки концентрацию нежелательного соединения в приемлемом количестве (с точки зрения скорости потока) твердого материала, подвергаемого биообработке в реакторе, необходимо уменьшить до приемлемого уровня. Процессы биообработки в общем являются медленными, и если они являются аэробными,для прямого или косвенного метаболизма нежелательного соединения аэробным(и) микроорганизмом(ами), необходимы большие количества кислорода. Поэтому перенос кислорода обычно является основной проблемой большого класса доступных аэробных биологических процессов обработки. В находящемся в обращении аэробном биореакторе осуществляют попытку обеспечить не только доступ применяемых микроорганизмов к подвергаемому биоокислению или метаболизму материалу, но также и то, чтобы все участки биореактора имели достаточное количество кислорода и питательных веществ, а также поддержание правильного рН и температуры, необходимых для протекания биологического процесса. Во многих типах аэробных биологических процессов, включая биоокисление трудновскрываемых сульфидных золотосодержащих руд 2 и биовосстановление загрязненных почв, применяют биореакторы, имеющие резервуар с мешалкой. Биореакторы, имеющие резервуар с мешалкой, обеспечивают очень хороший контакт между биовыщелачивателем и подвергаемым обработке твердым материалом. Кроме того, в процессах, в которых применяют резервуар с мешалкой, имеются благоприятные условия в отношении кислорода, вследствие того,что в резервуар барботируют кислород или воздух. Однако, несмотря на то, что в биореакторах, имеющих резервуар с мешалкой, посредством барботажа воздуха или кислорода обеспечивается кислород, вследствие низкой растворимости кислорода в воде (10 част. на млн.) необходима большая поверхность раздела между газом и водой. Этого обычно достигают с помощью импеллеров и больших расходов энергии. Высокие расходы энергии, связанные с перемешиванием и аэрацией реактора, делают этот тип реактора пригодным, в основном, для биопроцесса, который завершается сравнительно быстро, обычно в течение времени меньше чем неделя. Для более медленных биологических процессов наилучшим решением проблемы являются низкие затраты энергии, большой масштаб, обычно статический периодический процесс. Однако первостепенное значение придается все же обеспечению бактерий или других микроорганизмов, оптимальных для окружающей среды. Существует три основных типа статических биореакторов периодического действия,применяемых в способах биообработки почв,загрязненных токсичными органическими соединениями. Одним из этих способов является способ, применяемый при возделывании земель. Он представляет собой вышеуказанную обработку загрязненной почвы на большом открытом пространстве. Почву распределяют на поверхности, облицованной полиуретаном высокой плотности, обычно покрытой песком для обеспечения стока. С помощью перфорированных труб и посредством вспахивания почвы один раз или дважды в неделю можно подать воздух. Этот способ широко используют на участках, загрязненных полиядерными ароматическими соединениями (PNA) и пентахлорфенолом (РСР). Одно ограничение этого способа состоит в том, что необходима большая поверхность вследствие того, что для обеспечения достаточного потока воздуха почва наносится относительно тонким слоем. В этом способе также необходимо вспахивание и его применение может быть ограничено по воздуху, если слой почвы является слишком толстым или если он плохо перемешан. Другая технология, применяемая при биовосстановлении загрязненной почвы, представляет собой компостирование. Компост состоит из загрязненной почвы и различных добавок,необходимых для поддержания компостирова 3 ния, например древесной щепы, соломы или удобрения. Эти добавки увеличивают количество биоразлагаемых органических веществ,улучшают структуру матрицы компоста путем уменьшения массы единицы объема сыпучего материала и увеличения воздушных пустот и количества неорганических питательных веществ в смеси. Компостирование можно осуществлять в сосуде при принудительной подаче потока воздуха или в отвалах, которые аэрируются посредством вентилляционных труб или посредством вспахивания. Один из недостатков,помимо добавления органических добавок, состоит в том, что их биоразложение генерирует теплоту и вызывает потребление кислорода. Компостирование осуществляют обычно периодически и для инокуляции следующего компоста используют часть компоста. Этот процесс эффективно применяют для многих видов органических загрязнений, включая дизельное топливо, 2,4,6-тринитротолуол (TNT), полиароматические углеводороды (РАН), бензол и ксилол. Другим статическим биопроцессом, применяемым при биовосстановлении выкопанной загрязненной почвы, является кучное биовосстановление. В этом способе почву размещают в виде куч высотой от 2,4 до 3,7 м, расположенных на облицованной поверхности. Для улучшения поступления потока воздуха воздух можно вводить с помощью перфорированных труб. В таких случаях трубы размещают примерно на 31 см слое загрязненной почвы с постоянными промежутками. Трубы для защиты их от громоздкого тяжелого оборудования обычно покрывают слоем гравия. Затем выкопанную почву укладывают на верхнюю поверхность гравия в кучи высотой от 2,4 до 3,7 м. Влагу сохраняют с помощью ирригационной системы. Для регулирования рН почвы может стать необходимым топливо или известь, а для увеличения пористости может стать необходимым песок. Этот способ не требует больших затрат и поэтому применим для медленных биологических процессов. Однако этот способ может стать слишком медленным, если вследствие уплотнения почвы во время или после сооружения кучи, доступ воздуха в ней будет ограничен. Поэтому доступ воздуха и жидкости остаются важными факторами, поскольку они ограничивают скорость в существующих статических периодических биопроцессах, применяемых для восстановления почвы, например для восстановления кучного отвала, компостирования и возделывания земель. В существующих процессах поток воздуха увеличивают до степени, которая возможна за счт введения воздуха через перфорированные воздушные трубы или за счт вспахивания почвы. Однако, любое ограничение потока в биореакторе будет препятствовать повышению эффективности процесса. Кроме того, если участки загрязненной почвы не подвергаются воздействию бактерий или 4 других питательных веществ, а также кислороду, биопроцесс в целом будет медленным или не будет протекать до завершения. Подобно, в случае кучного биоокисления угля и трудновскрываемой сульфидной золотосодержащей руды,биоокисление сульфидов эффективно осуществляют посредством только бактерий, при этом сульфиды металлов подвергаются воздействию бактерий, воды, питательных веществ и воздуха. Если сульфиды глубоко запрятаны в руде или в твердых кусках угля, биоокисление не происходит. Кроме того, если поток воздуха или жидкости в куче становится ограниченным, биоокисление также становится ограниченным. Следовательно, существует потребность в усовершенствованной конструкции биореактора,который обеспечит биообработку твердых материалов при улучшенном поступлении потока воздуха и жидкости на всем протяжении биореактора и твердого материала, подвергаемого обработке. Применение ацидофильных, автотрофных бактерий для биоокисления сульфидных минералов в трудновскрываемых сульфидных рудах представляет собой один из видов биообработки, который усиленно применяют в последние 10 -20 лет. Золото является одним из самых редких металлов на Земле. Золотосодержащие руды можно разделить на два типа: легкообогащаемые и трудновскрываемые. Легкообогащаемые руды представляют собой такие руды, которые можно переработать простыми гравитационными методами или прямым цианированием. Трудновскрываемые руды, наоборот, не поддаются традиционной обработке цианированием. Золотосодержащие отложения считаются трудновскрываемыми, если они не могут быть экономично переработаны с применением традиционных методов цианидного выщелачивания,вследствие солюбилизирования золота в недостаточном количестве. Такие руды часто являются трудновскрываемыми, вследствие избыточного содержания в них металлических сульфидов (например пирита и арсенопирита) и/или органического углеродсодержащего вещества. Большое число трудновскрываемых руд состоит из руд, содержащих благородный металл, например золото, окклюдированное в частицах сульфида другого металла. Частицы сульфида железа состоят в основном из пирита и арсенопирита. Благородный металл свободно окклюдирован в сульфидном минерале. Так например, золото часто встречается в виде мелковкрапленных субмикроскопических частиц,находящихся в трудновскрываемом сульфидном хозяине пирита или арсенопирита. Если золото,или другой благородный металл, остается окклюдированным в сульфидном хозяине даже после измельчения, тогда сульфиды для освобождения заключенного в оболочку благородного металла и для обеспечения его податливости 5 выщелачивающему агенту (или выщелачивателю), должны быть окислены; таким образом,процесс окисления сульфида снижает упорную природу руды. В данной области техники хорошо известен ряд способов для окисления сульфидных минералов для освобождения благородных металлов. Эти способы можно в общем разделить на два типа: обогатительные способы и кучные способы. Обогатительные способы обычно представляют собой дорогостоящие процессы,применение которых приводит к большим производственным и капитальным затратам. В результате несмотря на то, что общая скорость извлечения является обычно выше при применении обогатительных способов, обогатительные способы обычно не подходят для бедных руд, т.е. руд, имеющих концентрацию золота,менее, чем примерно 2,4 г/т. Обогатительные способы являются еще менее применимыми к рудам, имеющим концентрацию золота 0,68 г/т. Два хорошо известных способа окисления сульфидов с применением способов обогатительного типа представляют собой окисление под давлением в автоклаве и обжиг. Окисление сульфидов в трудновскрываемых сульфидных рудах можно также осуществлять с применением ацидофильных автотрофных микроорганизмов, например Thiobacillusferrooxidans, Sulfolobus, Acidianus и факультативно-термофильных бактерий для предварительной микробной обработки. Эти микроорганизмы используют окисление сульфидных минералов в качестве источника энергии во время метаболизма. Во время процесса окисления упомянутые выше микроорганизмы окисляют частицы сульфида железа, вызывая растворение железа в виде иона железа (III) и сульфида в виде сульфат-иона. Если перерабатываемая трудновскрываемая руда представляет собой углеродсодержащую сульфидную руду, тогда для предотвращения преждевременного вырабатывания золотоцианидного комплекса или других комплексов благородный металл-выщелачиватель посредством природного углеродсодержащего вещества при обработке выщелачивателем, могут быть необходимы дополнительные стадии,следующие за микробной предварительной обработкой. Термины "сульфидная руда" или "трудновскрываемая сульфидная руда", которые используются здесь, следует понимать как термины, охватывающие также трудновскрываемые углеродсодержащие сульфидные руды. Известный способ биовыщелачивания углеродсодержащих сульфидных руд раскрыт в патенте США 4729788, опубликованном 8 марта 1988 г., который здесь включен для ссылки. В соответствии с представленным в патенте способом для окисления сульфидных составляющих руды применяют термофильные бакте 000429 6 рии, например Sulfolobus, и факультативнотермофильные бактерии. Затем биовыщелоченную руду для ингибирования склонности углеродсодержащего компонента руды к преждевременному вырабатыванию руды обрабатывают защитным средством. После этого благородные металлы извлекают из руды с применением общепринятого выщелачивателя, которым является цианид или тиомочевина. Другой известный способ биовыщелачивания углеродсодержащих сульфидных руд представлен в патенте США 5127942, опубликованном 7 июля 1992 г., который здесь включен для ссылки. В соответствии с этим способом руду для окисления сульфидного компонента руды и освобождения благородного металла подвергают окислительному биовыщелачиванию. Затем руду инокулируют бактериальной консорцией в присутствии питательных веществ для ускорения роста бактериальной консорции, которая характеризуется свойством дезактивировать склонность углеродсодержащего вещества в руде к преждевременному вырабатыванию руды. Иными словами, бактериальная консорция функционирует в качестве биологического защитного средства. После обработки микробной консорцией,способной к дезактивации углерода,адсорбирующего благородный металл, руду затем выщелачивают соответствующим выщелачивателем, чтобы вызвать растворение благородного металла в руде. Окисление трудновскрываемых сульфидных руд с применением микроорганизмов, которое часто относят к биоокислению, можно осуществлять в обогатительном способе или в кучном способе. По сравнению с процессом окисления под давлением и обжигом, способы биоокисления являются более простыми, для них необходимы меньшие капитальные и производственные затраты. В самом деле, в качестве способа окисления сульфидных минералов в трудновскрываемых сульфидных рудах часто выбирают биоокисление, вследствие того, что оно является экономически более благоприятным по сравнению с другими средствами окисления руды. Однако вследствие более медленных скоростей окисления, связанных с микроорганизмами, по сравнению с химическими и механическими средствами, применяемыми для окисления сульфидных трудновскрываемых руд, биоокисление часто является ограничивающей стадией в горнорудном процессе. Один из способов биоокисления обогатительного типа включает измельчение руды, после которого осуществляют обработку пульпы руды в биореакторе с мешалкой, где микроорганизмы могут применять тонкоизмельченные сульфиды в качестве источника энергии. Такой способ используют в коммерческом масштабе на руднике Tonking Springs (Тонкинг Спрингз). Однако в горнорудной промышленности такой способ биоокисления, применяемый на Тонкинг 7 Спрингз, считают неудачным. Второй способ биоокисления обогатительного типа включает отделение золотосодержащих сульфидов от руды с применением традиционных технологий обогащения сульфида, например флотации, и затем окисление сульфидов в биореакторе с мешалкой для смягчения их упорной природы. Процессы такого типа используют в коммерческом масштабе в Африке, Южной Америке и Австралии. Биоокисление в кучном способе обычно влечет за собой образование кучи из частиц измельченной трудновскрываемой сульфидной руды и затем инокулирование кучи микроорганизмами, способными к биоокислению сульфидных минералов в руде. После того,как биоокисление произошло до желательного конечного момента, кучу дренируют и размывают с помощью неоднократных промывок. Затем освобожденный благородный металл готов к выщелачиванию соответствующим выщелачивателем. Обычно руды, содержащие благородные металлы, выщелачивают цианидом вследствие того, что он является наиболее эффективным выщелачивающим агентом или выщелачивателем для извлечения благородных металлов из руды. Однако если в качестве выщелачивателя применяют цианид, куча должна быть сначала нейтрализована. Поскольку биоокисление происходит при низких кислых значениях рН, в то время как цианидная обработка должна происходить при высоких основных значениях рН, кучное биоокисление, после которого следует традиционная цианидная обработка, неотъемлемо является двухстадийным процессом. В результате кучное биоокисление с применением выборов обработки должно разделять две стадии процесса. Это обычно осуществляют путем временного разделения стадий. Так например, в процессе кучного биоокисления трудновскрываемой сульфидной золотосодержащей руды кучу сначала подвергают биоокислению и затем промывают, нейтрализуют и обрабатывают цианидом. Для экономичного завершения этого процесса на практике в большинстве способов кучного биоокисления используют постоянную кучную подушку. Из доступных способов биоокисления самые низкие производственные и капитальные затраты необходимы для осуществления кучного биоокисления. Это делает способы кучного биоокисления в особенности применимыми к бедным рудам или пустым породам руды, т.е. рудам, имеющим концентрацию золота (или другого эквивалентного благородного металла) менее чем около 2,4 г/т. Однако кучное биоокисление по сравнению со способами обогатительного биоокисления обладает очень медленной кинетикой. Для осуществления кучного биоокисления обычно требуется много месяцев для достаточного окисления сульфидных мине 000429 8 ралов в руде с целью обеспечения извлечения золота или другого благородного металла в количествах, достаточных для последующего экономичного цианидного выщелачивания. Поэтому способы кучного биоокисления ограничены продолжительностью времени, необходимого для достаточного биоокисления, которое обеспечивает экономичное извлечение золота. Чем больше время, необходимое для биоокисления,тем больше приспособлений необходимо для создания постоянной подушки и тем больше необходимые капитальные вложения. В местах рудной залежи, где количество земли, подходящей для сооружения кучной подушки ограничено, размер постоянной подушки может стать ограничивающим фактором для количества руды, обрабатываемой на руднике. При таких обстоятельствах еще более важными становятся условия процесса биоокисления, ограничивающие скорость. Условия процесса кучного биоокисления,ограничивающие скорость, включают доступ инокулянта, доступ питательных веществ, доступ воздуха или кислорода, образование токсинов и доступ диоксида углерода, которые необходимы для того чтобы сделать способ более эффективным и обеспечить таким образом выбор привлекательной обработки. Более того, для биоокисления время индуцирования биооксидантов, циклы роста, активность биоцида, жизнеспособность бактерий и подобные факторы являются важными факторами, потому что такие переменные, как доступность, размер частиц, оседание, уплотнение и подобные являются необратимыми сразу же после того, как соорудили кучу. Это происходит потому, что сформированные кучи нельзя исправлять и восстанавливать, лишь за некоторым исключением. Руды, которые имеют высокое содержание глины и/или мелочи, являются в особенности проблематичными, когда их перерабатывают в способе кучного выщелачивания или в способе кучного биоокисления. Причина этого состоит в том, что глина и/или мелочь может мигрировать через кучу и закупоренные каналы для потока воздуха и жидкости, что приводит к пудлингованию; образованию каналов, истощению питательных веществ, диоксида углерода или кислорода, неровному распределению биоокислителя и подобным явлениям. В результате большие участки кучи могут быть засорены и выщелочены неэффективно. Это представляет обычную проблему при цианидном выщелачивании и приводит к процессам агломерации частиц цементом при высоком рН цианидного выщелачивания и полимерами при низком рН биовыщелачивания. Полимерный агломерат может быть также использован в средах с высоким значением рН, которые обычно применяют для выщелачивания благородных металлов, которое следует после окислительного биовыщелачивания сульфидов железа в руде. 9 Биоокисление трудновскрываемых сульфидных руд является в особенности чувствительным к блокированным перколяционным каналам посредством разрыхленной глины и тонкодисперсного материала, потому что бактериям для роста и биоокисления частиц сульфида железа в руде необходимы большие количества воздуха или кислорода. Поток воздуха является также важным для рассеивания тепла, генерированного за счет реакции экзотермического биоокисления, потому что чрезмерное тепло может убить растущие бактерии в большой, плохо вентилируемой куче. Способы, представленные в патенте США 5246486 от 21 сентября 1993 г, и в патенте США 5431717, от 11 июля 1995 г., WilliamKohr (Вильяма Коха), оба из которых включены здесь для ссылки, направлены на повышение эффективности процесса кучного биовыщелачивания путем обеспечения хорошего потока текучей среды (как газа, так и жидкости) на всем протяжении кучи. Руды, которые имеют низкое содержание сульфида или пирита, или руды, которые представляют собой материалы, в значительной мере потребляющие кислоту, например карбонат кальция или другие карбонаты, могут также вызвать проблемы, когда их перерабатывают в процессе кучного биоокисления. Причина этого состоит в том, что кислота, генерируемая этими рудами с низким содержанием пирита, является недостаточной для поддержания низкого значения рН и высокой концентрации железа, необходимой для роста бактерий. Для процессов кучного биоокисления важное значение в отношении скорости имеют заявленный раствор и умение работать с ним. Раствор, вытекающий из биокисленной кучи, является кислым и будет содержать бактерии и ионы трехвалентного железа. Поэтому этот раствор может быть выгодно применен при агломерации новой руды или путем рециркуляции его возвращают обратно на вершину кучи. Однако в таком вытекающем растворе могут образовываться и накапливаться токсичные и ингибирующие вещества. Так, например, ионы трехвалентного железа, которые обычно являются полезным вспомогательным средством при пиритном выщелачивании, ингибируют рост бактерий, когда их концентрация превышает примерно 30 г/л. Другие металлы, которые замедляют процесс биоокисления, могут также накапливаться в этом растворе. Такие металлы, которые часто встречаются в трудновскрываемых сульфидных рудах, включают мышьяк, сурьму, кадмий, свинец, ртуть и молибден. Другие токсичные металлы, побочные продукты биоокисления, растворенные соли и бактериально продуцированный материал могут также ингибировать скорость биоокисления. Когда эти ингибирующие материалы накапливаются в вытекающем растворе до достаточного уровня, рецирку 000429 10 ляция вытекающего раствора становится вредной для скорости, при которой происходит процесс биоокисления. В действительности, непрерывная рециркуляция вытекающего раствора,имеющего достаточное содержание ингибирующих материалов, будет в общем останавливать процесс биоокисления. Способ, представленный в заявке на патент 08/329002, поданной 25 октября 1994 г.Kohr и др. в патентное ведомство США, включенной здесь для ссылки, представлен способ обработки вытекающего раствора биовыщелачивателя для уменьшения накапливания ингибирующих материалов. В результате, когда вытекающий раствор биовыщелачивателя рециркулируют на вершину кучи, скорость биоокисления в куче не замедляется или она будет замедляться в меньшей степени, чем если бы вытекающий раствор рециркулировали без обработки. Хотя вышеприведенные способы увеличивают скорость, при которой протекают процессы кучного биоокисления, кучное биоокисление занимает все же гораздо больше времени, чем способ обогатительного биоокисления, например, в биореакторе с мешалкой. Как указывалось выше в отношении бедных трудновскрываемых сульфидных руд, биореактор с мешалкой не является жизнеспособной альтернативой вследствие высоких первоначальных капитальных затрат и высоких производственных затрат. Поэтому существует потребность в способе кучного биовыщелачивания, который можно применять для биоокисления трудновскрываемых сульфидных руд, содержащих благородный металл, и который обеспечивает усовершенствованный поток воздуха и жидкости в кучу. Кроме того, существует потребность в способе кучного биовыщелачивания, в котором могут быть переработаны руды, имеющие низкое содержание сульфидных минералов, или руды,которые представляют собой материалы, в значительной степени потребляющие кислоту, например карбонат кальция. Существует также потребность в способе биовыщелачивания, который можно применять для освобождения окклюдированных благородных металлов в концентратах трудновскрываемых сульфидных минералов. Обогатительные способы, которые обычно применяют для окисления таких концентратов, включают биовыщелачивание в биореакторе с мешалкой, окисление под давлением в автоклаве и обжиг. Такие способы обогащения окисляют сульфидные минералы в концентрате относительно быстро,вследствие чего высвобождаются захваченные благородные металлы. Однако, если концентрат не имеет высокую концентрацию золота, эти способы являются неудовлетворительными с точки зрения капитальных затрат или высоких производственных затрат, связанных с такими способами. И хотя способ обогатительного био 11 выщелачивания является менее дорогостоящим обогатительным способом, как с точки зрения первоначальных капитальных затрат, так и с точки зрения производственных расходов, он не может быть удовлетворительно применен для переработки концентратов, имеющих содержание золота менее 17 г/т концентрата, что обычно требует наличия руды, имеющей концентрацию золота более чем примерно 2,4 г золота/т. Поэтому существует также необходимость в способе, который можно применять для биоокисления концентратов трудновскрываемых сульфидных минералов, содержащих благородный металл, со скоростью, сравнимой со скоростью биоокисления в реакторе с мешалкой, для применения которого требуются капитальные и производственные затраты, сравнимые с таковыми для процесса кучного биовыщелачивания. Кроме концентратов сульфидных минералов, содержащих благородные металлы, существуют много сульфидных руд, которые содержат металлические сульфидные минералы, которые потенциально могут быть обработаны с применением процесса биоокисления. Так, например, многие медные руды содержат медные сульфидные минералы. Другие примеры включают цинковые руды, никелевые руды и урановые руды. Биоокисление может быть использовано для растворения металлов, например меди,цинка, никеля и урана, из концентратов таких руд. Растворенные металлы затем могут быть извлечены с применением известных способов,например жидкостной экстракции, цементации железом и осаждения. Однако, вследствие явного объема сульфидного концентрата, образованного из сульфидных руд, биореактор с мешалкой будет дорогостоящим, и стандартные операции кучного выщелачивания будут осуществляться очень долго, вследствие чего невозможно экономично извлечь желательный металл. Поэтому также существует потребность в экономичном способе биоокисления концентратов металлических сульфидных минералов, полученных из сульфидных руд, чтобы вызвать растворение металла и в последующем извлечь его из раствора биовыщелачивателя. Поэтому хотя и существует потребность в способе биоокисления, который может быть использован для обработки сульфидных концентратов из трудновскрываемых сульфидных руд со скоростью, которая гораздо больше скорости в существующих процессах кучного биоокисления, который имел бы тем не менее, начальные капитальные затраты и производственные затраты меньше таковых при применении биореактора с перемешиванием, эта потребность остается неосуществленной. Кроме того,хотя и существовала также потребность в способе биоокисления, который может быть использован для экономичной обработки сульфидных концентратов металлосодержащих 12 сульфидных руд, эта потребность также осталась неосуществленной. Настоящее изобретение направлено на биообработку твердых материалов в биореакторе без перемешивания. С этой целью в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предусмотрен способ биообработки твердого материала для удаления нежелательного соединения с применением поверхностного биореактора без перемешивания. В соответствии со способом поверхность множества крупнозернистых подложек покрывают твердым материалом, подвергаемым биообработке, с образованием множества покрытых крупнозернистых подложек. Затем путем укладки множества покрытых крупнозернистых подложек в кучу или путем помещения множества покрытых крупнозернистых подложек в резервуар таким образом,чтобы объем пустот в реакторе был равен около 25% или более, образуют поверхностный биореактор без перемешивания. Реактор инокулируют микроорганизмом,способным к деструкции нежелательного соединения в твердом материале, и затем твердый материал биообрабатывают на поверхности биореактора до тех пор, пока, нежалательное соединение в твердом материале подвергается деструкции до желательной концентрации. Для обеспечения в биореакторе соответствующего объема пустот крупнозернистые подложки имеют предпочтительно размер частиц более чем около 0,3 см, и твердый материал, подвергаемый биообработке, имеет предпочтительно размер частиц менее чем около 250 м. Толщина покрытия твердого материала на множестве крупнозернистых подложек составляет предпочтительно менее чем около 1 мм, при этом обеспечивается соответствующий доступ микроорганизма, применяемого при биообработке,ко всему твердому биообрабатываемому материалу. Более толстые покрытия будут увеличивать объем биореактора, но скорость, при которой будет происходить процесс биообработки вследствие ограниченного доступа применяемого микроорганизма к лежащим внизу частицам твердого материала будет замедляться. Для полного применения объема биореактора при обеспечении соответствующего доступа микроорганизма толщина покрытия из твердого материала должна быть более чем около 0,5 мм и менее чем около 1 мм. Для усиленного доступа воздуха и жидкости объем пустот в биореакторе должен быть более или равен около 35%. Это значительно повышает скорость, при которой протекает процесс биообработки. В качестве крупнозернистых подложек может быть использовано множество материалов, включая горную породу, гравий, лаву, горную породу, содержащую карбонатные минералы, кирпич, блоки золы, шлак и пластик. Способ в соответствии с первым аспектом изобретения является пригодным для многих различ 13 ных процессов биообработки, включая биовосстановление загрязненных почв, десульфуризацию угля и биоокисление трудновскрываемых сульфидных руд. При биовосстановлении почвы нежелательным соединением обычно является органическое соединение. При десульфуризации угля и биоокислении трудновскрываемой сульфидной руды нежелательным соединением являются сульфидные минералы. В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предусмотрен способ биоокисления концентрата сульфидных минералов, состоящего из тонкодисперсных частиц сульфида металла, для освобождения представляющего интерес металла с применением поверхностного биореактора без перемешивания. Способ включает нанесение концентрата частиц сульфида металла на множество крупнозернистых подложек, например на крупнозернистые частицы руды, лаву, гравий или горную породу,содержащую карбонатные минералы в качестве источника CO2 для бактерий. После того, как частицы сульфида металла нанесены или распределены на множестве подложек путем укладки покрытых подложек в кучу или путем помещения покрытых подложек в резервуар образуют реактор без перемешивания. Частицы сульфида металла на поверхности множества покрытых подложек затем подвергают биоокислению для освобождения представляющего интерес металла. В зависимости от вида руды концентраты сульфидного минерала, применяемые в этом изобретении, могут содержать сульфидные концентраты, полученные из трудновскрываемых сульфидных руд, содержащих благородный металл, или они могут содержать сульфидные концентраты, полученные из сульфидных руд,содержащих простой неблагородный металл,например халькопирит, миллерит или сфалерит. Различие состоит в том, что в первом случае представляющим интерес металлом является благородный металл, окклюдированный в сульфидных минералах, а во втором случае подлежащим извлечению металлом является неблагородный металл, например медь, никель или цинк, который присутствует в сульфидном концентрате в виде сульфида металла. В соответствии с третьим аспектом изобретения предусмотрен способ извлечения благородного металла из трудновскрываемой сульфидной руды, содержащей благородный металл,с применением биореактора без перемешивания. Способ в соответствии с этим аспектом изобретения включает стадию получения концентрата сульфидного минерала, состоящего из тонкодисперсных частиц сульфида металла, из трудновскрываемой сульфидной руды, покрытия поверхности множества крупнозернистых подложек частицами концентрата сульфида металла, образования кучи с применением множества покрытых подложек, биоокисления частиц 14 сульфида металла на поверхности множества подложек, контактирования биоокисленных частиц сульфида металла с выщелачивателем благородного металла с растворением, вследствие этого, благородного металла из биоокисленных частиц сульфида металла и извлечения благородного металла из выщелачивателя. В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения предусмотрен способ извлечения благородного металла из трудновскрываемой сульфидной руды, содержащей благородный металл, с применением биореактора без перемешивания. Способ в соответствии с этим аспектом изобретения включает стадии получения концентрата сульфидного минерала,состоящего из тонкодисперсных частиц сульфида металла, из трудновскрываемой сульфидной руды, содержащей благородный металл,покрытия поверхности множества крупнозернистых подложек концентратом частиц сульфида металла, помещения множества покрытых подложек в резервуар, биоокисления частиц сульфида металла на поверхности множества крупнозернистых подложек, контактирования биоокисленных частиц сульфида металла с выщелачивателем благородного металла с растворением, вследствие этого, благородного металла из биоокисленных частиц сульфида металла и извлечения благородного металла из выщелачивателя. В соответствии с пятым аспектом настоящего изобретения предусмотрен способ извлечения металла из сульфидной минеральной руды с применением поверхностного биореактора без перемешивания. Способ в соответствии с этим аспектом изобретения включает стадии: получения концентрата сульфидного минерала,состоящего из тонкодисперсных частиц сульфида металла, из сульфидной минеральной руды, покрытия поверхности множества крупнозернистых подложек концентратом частиц сульфида металла, образования поверхностного реактора без перемешивания путем укладки множества покрытых подложек в кучу или помещения множества покрытых подложек в резервуар, биоокисления частиц сульфида металла на поверхности множества крупнозернистых подложек для получения, вследствие этого, вытекающего раствора биовыщелачивателя и растворения металлической составляющей из частиц сульфида металла, и извлечения желательного металла из вытекающего раствора биовыщелачивателя. Представляющие интерес руды,которые могут быть переработаны с применением этого способа, включают сульфидные руды меди, цинка, никеля, молибдена, кобальта и урана. В соответствии с шестым аспектом настоящего изобретения предусмотрен способ извлечения благородных металлов из концентратов, состоящих из тонкодисперсных частиц трудновскрываемого сульфидного минерала,содержащего благородный металл, включаю 15 щий стадии: (а) распределения концентрата,состоящего из тонкодисперсных частиц трудновскрываемых сульфидных минералов, на вершине кучи из крупнозернистых подложек,где материал для крупнозернистой подложки выбирают из группы, состоящей из лавы, гравия, пустой породы, содержащей минеральный карбонат, кирпича, блока золы и шлака; (в) биоокисления концентрата трудновскрываемых сульфидных минералов; (с) выщелачивания благородного металла из биоокисленных трудновскрываемых сульфидных минералов выщелачивателем. Преимущество этого способа заключается в том, что скорость, при которой биоокисляются сульфидные минералы, гораздо выше, чем скорость, наблюдаемая в традиционном способе кучного биовыщелачивания. Однако, несмотря на высокую скорость биоокисления, начальные капитальные затраты и производственные затраты для представленного способа меньше, чем затраты, связанные со способом биоокисления обогатительного типа. Золото является предпочтительным благородным металлом, извлекаемым с применением способа в соответствии с настоящим аспектом изобретения. Однако могут быть извлечены также другие благородные металлы, включая серебро и платину. Вследствие большой удельной поверхности в особенности предпочтительным материалом для подложки является лава. Специалистам в данной области понятно, что в настоящем способе может быть использовано множество выщелачивателей, однако предпочтительными являются тиомочевина и цианид,при этом в особенности предпочтительным выщелачивателем является цианид. В соответствии с седьмым аспектом настоящего изобретения предусмотрен способ извлечения металла из сульфидных руд, включающий: (а) образование концентрата сульфидного минерала, состоящего из тонкодисперсных частиц сульфида металла; (в) распределение концентрата на вершине кучи из крупнозернистых подложек, где материал крупнозернистой подложки выбирают из группы, состоящей из лавы, гравия, пустой породы, содержащей минеральный карбонат, кирпича, блоков золы и шлака; (с) биоокисление концентрата; и (а) извлечение металла из раствора, применяемого для биоокисления металлических сульфидных минералов. Сульфидные руды, которые можно перерабатывать с применением способа в соответствии с настоящим изобретением, включают,например, халькопирит, сфалерит, никелевые сульфидные руды и урановые сульфидные руды. Благодаря тому факту, что в этом способе применяют кучу из подложек для биореактора,его капитальные и производственные затраты меньше, чем таковые для способа обогатительного биовыщелачивания. Однако вследствие хорошего поступления потока воздуха в кучу,скорость биоокисления сульфидных минералов 16 является вполне высокой и может приблизиться к скорости, наблюдаемой в способе обогатительного типа. В зависимости от вида сульфидной руды, из которой получают концентрат,металл, который может быть извлечен в способе в соответствии с настоящим аспектом изобретения, включает медь, цинк, никель и уран. Материалом для подложки, применяемым в настоящем способе, предпочтительно является лава,вследствие е большой удельной поверхности. Вышеописанные и другие цели, особенности и преимущества станут более понятными для специалистов в данной области из последующего описания предпочтительных вариантов. Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение технологической схемы способа в соответствии с одним вариантом настоящего изобретения; фиг. 2 - вид в поперечном разрезе подложки из трудновскрываемой сульфидной руды,покрытой концентратом, состоящим из частиц сульфида металла, в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 3 - схематическое изображение технологической схемы способа в соответствии с другим вариантом настоящего изобретения; фиг. 4 - схематическое изображение технологической схемы способа в соответствии с еще одним вариантом настоящего изобретения; фиг. 5 - схематическое изображение технологической схемы способа в соответствии с другим вариантом настоящего изобретения; фиг. 6 - график, иллюстрирующий окисление железа в процентах в зависимости от времени для всей руды по сравнению со способом в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 7 - график иллюстрирующий сравнение средней суточной скорости биоокисления всей руды со скоростью в способе в соответствии в настоящим изобретением; фиг. 8 - график, иллюстрирующий процент биоокисления для другого способа в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 9 - график, иллюстрирующий среднюю суточную скорость биоокисления для способа, соответствующего фиг.8; фиг. 10 - график, иллюстрирующий процент биоокисления в виде функции времени пиритного концентрата, нанесенного на подложку из пустой породы, и для того же самого пиритного концентрата, нанесенного на подложку из трудновскрываемой сульфидной руды,которая содержит высокую концентрацию минерального карбоната; фиг. 11 - график, иллюстрирующий скорость биоокисления концентрата, распределенного на вершине кучи, состоящей из лавы, в соответствии с вариантом настоящего изобретения по сравнению со способом типа, в котором применяют реактор с мешалкой. 17 Теперь будет описан первый вариант изобретения, в котором твердый материал биообрабатывают в поверхностном биореакторе без перемешивания для того, чтобы извлечь нежелательное соединение. В соответствии с первым вариантом поверхность множества крупнозернистых подложек, имеющих размер частиц более чем около 0,3 см, покрывают биообрабатываемым твердым материалом для образования множества покрытых крупнозернистых подложек. Подвергаемый биообработке твердый материал имеет размер частиц менее чем около 250 м, для того, чтобы он образовывал на крупнозернистых подложках безусловно однородное покрытие. Затем образуют поверхностный реактор без перемешивания путем укладывания множества покрытых крупнозернистых подложек в кучу или путем помещения множества покрытых крупнозернистых подложек в резервуар таким образом, чтобы объем пустот в реакторе был более или равен около 25%. Реактор инокулируют микроорганизмом, способным к деструкции нежелательного соединения в твердом материале, и затем твердый материал биообрабатывают в поверхностном биореакторе до тех пор, пока нежелательное соединение в твердом материале подвергнется деструкции до желательной концентрации. Способ биообработки может быть применен, например, при биовосстановлении загрязненных почв, десульфуризации угля и при биоокислении трудновскрываемых сульфидных руд. При биовосстановлении твердым материалом обычно является почва, а нежелательным соединением обычно является органическое соединение в почве. Поэтому настоящее изобретение находит применение во многих из существующих участков сверхзапасов. Неполный список органических загрязняющих веществ,которые могут быть удалены из почвы с применением настоящего изобретения, включает: отработанное масло, консистентную смазку, реактивное топливо, дизельное топливо, сырую нефть, бензол, толуол, этилбензол, ксилол, полиароматические углеводороды (РАН), полиядерные ароматические соединения (PNA), пентахлорфенол (РСР), полихлорированные бифенилы (РСВ), креозот, пестициды, 2,4,6 тринитротолуол(RDX),октагидро 1,3,5,7-тетранитро-1,3,5,7-тетразоцин (НМХ), Nметил-N-2,4,6-тетранитроанилин и нитроцеллюлозу. С другой стороны, если настоящее изобретение применяют для десульфуризации угля,твердый материал будет состоять из частиц угля, а нежелательным соединением будут частицы сульфидного минерала, содержащиеся в частицах угля. При биоокислении трудновскрываемой сульфидной руды твердый материал будет обычно представлять собой измельченную руду или сульфидный концентрат, полу 000429 18 ченный из руды, а нежелательным соединением будут частицы сульфида металла в руде или концентрате. В некоторых случаях может быть выгодным образовать концентрат посредством флотации или с помощью других средств, когда фракцию твердого материала, подвергаемого обработке, концентрируют в меньшей весовой фракции. Этот концентрат, если он содержит,например, большую часть нежелательных сульфидов металла или токсины, может быть переработан более эффективно, чем весь материал. Специалистам в данной области из вышесказанного и из описания понятно, что способ в соответствии с настоящим изобретением имеет широкую применимость, состоящую в том, что он может быть применен для биообработки твердого материала, который содержит нежелательное соединение, которое является восприимчивым к биодеструкции или биоокислению, с помощью микроорганизма или ферментов, продуцируемых микроорганизмом. Назначение крупнозернистых подложек состоит в обеспечении подложки с относительно большой площадью поверхности, на которой во время процесса биообработки может находиться подвергаемый биообработке твердый материал. Поэтому, когда большое число покрытых крупнозернистых подложек укладывают в кучу или помещают в резервуар, образуется поверхностный реактор без перемешивания,который имеет очень большую активную площадь поверхности на кубический метр реакторного пространства. Хотя точная площадь поверхности реактора на кубический метр реакторного пространства зависит от конкретного размера применяемых крупнозернистых подложек, она должна составлять, по меньшей мере,100 м 2 на кубический метр реактора и обычно 500 м 2 или более на кубический метр реакторного пространства. Кроме того, путем применения крупнозернистых подложек, которые имеют размер частиц более чем около 0,3 см и размер частиц подвергаемого биообработке твердого материала менее чем около 250 м, реактор будет обеспечивать соответствующий объем пустот для обеспечения доступа воздуха и питательных веществ во все участки реактора во время процесса биообработки. В этом отношении объем пустот реактора должен составлять,по меньшей мере, около 25%. Такой объем пустот будет также обеспечивать соответствующее рассеяние тепла в куче. Для усиленного доступа воздуха и жидкости и рассеяния тепла объем пустот биореактора может быть более или равен около 35%. Это в значительной степени увеличит скорость, при которой будет протекать процесс биообработки. Хотя при использовании крупнозернистых подложек большого размера они будут увеличивать объем пустот в реакторе и поэтому увеличивать, кроме рассеяния тепла, доступ возду 19 ха и питательных веществ по всему реактору,применение подложек большого размера уменьшает допустимую нагрузку биореактора. Хороший компромисс между обеспечением соответствующего объема пустот и обеспечением соответствующей нагрузки реактора может быть достигнут посредством применения крупнозернистых подложек, имеющих номинальный размер частиц, который больше чем около 0,6 см и меньше чем около 2,54 см. В качестве крупнозернистых подложек может быть использовано множество материалов, включая горную породу, гравий, лаву, пустую породу, содержащую карбонатные минералы, кирпич, блоки золы, шлак и пластик. В особенности предпочтительной вследствие крупнозернистой неоднородной поверхности является лава, у которой площадь поверхности за счет грубой неоднородной поверхности увеличена при данном размере частиц подложки и тем самым увеличивается целостность покрытия из твердого материала, которое на не наносят. Грубая пустая порода, содержащая карбонатные минералы, является выгодной, если в процессе биообработки имеется кислая среда, потому что кислота будет взаимодействовать с карбонатными минералами, медленно вызывая выделение диоксида углерода, который автотрофные микроорганизмы могут применять в качестве источника для осуществления метаболического синтеза. Получение диоксида углерода может быть использовано, таким образом, для ускорения роста микроорганизмов в реакторе. Когда трудновскрываемую сульфидную руду или сульфидный концентрат подвергают биоокислению для уменьшения содержания в нем сульфидного минерала в качестве крупнозернистых подложек могут быть использованы частицы крупнозернистой руды. Подобно, если способ применяют для десульфуризации угля, в качестве крупнозернистых подложек могут быть использованы частицы крупнозернистого угля. В обоих случаях при проведении процесса биоокисления на поверхности подложки она может приносить пользу. Хотя крупнозернистые подложки определяют как подложки,имеющие размер частиц более чем около 0,3 см,признается, что некоторые материалы, применяемые в качестве подложек, могут в действительности иметь размер частиц меньше этого. Специалисты в данной области понимают, что если крупнозернистые подложки получают путем измельчения материала до желательного диапазона размера, измельченный материал будет иметь определенное распределение по крупности. И даже если материал просеивают для исключения материала, имеющего размер частиц менее около 0,3 см, некоторая часть материала, имеющая размер частиц менее желательного минимума, т.е. меньше чем 0,3 см, будет все же присутствовать в крупнозернистых подложках вследствие присущей процессу про 000429 20 сеивания неэффективности, а также вследствие истирания частиц во время обращения с ними. Поэтому выражением "более чем около 0,3 см" намереваются сказать, что по существу все из крупнозернистых подложек имеют размер частиц более этого размера для того, чтобы объем пустот реактора оставался, по меньшей мере,равным выше 25% во время образования реактора и во время его работы. Количество крупнозернистых подложек, имеющих размер менее 0,3 см, составляет предпочтительно менее 5% по весу. В общем, твердый материал, подвергаемый биообработке, должен быть меньше, чем крупнозернистая подложка, на которую его наносят. Этот материал должен быть измельчен до достаточно маленького размера, для обеспечения того, чтобы микроорганизм, применяемый при биообработке, имел доступ ко всему материалу с тем, чтобы нежелательное соединение могло быть биоокислено или подвергнуто биодеструкции в течение времени, которое обычно больше времени протекания процесса в реакторе с перемешиванием, но меньше, чем при осуществлении кучного процесса всего материала. Это время в зависимости от нежелательного соединения и скорости его биодеструкции или биоокисления обычно составляет от 14 дней до 90 дней. Минимальный размер частиц твердого материала устанавливают равным около 250 м с тем, чтобы твердый материал скорее образовывал относительно однородное покрытие на крупнозернистых подложках во время процесса покрытия, чем образовывал агломераты между ними. Кроме того, частицы размером более 250 м не могут очень хорошо прилипать к поверхности крупнозернистых подложек без применения связующего. Во время процесса покрытия желательно образовать относительно однородное покрытие тонкодисперсных частиц на крупнозернистых подложках, потому что это будет сводить к максимуму целостность покрытия и площадь поверхности твердого материала, подвергаемого активному микроорганизму, который добавляют в биореактор. Если во время процесса покрытия образуются агломераты твердого материала,частицы твердого материала, которые находятся внутри агломерата, будут от воздействия микроорганизмов блокироваться и поэтому биологическая обработка, которую они будут получать, будет уменьшенной или несуществующей. Кроме того, агломераты имеют иную структуру,чем покрытые подложки, и во время процесса укладки, применяемого для образования реактора или во время биообработки они, вероятно,разрушаются, что приводит к образованию блокад в реакторе, которые могут воспрепятствовать биологической обработке всех частей реактора. 21 Обычно, когда размер частиц твердого материала, подвергаемого биообработке, уменьшают, процесс биообработки будет протекать быстрее и на крупнозернистые подложки будет нагружено большее количество твердого материала. Частицы меньшего размера будут также иметь склонность лучше прилипать к поверхности крупнозернистых подложек. Если размер частиц твердого материала, подвергаемого обработке, менее чем около 25 м, могут появиться проблемы, связанные с чрезмерным образованием пыли во время обращения, а также связанные с образованием комков во время процесса покрытия. Предпочтительно частицы твердого материала, подвергаемого обработке, имеют номинальный размер частиц более чем около 75 м именее чем около 106 м. Частицы в этом диапазоне размеров будут хорошо прилипать к крупнозернистым подложкам, и прирост усовершенствований, который может быть достигнут в скорости процесса биообработки при применении частиц меньшего размера, вряд ли может быть оправдан увеличением затрат на получение таких частиц. Покрытые подложки можно получить путем добавления крупнозернистых подложек и твердого материала во вращающийся барабан в соответствующих количествах. Крупнозернистые подложки предпочтительно сушат, а твердый материал находится в суспензии пульпы высокой плотности для того, чтобы он мог прилипать к крупнозернистым подложкам, когда суспензия покрывает их. Альтернативно, как крупнозернистые подложки, так и твердый материал могут быть сухими, когда их добавляют во вращающийся барабан, и затем в барабан для способствования адгезии твердого материала к крупнозернистым подложкам разбрызгивают воду. При образовании покрытых подложек желательно поддерживать влагосодержание в твердом материале в диапазоне от 5 до 30% по весу для содействия надлежащей адгезии между твердым материалом и крупнозернистыми подложками. Специалисты в данной области техники понимают, что для покрытия крупнозернистых подложек могут быть также использованы многие другие способы. Так например, твердый материал, подвергаемый биообработке, может быть распылен на крупнозернистые подложки в форме суспензии пульпы высокой плотности,когда множество крупнозернистых подложек укладывают для образования реактора. Если подвергаемый биообработке твердый материал наносят в виде суспензии, для оптимизации процесса биообработки могут быть сделаны соответствующие регулирования в отношении материала. Так например, для того,чтобы применяемый микроорганизм разрушил 22 нежелательное соединение, рН может быть отрегулирован до оптимального диапазона рН. Если необходимы питательные вещества,добавки или инокулянты, их можно также добавить в это время. В некоторых случаях может быть выгодным начать биопроцесс в реакторе перед нанесением частиц твердого материала на крупнозернистые подложки. Целостность покрытых крупнозернистых подложек должна быть достаточной для того, чтобы предотвратить образование в проточных каналах реактора большого количества блокад во время биообработки частиц твердого материала на поверхности покрытых подложек. Такие блокады будут уменьшать поток кислорода и миграцию микроорганизма в биореакторе и вследствие этого уменьшать скорость процесса биообработки. Конечно, чем больше размер крупнозернистых подложек относительно размера частиц твердого материала, тем, вероятно, меньше будут образовываться такие блокады, потому что твердого материала будет гораздо меньше, чем междоузлий между крупнозернистыми подложками. Целостность покрытых подложек должка быть также достаточной для предотвращения вымывания избыточных количеств твердого материала из биореактора во время процесса биообработки. Хотя поверхностное натяжение воды должно удерживать в большинстве случаев частицы твердого материала на поверхности крупнозернистых подложек, было найдено, что частицы твердого материала вымываются из биореактора в чрезмерных концентрациях или что в биореакторе, вследствие разрушения покрытия,образуются блокады, в связи с чем для повышения целостности покрытия может быть использовано связующее вещество. Однако связующие вещества могут препятствовать доступу микроорганизма к некоторым участкам биообрабатываемого твердого материала, увеличивая, таким образом, время, необходимое для того, чтобы процесс биообработки достиг желательной конечной точки. Толщина покрытия из твердого материала на множестве крупнозернистых подложек составляет предпочтительно менее чем около 1 мм для обеспечения того, чтобы применяемый микроорганизм во время процесса биообработки имел соответствующий доступ ко всем участкам подвергаемого биообработке твердого материала. Более толстые покрытия будут увеличивать объем биореактора, но скорость, при которой протекает процесс биообработки, вследствие ограниченного доступа применяемого микроорганизма к расположенным внизу частицам твердого материала будет уменьшаться. Для полного использования емкости биореактора при обеспечении соответствующего доступа микроорганизма толщина покрытия из твердого материала должна быть больше чем около 0,5 мм и меньше чем около 0,1 мм. Когда в качестве под 23 ложки применяют горную породу или кирпич,загрузка твердого материала будут составлять примерно от 10 до 30% по весу. Поверхностный реактор без перемешивания образуют путем укладывания множества крупнозернистых подложек в кучу или в резервуар. Конвейерное укладывание будет сводить к минимуму уплотнение покрытых подложек в реакторе. Однако могут быть использованы другие средства укладывания. Реактор предпочтительно инокулируют микроорганизмом(ами), который(е) применяют в процессе биообработки в то время, когда укладывают множество покрытых подложек для образования поверхностного реактора без перемешивания или сразу же после образования реактора. Альтернативно, если микроорганизм(ы),применяемый(е) в процессе биообработки, лучше всего функционируют в конкретном диапазоне рН, то, как хорошо известно в данной области, рН реактора может быть отрегулирован до инокуляции. Микроорганизмы, которые являются пригодными в настоящем способе биообработки,представляют собой те же самые микроорганизмы, которые традиционно применяют для деструкции конкретного нежелательного соединения в существующих процессах биодеструкции и биоокисления. Так например, для биоокисления сульфидных минералов при десульфуризации угля или трудновскрываемой сульфидной руды могут быть использованы ацидофильные автотрофные бактерии,например такие как Thiobaciillus ferrooxidans,Leptospirillum ferrooxidans и Sutpfolobus. Специалистам в данной области хорошо известны другие бактерии, которые являются пригодными в этих применениях. Подобно для применений, связанных с восстановлением почвы, микроорганизм (ы), который(е) следует применять,являются теми же самыми, которые обычно применяют в настоящих процессах биовосстановления, таких как внесение компоста, возделывание земель, биодеструкция суспензии и биовосстановление кучного отвала. Специалисты в данной области легко могут определить,какой микроорганизм(ы) является(ются) применимым(и) для различных нежелательных соединений, которые могут быть удалены из твердого материала с применением процесса в соответствии с настоящим изобретением. Как только реактор инокулировали соответствующим микроорганизмом, следует регулировать и поддерживать в реакторе в течение всего процесса биообработки условия, такие как рН, температура,подача питательных веществ и влагосодержание, для того, чтобы ускорить рост микроорганизма до максимально возможной степени. Когда микроорганизм в реакторе растет, реактор превращается в биореактор, имеющий очень большую площадь поверхности, в связи с чем будет происходить биодеструкция или биоокис 000429 24 ление нежелательного соединения в течение гораздо меньшего периода времени и в большей степени по сравнению с процессами традиционной статической периодической биообработки,например по сравнению с кучным биовыщелачиванием, компостированием и возделыванием земель. Реактор может быть снабжен перфорированными воздушными трубами, через которые, как хорошо известно специалистам в данной области, можно продувать или затягивать воздух. Выбор продувки или затягивания воздуха в реактор будет зависеть от конкретного биопроцесса, происходящего в реакторе, и такой выбор также хорошо известен специалистам в данной области. Необходимо, чтобы процесс биообработки протекал до тех пор, пока нежелательное соединение в твердом материале подвергнется деструкции до желательной концентрации. В случае биовосстановления почвы это будет обусловлено правительственными инструкциями, которые определяют приемлемый уровень конкретного загрязняющего вещества. При десульфуризации угля количество остаточной серы, которая может оставаться в угле, будет также в значительной степени зависеть от инструкций, касающихся охраны окружающей среды, потому что при сжигании содержащего серу угля в качестве побочного продукта будет образовываться диоксид серы. Таким образом, когда уголь сжигают, количество серы, которое может остаться в угле, будет меньше количества серы, которое нарушает инструкции, касающиеся охраны окружающей среды. Указанное, конечно, будет в некоторой степени зависеть от оборудования,применяемого на углесжигательной фабрике,где будет сжигаться биообработанный уголь. Относительно биоокисления трудновскрываемых сульфидных руд и концентратов, следует отметить, что количество сульфидного минерала, которое может остаться в руде, будет обусловлено количеством, которое должно быть биоокислено для достижения экономичного извлечения желательного металла из руды или концентрата. После того, как содержание нежелательного соединения уменьшилось до желательной концентрации, биореактор может быть разрушен и биоотработанный твердый материал отделен от крупнозернистых подложек. После отделения биоотработанного твердого материала крупнозернистые подложки можно использовать повторно. После одного или нескольких применений в процессе биообработки на подложках будет образовываться пленка микроорганизма применяемого в процессе биообработки. Преимущество такой биопленки будет заключаться в адаптации ее к токсичным или ингибирующим материалам, которые присутствуют в обрабатываемом твердом материале. Поэтому лучше всего удалить биоотработанный твердый материал таким способом, чтобы не 25 убить или полностью не удалить биопленку,которая находится на крупнозернистых подложках. Биопленка является также эффективным средством инокулирования следующего покрытия из твердого материала, наносимого на крупнозернистые подложки. В конечном счете адаптация микроорганизма после его многократного использования в способе, будет увеличивать скорость, при которой микроорганизм подвергает биодеструкции или биоокислению нежелательное соединение в обрабатываемом твердом материале. Настоящее изобретение теперь будет объяснено более подробно в связи с рядом возможных вариантов, которые могут быть использованы при переработке трудновскрываемых сульфидных руд. Второй вариант настоящего изобретения описан на фиг. 1 и 2. Фиг. 1 иллюстрирует технологическую схему процесса освобождения и извлечения благородных металлов из трудновскрываемых сульфидных руд,содержащих благородный металл. С целью описания способа, иллюстрированного на фиг.1, из золотосодержащей трудновскрываемой сульфидной руды получают концентрат сульфидного минерала 22. Из этого следует, что в настоящем варианте извлекаемым благородным металлом является золото. Однако специалисты в данной области техники понимают, что из трудновскрываемых сульфидных руд с применением способа, иллюстрированного на фиг.1, могут быть также освобождены и извлечены другие благородные металлы, например платина и серебро. Если трудновскрываемая сульфидная руда, применяемая для получения концентрата сульфидного минерала 22, содержит более чем один благородный металл, с использованием способа в соответствии с настоящим вариантом может быть извлечено сочетание благородных металлов. В соответствии с технологической схемой способа, показанного на фиг.1, во вращающийся барабан 24 добавляют множество подложек 20 и концентрат сульфидного минерала 22. Концентрат сульфидного минерала 22 предпочтительно находится в форме суспензии и множество подложек 20 являются сухими, когда их добавляют во вращающийся барабан 24, при этом улучшается адгезия между подложками 20 и концентратом 22. Во вращающийся барабан 24, хотя это и не является необходимым, может быть необязательно добавлено полимерное связующее вещество. Когда барабан 24 вращается,подложки 20, добавленные в барабан 24, покрываются влажным концентратом сульфидного минерала 22 с образованием покрытых подложек 39. Затем покрытые подложки 39 укладывают для образования неподвижной кучи 26. При применении суспензии концентрата в процессе покрытия устраняется необходимость в сушке и расходы, связанные с сушкой концен 000429 26 трата после его получения. Концентрат 22 и множество подложек 20, могут быть, однако,добавлены во вращающийся барабан 24 в сухом состоянии, в этом случае после того как смесь добавлена в барабан 26, на не разбрызгивают воду или водный кислый раствор, предпочтительно содержащий ионы трехвалентного железа, что вызывает прилипание концентрата к подложкам. Выгода применения водного кислого раствора, содержащего ионы трехвалентного железа, для связывания концентрата с поверхностью подложек заключается в том, что он начинает химически окислять концентрат сульфидного минерала. Этот раствор является кислым также потому, что он будет понижать рН покрытых подложек 39 при биоокислении. Недостаток применения такого кислого раствора состоит в том, что он будет увеличивать стоимость оборудования, применяемого для образования покрытых подложек 39, потому что оно должно быть стойким к воздействию кислоты. Концентрат сульфидного минерала 22 состоит из множества тонкодисперсных частиц сульфида металла 40, которые имеют мелковкрапленное золото и возможно другие благородные металлы, окклюдированные в нем. Концентрат сульфидного минерала 22 обычно также содержит тонкодисперсные частицы песка или другой пустой породы 42 из трудновскрываемой сульфидной руды, из которой получен концентрат 22. В результате каждая из покрытых подложек 39 будет покрыта частицами сульфида металла 40 и мелочью 42, как показано на фиг. 2. Целостность покрытых подложек 39 должна быть достаточной для предотвращения образования в проточных каналах в куче 26 большого количества блокад во время биоокисления частиц сульфида металла 40 на поверхности покрытых подложек 39. Такие блокады уменьшают поток кислорода и миграцию бактерий в куче и, вследствие этого, уменьшают скорость биоокисления. Поскольку частицы сульфида металла 40 являются гидрофобными, они имеют склонность к прилипанию к сухим подложкам 20 без использования связующего вещества, например полимерного агломерационного вспомогательного средства. Это предполагает, однако, что частицы сульфида металла 40 представляют собой частицы соответствующего размера. Поэтому, если концентрат 22 содержит соответствующую концентрацию частиц сульфида металла 40, концентрат 22 будет оставаться в достаточной степени сцепленным с покрытыми подложками 39, даже без использования связующего вещества, при этом будет обеспечиваться управление покрытыми подложками 39 при укладывании в кучу 26 или при их помещении в резервуар 45, который будет описан позже в связи с вариантом, проиллюстрированным на фиг.5. Кроме того, покрытые подложки 39 27 должны удерживать свою целостность в течение всего процесса биоокисления. Если покрытые подложки 39 образуют без применения связующего вещества, тогда важно использовать концентрат сульфидного минерала, который имеет соответствующую концентрацию частиц сульфида металла и соответствующий размер частиц. Хотя может быть использовано полимерное связующее вещество, которое возможно будет улучшать целостность покрытых подложек 39, применение таких веществ будет увеличивать производственные затраты способа. По меньшей мере, два фактора свидетельствуют против применения концентрата сульфидного минерала 22, имеющего очень высокую концентрацию частиц сульфида металла 40. Первым является стоимость получения концентрата 22, которая обычно пропорциональна концентрации частиц сульфида металла. Поэтому, когда концентрация частиц сульфида металла 40 в концентрате 22 возрастает, стоимость получения концентрата 22 будет также возрастать. Увеличение затрат на производство очень высокосортного концентрата 22 не может быть оправдано увеличением загрузки сульфидов металлов или повышением целостности покрытых подложек 39. Во-вторых, когда увеличивается сортность концентрата, количество частиц сульфида металла 40, которое остается в хвостовой фракции трудновскрываемой сульфидной руды, будет возрастать. Вследствие того,что эти частицы сульфида металла содержат окклюдированный благородный металл, любые частицы сульфида металла 40, которые остаются в рудных хвостах, будут уменьшать в способе общую скорость извлечения. При принятии во внимание двух вышеизложенных факторов, концентрат сульфидного минерала 22 должен содержать, по меньшей мере, 20 вес.% сульфидов металлов, при этом будут обеспечиваться соответствующие свойства при управлении и целостность во время биоокисления. Однако, предпочтительно, чтобы концентрат содержал, по меньшей мере, около 40 вес.% сульфидов металлов и более предпочтительно, по меньшей мере, около 70 вес.%. Обычно концентрат 22 будет содержать сульфиды металлов в количестве между около 40 и 80 вес.%. В общем, когда размер частиц концентрата сульфидного минерала 20 уменьшается, процесс биоокисления будет протекать быстрее. Меньшие размеры частиц приводят к получению более высоких сортов концентрата. Это происходит вследствие того, что обычно легче отделить частицы породы, когда размер частиц руды уменьшается. Поэтому концентрат сульфидного минерала 22 имеет предпочтительно размер частиц менее чем около 250 м. Частицы размером более 250 м не могут очень хорошо при 000429 28 липать к подложкам 20 без использования связующего вещества. Кроме того, если трудновскрываемую сульфидную руду, из которой получают концентрат 22, не измельчают до такой степени, чтобы, по меньшей мере, 100% частиц проходило сквозь сито 250 м, трудно получить хорошее отделение частиц сульфида металла 40 от объема пустой породы во время концентрированния. Это является в особенности справедливым, если для образования концентрата 22 применяют флотацию, потому что частицы размером более 250 м не флотируются очень хорошо. С другой стороны, если размер частиц концентрата 22 меньше чем от около 38 м до около 25 м, частицы концентрата будут скорее иметь склонность к образованию комков во время процесса покрытия, чем к образованию относительно однородного покрытия на покрытой подложке 39. Эти комки концентрата могут блокировать поток воздуха и миграцию бактерий во время биоокисления, вследствие чего в куче уменьшается скорость биоокисления. Размер частиц концентрата 22 составляет предпочтительно от 10 до 75 м Частицы в этом диапазоне размеров хорошо прилипают к подложкам 20 и дополнительные усовершенствования, которые могут быть достигнуты в скорости биоокисления и сортности концентрата при применении частиц меньшего размера, вряд ли могут быть оправданы увеличением затрат на измельчение при их получении. Концентрат сульфидного минерала 22 может быть получен из трудновскрываемой сульфидной руды, содержащей благородный металл, с применением способов, хорошо известных в данной области,и таким образом нет необходимости объяснять их более подробно. Однако получение концентрата 22 будет обычно включать размол и измельчение трудновскрываемой сульфидной руды до соответствующего размера частиц, после которых следует одно или несколько гравитационных разделений или одна или несколько сульфидных флотации. Некоторые потенциально возможные трудновскрываемые сульфидные руды могут быть нужного качества, в связи с чем их дополнительное обогащение не является необходимым. Такие рудные тела могут включать хвосты или отработанные кучи на существующих месторождениях. Когда перерабатывают такие типы руд, концентрат сульфидного минерала необходимо лишь транспортировать к месту, на котором расположено оборудование для биоокисления, и возможно дополнительно измельчить для достижения желательного размера частиц. В отношении концентрации золота следует отметить, что способ в соответствии с настоящим вариантом может быть экономично осуществлен, даже, если концентрат 22 содержит 5 г 29 количество других благородных металлов). Эта цифра, конечно, будет изменяться в значительной степени в зависимости от стоимости получения концентрата 22 и существующей цены на золото. Специалисты в данной области, однако,понимают, что традиционные автоклавы или биореакторы с перемешиванием не подходят для экономичной переработки концентрата сульфидного минерала, имеющего такую низкую концентрацию золота. В качестве подложек 20 может быть использовано множество различных материалов. Предпочтительные подложки включают частицы крупнозернистой трудновскрываемой сульфидной руды, лаву, гравий и пустую породу,которая включает компонент минерального карбоната. Подложки 20 могут быть также изготовлены человеком и ими могут быть пластиковые мечи, шины с грунтозацепами и т.п. Назначение подложки 20 состоит в обеспечении подложки с относительно большой площадью поверхности, на которой во время процесса биоокисления может находиться концентрат. Площадь поверхности каждой подложки 20, в действительности, действует во время биоокисления как маленький поверхностный биореактор. Поэтому, когда большое количество покрытых подложек 39 укладывают для биоокисления в кучу 26, получается поверхностный биореактор без перемешивания, который имеет очень большую общую площадь поверхности. Общая площадь поверхности биореактора или кучи 26 может быть увеличена путем уменьшения размера частиц подложек 20 с применением подложек, которые имеют шероховатую неоднородную морфологию поверхности, и/или увеличения количества покрытых подложек 39, укладываемых в кучу 26. Преимущество увеличения общей площади поверхности подложек 30 в куче 26 состоит в том, что количество концентрата 22, которое может быть нагружено на подложки 30 пропорционально возрастает, что в свою очередь увеличивает количество концентрата 22, которое может быть биоокислено в конкретной куче 26. Предпочтительный диапазон размера частиц для подложек 20 составляет номинально от около +0,62 см до около -2,5 см, при этом частицы размером менее чем около 0,3 см удаляют просеиванием или другим подходящим методом. Однако могут быть использованы подложки 30, имеющие размер частиц вплоть до +600 м. Хотя увеличенная загрузка достигается при применении подложек с меньшим размером частиц, увеличенные поток воздуха, поток жидкости и рассеяние тепла достигаются при применении подложек с большим размером частиц. Диапазон номинальных размеров от +0,62 до-2,5 см обеспечивает хороший компромисс между загрузкой концентрата и обеспечением соответствующего потока воздуха, потока жидкости и рассеяния тепла. 30 Подложки 20 загружают предпочтительно во время процесса покрытия максимально возможным количеством концентрата, чтобы максимально увеличить производительность процесса. Количество концентрата 22, которое может быть загружено на подложки 20, будет зависеть от размера частиц и морфологии поверхности подложек 20. Крупнозернистые подложки 20 и концентрат сульфидного минерала 22 поэтому следует добавлять во вращающийся барабан 24 в количествах, достаточных для максимального увеличения количества концентрата сульфидного минерала 22, загружаемого на каждую подложку 39 при сведении к минимуму образования агломератов частиц концентрата сульфидного минерала. Как обсуждалось выше,если размер частиц концентрата является слишком маленьким или если в барабан 24 добавляют избыточное количество концентрата, то могут образоваться комки или агломераты частиц концентрата сульфидного минерала 22. Для обеспечения соответствующей загрузки подложек 20 при одновременном избежании образования агломератов частиц концентрата, во вращающийся барабан 24 добавляют предпочтительно примерно от 10 до 30 вес.% концентрата,что приводит к загрузке концентрата 22 в количестве от примерно 10 до 30 вес.% на покрытые подложки 39. При образовании покрытых подложек 39 желательно поддерживать влагосодержание концентрата 22 в диапазоне от 5 до 30 вec.%. Если влагосодержание концентрата меньше 5 вес.%, концентрат не будет должным образом сцепливаться с подложками, а если влагосодержание превышает 40 вес.%, суспензия концентрата будет слишком тонкой для того, чтобы на подложке образовывалось достаточно толстое покрытие. Указанное будет ограничивать количество концентрата, которое будет сцепляться с подложками 20. Хотя для сооружения кучи могут быть использованы другие средства, предпочтительным является конвейерное укладывание. Конвейерное укладывание сводит к минимуму уплотнение в куче покрытых подложек. Другие способы укладывания, например сваливание в отвал с помощью дозатора или опрокидывание, могут привести к появлению в куче, вследствие увеличенного уплотнения и разрушения покрытых подложек, уменьшенных потоков текучей среды. При необходимости куча 26 может быть снабжена перфорированными трубами 27, соединенными с источниками подачи воздуха (не показан) для того, чтобы увеличить поток воздуха проходящий через кучу. Увеличение потока воздуха в куче 26 приведет к увеличению скорости биоокисления и увеличению скорости,при которой из кучи рассеивается тепло. Кроме того, вследствие больших проточных каналов для воздуха и жидкости между покрытыми под 31 ложками 39, источник подачи воздуха, соединенный с перфорированными трубами 27, может скорее представлять собой менее дорогостоящую воздуходувку, чем более дорогостоящий компрессор. Кучу 26 предположительно инокулируют бактериями, способными к биоокислению частиц сульфида металла 40, в то время, когда покрытие подложки 39 укладывают в кучу 26 или сразу же после образования кучи 26 или после того, как рН кучи 26 понизился до значений ниже 2,5. В практике настоящего изобретения могут быть использованы следующие бактерии:Acidianus brierleyi и подобные. Все эти бактерии доступны от AmericanType Culture Collection ( от Коллекции культур Американского типа) или подобных коллекций культур. Выбор одного или нескольких видов бактерий и конкретного вида бактерий для применения в настоящем изобретении будет зависеть, например, от таких факторов, как вид обрабатываемой руды и ожидаемых температур в куче 26 во время биоокисления. Критерии выбора, однако, хорошо известны специалистам в данной области и нет необходимости объяснять их здесь более подробно. Наиболее общепринятыми и предпочтительными бактериями для биоокисления являются Thiobacillus ferrooxidans. Во время биоокисления частиц сульфида металла 40, нанесенных на поверхность покрытых подложек 39, через систему разбрызгивателей 28 может быть подано дополнительное количество инокулянта и микробных питательных растворов. Добавление таких биовыщелачивателей осуществляют обычно в ответ на индикаторы, используемые для регулирования хода процесса биоокисления. Скорость биоокисления регулируют предпочтительно в течение всего процесса биоокисления, основываясь на выбранных индикаторах свойств, например на скорости растворения мышьяка, железа или серы или скорости окисления сульфидов, которая может быть вычислена. Другие индикаторы свойств, которые могут быть использованы,включают измерение рН, титруемой кислотности и Eh раствора. Вытекающий раствор биовыщелачивателя,который перколирует сквозь кучу, собирают в канаве 29 и рециркулируют на вершину кучи 26. Это сводит к минимуму количество свежей воды, необходимой для процесса биоокисления. И, вследствие того, что вытекающий раствор биовыщелачивателя будет кислым и будет иметь высокую концентрацию ионов трехвалентного железа, его повторное нанесение на вершину кучи 26 является выгодным для про 000429 32 цесса биоокисления. Однако вытекающий раствор, полученный в начале процесса биоокисления, будет также иметь значительные концентрации основного и тяжелых металлов, включая компоненты, которые приводят к ингибированию микробов. Когда ингибирующие материалы накапливаются в вытекающем растворе биовыщелачивателя, тогда процесс биоокисления замедляется. В действительности, непрерывная рециркуляция вытекающего раствора без обработки может привести к накоплению ингибирующих материалов и прекращению процсса биоокисления. Для сведения к минимуму накапливания ингибирующих материалов и, вследствие этого,их воздействия на процесс биоокисления, вытекающий раствор можно обработать до рециркуляции в кислотном контуре 30 для удаления ингибирующих материалов, когда их концентрация станет избыточной. Один из способов кондиционирования вытекающего раствора биовыщелачивателя перед рециркуляцией включает увеличение его рН выше 5, удаление образованного осадка и затем понижение его рН до соответствующего рН биоокисления с применением необработанной порции вытекающего раствора или другого кислого раствора. Такой способ кондиционирования представлен в заявке на патент США 08/547 894, поданной в патентное ведомство США 25 октября 1995 г Кохом и др., которая приведена здесь для ссылки. Вытекающий раствор биовыщелачивателя в настоящем изобретении обладает склонностью становиться очень кислым. Это происходит вследствие того, что скорее биоокисляется концентрат, имеющий относительно высокую концентрацию, чем вся руда. В результате процесс биоокисления в соответствии с настоящим изобретением имеет склонность продуцировать большие количества избыточной кислоты. Таким образом в способе будет продуцироваться большее количество кислоты, чем то количество кислоты, которое на практике может быть рециркулировано на вершину кучи 26. Избыток кислоты может быть удален или использован для других целей. Одним из возможных применений избыточной кислоты является применение в способе выщелачивяния медной оксидной руды, потому что серная кислота является эффективным выщелачивателем для медных оксидных руд. Однако раствор серной кислоты,полученный в качестве побочного продукта настоящего способа, обычно точно будет содержать высокую концентрацию ионов трехвалентного железа. Это также делает е эффективным выщелачивателем некоторых медных сульфидных РУД, например халькозина. Ионы трехвалентного железа в кислотном растворе химически окисляют медные сульфидные минералы,вызывая их растворение. Таким образом, избыточная кислота из настоящего способа может 33 быть выгодно использована в процессе выщелачивания меди для избежания расходов на нейтрализацию, связанных с удалением, при одновременном уменьшении расходов на кислоту для процесса выщелачивания меди. После того,как реакция биоокисления достигла экономически определенной конечной точки, т.е. после того как частицы сульфида металла 40 на поверхности крупнозернистых подложек 20 биоокислены до желательного уровня, кучу разрушают и биоокисленный концентрат 22 отделяют от крупнозернистых подложек 20. Однако до разрушения кучи, ее обычно дренируют и затем промывают посредством неоднократных промывок водой. Количество применяемых циклов промывки определяют обычно с помощью соответствующего маркировочного элемента, например железа и рН вытекающего промывочного потока. Отделение можно осуществить путем помещения покрытых подложек 39 на сито и затем разбрызгивания на покрытые подложки воды. Альтернативно, покрытые подложки можно обработать в барабане. После отделения из биоокисленного концентрата 22 извлекают золото. Это можно осуществить с применением ряда способов, хорошо известных в данной области. Однако обычно биоокисленный концентрат выщелачивают выщелачивателем, например цианидом, в способе,в котором применяют уголь в пульпе или способе, в котором применяют уголь в выщелачивателе. В этих способах, которые хорошо известны в данной области, выщелачиватель растворяет освобожденное золото или другие благородные металлы, которые затем адсорбируют на активированный уголь. Если в качестве выщелачивателя применяют цианид, концентрат перед выщелачиванием необходимо нейтрализовать. Для избежания необходимости нейтрализации в качестве выщелачивателя для извлечения золота из биоокисленного концентрата можно применять тиомочевину. Способ экстракции золота тиомочевиной можно усовершенствовать путем регулирования Eh выщелачивающего раствора с применением метабисульфита натрия, этот способ описан в патенте США 4561947, на который здесь приводится ссылка. Если в качестве выщелачивателя используют тиомочевину, тогда для адсорбции растворенного благородного металла из раствора выщелачивателя скорее предпочтительно применяют синтетическую смолу, чем активированный уголь. После извлечения освобожденного золота или других благородных металлов из биоокисленного концентрата биоокисленный концентрат переводят в отвал отходов или хвостов обогащения, и из угля или синтетической смолы с использованием способов, хорошо известных в дачной области, извлекают золото. Крупнозернистые подложки 20, которые отделили от 34 биоокисленного концентрата, можно рециркулировать во вращающийся барабан для получения нового покрытия из концентрата сульфидного минерала 22. Подложки 20 можно использовать повторно до тех пор, пока они сохраняют свою механическую целостность. Если в качестве подложек 20 применяют частицы трудновскрываемой сульфидной руды, их предпочтительно перерабатывают в определенный момент, предпочтительно после осуществления циклов в количестве от одного до трех, для извлечения освобожденного золота. Как проиллюстрировано на фиг. 2, подложки из крупнозернистой трудновскрываемой сульфидной руды 20 будут содержать частицы сульфида металла 40, которые содержат окклюдированное золото и другие благородные металлы. После протекания от одного до трех циклов процесса многие из частиц сульфида металлы 40 Е подложках из крупнозернистой руды 20 будут частично биоокислены. В этой ситуации подложки из крупнозернистой руды предпочтительнее можно переработать для извлечения из них золота, чем продолжить их рециркуляцию и допустить невостребование освобожденного золота. Переработку предпочтительно осуществляют путем измельчения подложек из крупнозернистой руды в контуре измельчения 32 до размера частиц, подходящего для отделения частиц сульфида металла от объема пустой породы. Затем в сульфидном концентраторе 34 из измельченных подложек из крупнозернистой руды получают концентрат 22 из частиц сульфида металла 40. Сульфидный концентратор 34 предпочтительно представляет собой флотационную камеру и биоокисленные подложки из крупнозернистой руды измельчают до размера,подходящего для сульфидной флотации и нанесения на подложки 20. Затем концентрат 22,полученный из подложек из крупнозернистой руды, соединяют с загрузкой концентрата сульфидного минерала 22, из которой его наносят на второе множество крупнозернистых подложек 20 и добавляют к новой куче 26 для дальнейшего биоокисления. Хвосты флотации из сульфидного концентратора 34 следует обработать в процессе экстракции золота вместе с биоокисленным концентратом 22 из кучи 26. Хвосты флотации будут содержать некоторое количество полностью и частично окисленных частиц сульфида металла, которые не флотировались. Эти окисленные частицы будут содержать значительное количество золота, и так как большая часть золота будет уже освобождена, его можно легко выщелочить из хвостов флотации с применением цианида или тиомочевины. После выщелачивания хвосты флотации удаляют вместе с биоокисленным концентратом, из которого извлекли золото, в отвал отходов или хвостов обогащения 36. Подложки из трудновскрываемой сульфидной крупнозернистой руды 20, которые 35 подвергались процессу биоокисления, можно альтерантивно просто переработать путем измельчения с последующим выщелачиванием. Этот альтернативный способ приводит, однако,к более низкому общему извлечению, потому что большее количество частиц сульфида металла 40 в подложках из крупнозернистой руды не будет окисляться в степени, достаточной для освобождения захваченного золота. Что касается выбора материала для подложек 20, то следует отметить, что существует несколько преимуществ в применении частиц крупнозернистой трудновскрываемой сульфидной руды. Во-первых, тело добытой крупнозернистой трудновскрываемой сульфидной руды обычно должно подвергаться нескольким стадиям дробления и измельчения до достижения соответствующего размера частиц для получения концентрата 22. В результате подложки из крупнозернистой трудновскрываемой сульфидной руды могут быть удалены с соответствующей стадии процесса дробления, вследствие этого частицы крупнозернистой трудновскрываемой сульфидной руды являются недорогостоящим источником подложек 20. Во-вторых, как проиллюстрировано на фиг. 2 и обсуждалось выше, если в качестве материала подложки применяют крупнозернистую трудновскрываемую сульфидную руду, она будет содержать частицы сульфида металла 40. Эти частицы сульфида металла будут частично биоокислены во время процесса биоокисления,и если частицы крупнозернистой руды рециркулируют в процессе несколько раз, частицы сульфида металла 40 становятся достаточно биоокисленными для того, чтобы из них можно было извлечь благородный металл. Третье преимущество, которое отчасти связано со вторым преимуществом, состоит в том, что фракция частиц сульфида железа или другого металла 40 в крупнозернистой трудновскрываемой сульфидной руде является настолько тонкодисперсной, что они не могут хорошо флотироваться в процессе обогащения. При применении частиц крупнозернистой руды для подложек 20 очень тонкодисперсные частицы сульфида металла будут со временем химически окисленными с помощью иона трехвалентного железа в биовыщелачивателе. Тогда,когда частицы крупнозернистой руды полностью измельчены и флотированы для получения концентрата частиц сульфида металла, окисленные тонкодисперсные частицы сульфида металла в хвостах флотации заканчиваются. Вследствие того, что хвосты флотации, выщелачивают цианидом или другим выщелачивателем, золото, освобожденное из этих очень тонкодисперсных частиц сульфида будет извлечено. С другой стороны, если до измельчения и флотации частицы крупнозернистой руды в качестве подложек 20 не применяли, при получении концентрата 22 очень тонкодисперсные частицы суль 000429 36 фида металла в хвостах флотации будут заканчиваться. Однако, вследствие того, что эти очень тонкодисперсные частицы сульфида в этот момент времени не будут частично биоокислены, их окклюдированное золото посредством выщелачивания не будет извлечено. Четвертое преимущество применения в качестве подложек 20 крупнозернистой трудновскрываемой сульфидной руды состоит в том, что частицы сульфида металла в материале биоокисленной подложки будет легче флотировать после биоокисления. Это происходит потому,что поверхность частиц сульфида металла во время процесса биоокисления изменяется. Таким образом, после того, как материал подложки из крупнозернистой руды повторно использован несколько раз и измельчен и флотирован для получения концентрата сульфидного минерала, могут быть достигнуты усовершенствованные результаты при флотации. Если частицы крупнозернистой руды содержат также компонент карбонатного минерала, то при применении в качестве крупнозернистых подложек 20 частиц крупнозернистой трудновскрываемой сульфидной руды существует пятое преимущество. Карбонатные минералы обладают склонностью к значительному потреблению кислоты. В результате для руд,которые содержат эти минералы, перед биоокислением обычно необходимо кислотное кондиционирование. Кислотное кондиционирование этих руд необходимо для удаления или для уменьшения содержания компонента карбонатного минерала до биоокисления для того, чтобы могла произойти реакция биоокисления. И поскольку частицы крупнозернистой трудновскрываемой сульфидной руды в общем склоны биоокисляться очень медленно, часто это происходит в течение девяти месяцев или более,если в руду включено значительное количество карбонатного минерала, без предварительного кондиционирования частицы крупнозернистой руды не могут вообще биоокислиться. Однако, в способе в соответствии с настоящим изобретением частицы крупнозернистой трудновскрываемой сульфидной руды, которые содержат карбонатные минералы, могут быть выгодно использованы для подложек 30. Во время процесса биоокисления кислота, продуцируемая в результате биоокисления концентрата 22 на поверхности подложек из крупнозернистой руды будет медленно нейтрализовать в подложках карбонатные минералы. Побочный продукт процесса нейтрализации представляет собой диоксид углерода, который автотрофные бактерии, применяемые в настоящем изобретении,могут использовать в качестве источника углерода для осуществления метаболического синтеза. Поэтому получение диоксида углерода будет ускорять рост бактерий в куче 26, что, в свою очередь будет повышать скорость биоокисления концентрата 22. Таким образом, при 37 использовании в качестве материала подложек 20 крупнозернистой руды, которая содержит карбонатные минералы, крупнозернистая руда будет медленно нейтрализоваться для последующего биоокисления и рост бактерий в куче 26 будет ускорен. Сопутствующая выгода, которая отмечалась выше, будет состоять в биоокислении очень тонкодисперсных нефлотируемых частиц сульфида, которые находятся в крупнозернистой руде. Специалисты в данной области знают, что частицы крупнозернистой трудновскрываемой сульфидной руды, применяемые для подложек 20, не должны происходить из того же самого рудного тела, которое применяют для получения концентрата 22. В действительности, в некоторых случаях может быть выгодным применять концентрат 22 из одного рудного тела и подложки из крупнозернистой руды - из другого. Так например, одно рудное тело может быть легко обогащено или может сразу же иметь свойство желательного концентрата, а другое рудное тело может иметь высокую концентрацию карбонатных минералов. В таком случае будет выгодно применять первое рудное тело для получения концентрата 22, а второе рудное тело - для получения подложек 20. В этом способе руда из второго рудного тела может быть нейтрализована при подготовке к биоокислению при одновременном улучшении результатов биоокисления концентрата из первого рудного тела. Подобно, если рудное тело содержит высокую концентрацию сульфидов металла, которые трудно флотировать, улучшенные результаты флотации могут быть достигнуты путем использования сначала в способе в соответствии с изобретением в качестве крупнозернистых подложек 40 руды. Другие предпочтительные материалы для подложек 20 включают лаву, гравий и крупнозернистую горную породу, содержащую карбонатные минералы. Эти типы подложек будут обычно использованы, когда добытое тело трудновскрываемой сульфидной руды представляет собой отработанную кучу, или отвал хвостов обогащения, и в результате руда уже подверглась дроблению и измельчению. Преимущество применения лавы состоит в том, что она имеет очень шероховатую, грубую неоднородную морфологию поверхности, которая увеличивает общую площадь поверхности подложек 30 при конкретном размере частиц. Таким образом, при заданном размере частиц лава может быть загружена большим количеством концентрата, чем другие подложки, имеющие более гладкую поверхность. Гравий, хотя он обычно имеет весьма гладкую поверхность,представляет собой недорогостоящий материал для подложек. Крупнозернистая горная порода,содержащая карбонатные минералы, является предпочтительной, потому что она будет медленно выделять диоксид углерода, когда кисло 000429 38 та от процесса биоокисления нейтрализует карбонатные минералы. Этот вид подложки предпочтительно повторно используют в способе только до тех пор, пока она продолжает выделять во время процесса биоокисления диоксид углерода. Теперь будет описан третий вариант настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 3. Способ в соответствии с настоящим вариантом представляет собой по существу видоизменение варианта, описанного со ссылкой на фиг. 1. Соответственно, подобные предметы обозначены одними и теми же ссылочными цифрами, и описание и обсуждения, приведенные для этих предметов в отношении фиг. 1, в равной степени применимы к настоящему варианту. По сравнению со вторым вариантом, способ в соответствии с настоящим вариантом может быть использован для освобождения и извлечения благородных металлов из трудновскрываемой сульфидной руды, содержащей такие металлы. Однако, для целей настоящего описания предполагается, что концентрат сульфидного минерала 22 получают из золотосодержащей трудновскрываемой сульфидной руды. В соответствии с настоящим вариантом множество подложек 20 покрывают концентратом сульфидного минерала 22 во вращающемся барабане 24 с получением множества покрытых подложек 39. Затем множество покрытых подложек 39 укладывают с образованием кучи 26,которую используют в качестве большого поверхностного реактора без перемешивания. Различные обсуждения, приведенные выше для подложек 20, концентратов сульфидных минералов 22, образования покрытых подложек 39 и образования кучи 26, являются в равной степени применимыми для этого варианта. После образования кучи 26 е инокулируют биоокисляющими бактериями для инициирования процесса биоокисления. Во время протекания процесса биоокисления на вершину кучи 26 может быть добавлено дополнительное количество концентрата сульфидного минерала 22. Преимущество добавления дополнительного количества концентрата сульфидного минерала на вершину кучи 26 во время процесса биокисления состоит в том, что перед снесением кучи и повторным е образованием, количество концентрата, перерабатываемого в куче, может быть увеличено. Кроме того, если для подложек 20 применяют крупнозернистую трудновскрываемую сульфидную руду, концентрат 22 будет иметь склонность биоокисляться более быстро,чем частицы сульфида металла 40, находящиеся в крупнозернистой руде. Поэтому до снесения кучи степень биоокисления подложек из крупнозернистой руды может быть увеличена путем добавления дополнительного количества концентрата 22 на вершину кучи 26. Кроме того,при добавлении концентрата сульфидного минерала 22 на вершину кучи 26, кислота и ионы 39 трехвалентного железа, продуцируемые во время его биоокисления, будут мигрировать в нижнюю часть кучи, где рост бактерий может быть ингибирован вследствие наличия токсинов, которые не вымываются из руды в начале процесса биоокисления или вследствие недостатка кислорода. В результате биоокисление концентрата сульфидного минерала и подложек из крупнозернистой руды будет происходить даже в том случае, если в этой области не будет поддерживаться рост бактерий. Существует и другое преимущество в добавлении концентрата сульфидного минерала 22 на вершину кучи 26 после того, как она подверглась в течение некоторого времени биоокислению, потому что такие добавления будут увеличивать скорость биоокисления в куче. На последних стадиях биоокисления покрытых подложек 39 большая часть подвергнутых биоокислению и реакционоспособных сульфидов будет уже окислена, что приводит к медленному уменьшению скорости биоокисления. Медленное уменьшение скорости биоокисления может привести к падению уровней железа и увеличению в куче 26 рН. Добавление свежего реакционноспособного концентрата сульфидного минерала 22 на вершину кучи 26 может вновь начать процесс активного биоокисления, благодаря высоким уровням иона трехвалентного железа, полученного в результате биоокисления добавленного концентрата, что в свою очередь вызовет непрямое химическое выщелачивание концентрата сульфидного минерала 22, нанесенного на подложки 20, и частиц сульфида металла, внедренных в подложки из крупнозернистой руды 20. На вершину кучи 26 до тех пор, пока проточные каналы в куче не начали забиваться концентратом и биоокисленным остатком из концентрата, можно добавить свежий концентрат 22. Второе отклонение в настоящем варианте от варианта, представленного на фиг.1, относится к тому, каким путем после биоокисления из кучи извлекают благородный металл. В настоящем варианте вместо снесения кучи и затем отделения биоокисленного концентрата от кучи для извлечения золота, золото извлекают из биоокисленного концентрата, а если используют подложку из крупнозернистой руды, из подложек - путем прямого выщелачивания кучи выщелачивателем для благородного металла. Выщелачивателем предпочтительно является тот, который функционирует при низком значении рН, например тиомочевина, поэтому нет необходимости в нейтрализации кучи до выщелачивания. Кроме того, при применении тиомочевины или другого совместимого с кислотой выщелачивателя освобожденное золото может быть извлечено из кучи периодически. Так, например, в течение некоторого периода времени куча 26 может быть биоокислена, освобожден 000429 40 ное золото экстрагировано соответствующим выщелачивателем и затем процесс биоокисления возобновляют. При возобновлении процесса биоокисления свежий концентрат 22 добавляют предпочтительно на вершину кучи 26 в форме суспензии. Золото извлекают из кучи 26 путем обеспечения сначала возможности стекания раствора биовыщелачивателя из кучи в кислотный контур 30 после желательной степени биоокисления. После дренирования кучи из подвода выщелачивателя 38 в систему разбрызгивателей 28 перекачивают насосом выщелачиватель, совместимый с кислотой, например тиомочевину,где его диспергируют на кучу 26. Когда выщелачиватель перколирует сквозь кучу, он растворяет освобожденное золото из концентрата сульфидного минерала 22 и подложек из крупнозернистой руды. Затем загруженный выщелачиватель собирают в канаве 29, где его отводят из кислотного контура в процесс удаления золота 44, который предпочтительно включает адсорбцию растворенного золота на активированный уголь или синтетическую смолу. Затем истощенный выщелачиватель рециркулируют в подвод выщелачивателя 38 и из загруженного активированного угля или синтетической смолы извлекают золото. Способы десорбции адсорбированного золота из активированного угля и синтетической смолы хорошо известны в данной области техники и нет необходимости описывать их здесь. Способ в соответствии с четвертым вариантом настоящего изобретения проиллюстрирован на фиг. 4. Фиг. 4 иллюстрирует способ освобождения и извлечения металла из сульфидной руды. Так как способ в соответствии с настоящим вариантом в некоторой степени подобен варианту,описанному со ссылкой на фиг. 1, подобные предметы обозначены одними и теми же ссылочными цифрами. Более того, описание и обсуждения, приведенные для этих предметов в отношении фиг. 1, в равной степени применимы к настоящему варианту. В соответствии с настоящим вариантом сначала из сульфидной руды получают концентрат сульфидного минерала 22. Концентрат 22 состоит из множества тонкодисперсных частиц сульфида металла 40 и тонкодисперсных частиц песка или другой пустой породы 42. Для получения концентрата сульфидного минерала 22 могут быть использованы различные сульфидные руды. Среди сульфидных руд, которые могут быть обработаны в настоящем способе, на первом месте находятся сульфидные руды, которые содержат сульфидные минералы простых неблагородных металлов, например меди, цинка, никеля, железа, молибдена, кобальта или урана. Представляющие интерес металлы присутствуют в этих рудах в металлической составляющей частиц сульфидного минерала в руде. Поэтому какие металлы будут освобождаться и 41 извлекаться, зависит от конкретных сульфидных минералов, присутствующих в концентрате 22, полученном из руды. Так например, если сульфидная руда, применяемая для получения концентрата 22, содержит халькозин, борнит и/или халькопирит, тогда извлекаемым металлом будет медь. С другой стороны, если концентрат 22 представляет собой концентрат сфалерита, извлекаемым металлом будет цинк. После получения концентрата 22, концентрат сульфидного минерала 22 затем наносят на множество подложек 20 для образования покрытых подложек 39. Это осуществляют, как описано со ссылкой на фиг.1, путем добавления множества сухих подложек 20 и суспензии концентрата 22 во вращающийся барабан 24 или,альтернативно, путем добавления множества сухих подложек 20 и концентрата 22 во вращающийся барабан 24 и затем разбрызгивания на смесь водного раствора. Множество покрытых подложек 39, полученных во вращающемся барабане 24, укладывают для образования кучи 26, которая образует большой поверхностный реактор без перемешивания. Различные обсуждения, приведенные выше и касающиеся подложек 20, концентратов сульфидного минерала 22, образования покрытых подложек 39 и образования кучи 26, в равной степени применимы к этому варианту. После того, как куча 26 образована, е инокулируют биоокисляющими бактериями для инициирования процесса биоокисления. Когда частицы сульфида металла 40 в концентрате 22 биоокисляются, металлическая составляющая сульфидных частиц растворяется в растворе биовыщелачивателя, когда он перколирует сквозь кучу. После перколяции раствора биовыщелачивателя сквозь кучу его собирают в канаве 39. Затем раствор биовыщелачивателя перерабатывают для извлечения одногоили нескольких желательных металлов путем удаления их из раствора биовыщелачивания с применением методов, хорошо известных в данной области. После извлечения желательного металла из раствора биовыщелачивателя раствор можно обработать в кислотном контуре 30 для удаления избыточных токсинов, как описано со ссылкой на фиг. 1, и затем вновь нанести на вершину кучи 26. Сразу же после того, как реакция биоокисления достигнет определенной с экономической точки зрения конечной точки, то есть после того, как частицы сульфида металла 40 на поверхности крупнозернистых подложек 20 биоокислились до желательной степени, кучу разрушают и биоокисленный концентрат отделяют от крупнозернистых подложек 20. Затем биоокисленный концентрат удаляют в отвал отходов или хвостов обогащения 36. Однако, следует понимать, что хотя настоящий вариант описан с точки зрения освобождения и извлечения неблагородных металлов из металлической со 000429 42 ставляющей частиц сульфида металла 40 в концентрате сульфидного минерала 22, сульфидные частицы 40 могут также включать окклюдированный благородный металл. Поэтому после биоокисления концентрата 22 некоторое количество благородного металла, которое будет освобождено Е концентрате 22, может быть экстрагировано и извлечено как описано со ссылкой на фиг. 1, до удаления биоокисленного концентрата. Крупнозернистые подложки 20, которые были отделены от биоокисленного концентрата,можно рециркулировать во вращающийся барабан для получения нового покрытия из концентрата сульфидного минерала 22. Альтернативно,если в качестве подложек 20 применяют частицы крупнозернистой сульфидной руды, их предпочтительно перерабатывают после подвержения одному или нескольким циклам процесса для образования концентрата сульфидного минерала из частиц сульфида металла 40,которые остаются в подложках из крупнозернистой руды неокисленными. Концентрат сульфидного минерала 22 получают из биоокисленных подложек крупнозернистой руды, как описано в отношении второго варианта. Способ в соответствии с пятым вариантом настоящего изобретения проиллюстрирован на фиг. 5. Способ, проиллюстрированный на фиг. 5, состоит в освобождении и извлечении благородных металлов из трудновскрываемых сульфидных руд, содержащих благородные металлы, с применением биореактора без перемешивания. Способ включает получение концентрата 22 частиц сульфида металла 40 из перерабатываемой крупнозернистой трудновскрываемой сульфидной руды. Затем концентрат 22 наносят на множество крупных дисперсных подложек 20 для образования покрытых подложек 39 с применением вращающегося барабана 24, как описано в отношении второго варианта. После образования покрытые подложки 39 помещают в резервуар 45 для биоокисления. При биоокислении в резервуаре 45 подложек 39 получают большой поверхностный биореактор без перемешивания, который имеет очень большую площадь поверхности. Таким образом, резервуар 45 занимает место кучи 26 в способе в соответствии со вторым вариантом. Соответственно различные обсуждения, приведенные выше во втором варианте в отношении подложек 20,концентратов сульфидного минерала 22, образования покрытых подложек 39 и образования кучи 26, в равной степени применимы к биоокислению покрытых подложек 39 в резервуаре 45 в настоящембиоокисления концентрата 22 на Во время варианте. покрытых подложках 39 в резервуар с вершины добавляют растворы для укрепления биовыщелачивателя с применением ряда хорошо известных методов. Раствор биовыщелачивателя, который перколирует сквозь резервуар, до по 43 вторного применения в способе сливают из резервуара и перерабатывают в кислотном контуре 30, как описано в отношении фиг. 1. В резервуар во время процесса биоокисления для повышения уровней кислорода в биореакторе и повышения рассеяния тепла можно продуть воздух. Воздух продувают в резервуар 45 предпочтительно через ряд перфорированных труб 46, которые связаны с воздуходувкой (не показана). По желанию, во время процесса биоокисления на верхнюю поверхность покрытых подложек 39 в резервуаре 45 можно добавить дополнительное количество концентрата 22. Как описано выше в отношении третьего варианта,при добавлении во время процесса биоокисления дополнительного количества концентрата в биореактор, скорость биоокисления в биореакторе во время всего процесса биоокисления можно поддерживать на высоком уровне. Преимущество применения резервуара 45 над кучей 26 для биореактора заключается в том, что он легче производит отделение от подложек биоокисленного концентрата 22. После того, как концентрат 22 биоокислен до желательной конечной точки, отделение биоокисленного концентрата от подложек осуществляют путем заполнения резервуара водой и быстрого дренирования резервуара. Биоокисленный концентрат будет переноситься водой, применяемой для дренирования. Для улучшения результатов разделения этот процесс можно повторить несколько раз. Для содействия процессу разделения резервуар 45 также предпочтительно снабжен в донной части ситом, которое имеет размер ячейки меньше, чем размер подложек, но больше, чем размер частиц концентрата. После отделения биоокисленнный концентрат для извлечения освобожденного золота или другого благородного металла выщелачивают выщелачивателем для благородного металла. Затем путем контактирования раствора с активированным углем или синтетической смолой растворенное золото извлекают из выщелачивателя, выщелачивание предпочтительно осуществляют в присутствии активированного угля или синтетической смолы для того, чтобы растворенное золото можно было сразу удалить из раствора, как только оно растворится. Золото,адсорбированное на активированном угле или синтетической смоле, можно извлечь с помощью хорошо известных в данной области способов. Сразу же после того, как благородный металл экстрагирован из биоокисленного концентрата, концентрат можно удалить в кучу отходов или хвостов обогащения 36. Как и во втором варианте, крупнозернистые подложки 20, которые отделены от биоокисленного концентрата, можно рециркулировать во вращающийся барабан для нового покрытия концентратом сульфидного минерала 44 22. Подложки 20 можно применять до тех пор,пока они сохраняют свою механическую целостность. Если в качестве подложек 20 применяют частицы крупнозернистой трудновскрываемой сульфидной руды, их предпочтительно в некоторый определенный момент перерабатывают, предпочтительно после от одного до трех циклов, с целью извлечения освобожденного золота. Это осуществляют тем же самым способом, который описан в отношении второго варианта. Теперь будет описан другой аспект настоящего изобретения. В этом аспекте изобретения описан способ извлечения благородного металла из концентрата трудновскрываемых сульфидных минералов, содержащих благородный металл. Способ включает: (а) распределение концентрата, состоящего из тонкодисперсных трудновскрываемых сульфидных минералов на вершине кучи материала крупнозернистой подложки; (в) биоокисление концентрата трудновскрываемых сульфидных минералов; (с) выщелачивание благородных металлов из биоокисленных трудновскрываемых сульфидных минералов выщелачивателем; и (d) извлечение благородных металлов из выщелачивателя. Концентрат трудновскрываемых сульфидных минералов, содержащих благородный металл, получают обычно из трудновскрываемой сульфидной руды, содержащей благородный металл. Концентрат можно получить из таких руд с применением хорошо известных методов гравитационного разделения или флотации. Флотация является предпочтительным методом разделения вследствие селективности процесса,хотя гравитационное разделение дешевле. Наиболее часто применяемым коллектором для обогащения сульфидных минералов в процессе флотации является ксантат. Процессы флотации с применением ксантата хорошо известны специалистам в данной области и нет необходимости описывать их здесь более подробно. Предпочтительно размер частиц концентрата является таким, чтобы от 80 до 90% концентрата имело размер менее чем от 100 до 45 м. Более предпочтительно от 80 до 90% концентрата имеет размер менее чем от 150 м до 100 м. Однако оптимальный размер частиц может изменяться в зависимости от типа руды. В общем оператор должен стремиться к тому, чтобы размер частиц, который допускает оптимальное разделение в процессе обогащения и который обеспечивает оптимальную скорость биокисления, был сопоставим с возросшими расходами на дополнительное тонкое измельчение. Чем меньше размер частиц сульфидных минералов в концентрате, тем быстрее будет отделяться концентрат во время биовыщелачивания. Однако более высокая скорость биоокисления не всегда оправдывает дополнительные 45 расходы энергии, связанные с тонким измельчением руды или флотационного концентрата. При применении способа в соответствии с настоящим аспектом изобретения, стоимость оставления концентрата на куче для биоокисления является минимальной. Поэтому для избежания дополнительных расходов, связанных с измельчением, может быть оправдана чуть большая продолжительность периода биоокисления. В этом отношении настоящий способ имеет преимущество над способами обогатительного типа. В способах обогатительного типа концентрат сульфидного минерала должен быть очень тонко измельчен для обеспечения высоких скоростей биоскисления с тем, чтобы для экономичного осуществления процесса биореактор мог перерабатывать максимально возможное количество концентрата в максимально короткий период времени. После образования концентрата сульфидного минерала его распределяют на вершине кучи из материала подложки. Концентрат предпочтительно распределяют на вершине кучи в форме суспензии для того, чтобы концентрат можно было транспортировать по трубопроводу непосредственно к куче без предварительной сушки. Плотность пульпы концентрата должна быть отрегулирована таким образом, чтобы концентрат хорошо протекал, а не просто промывал насквозь кучу из материала подложки. Вследствие того, что частицы сульфидного минерала гидрофобны, они будут скорее иметь склонность к прилипанию к материалу подложки, чем к полной миграции сквозь кучу, если выбирают соответствующий материал для подложки. Если выбирают материал подложки соответствующего размера, не возникает проблем с блокадами проточных каналов. Назначение материала подложки состоит в захвате и удержании сульфидных минералов, когда они медленно мигрируют сквозь кучу, при этом материал подложки действует как биореактор с большой площадью поверхности. По этой причине предпочтительными являются материалы подложек, имеющие высокую степень пористости или крупнозернистую поверхность, так как такие типы поверхностей обладают склонностью захватывать и удерживать концентрат. Лучшей является подложка из горной породы, которая может удерживать большее количество концентрата без блокады проточных каналов. Материалы подложек, которые могут быть использованы в практике настоящего аспекта изобретения, включают лаву, гравий или пустую породу,содержащую в качестве источника СО 2 для биоокисления бактерий небольшие количества карбонатного минерала. Другие подходящие крупнозернистые подложки включают кирпич, блоки золы и шлак. Вследствие присущей ей шероховатости и высокой степени пористости лава является в особенности предпочтительным материалом для подложки. 46 Материал подложки, который содержит небольшое количество карбонатного минерала,является выгодным не только потому, что он продуцирует CO2, но также потому, что он помогает буферировать кислотный раствор, полученный в результате процесса биоокисления. Это позволяет легче регулировать во время процесса биоокисления рН биореактора. Что касается выбора соответствующего размера материала подложки, то существует несколько критериев, которые целесообразно рассмотреть. Чем меньше диаметр материала подложки, тем большую площадь поверхности она имеет, вследствие этого возрастает эффективная поверхность биореактора, созданного кучей из материала подложек. Однако в зависимости от степени изменения, необходимой для получения желательного размера, материал подложек меньшего диаметра может быть более дорогостоящим. Кроме того, материал подложек меньшего диаметра может быть предметом для большего блокирования проточных каналов для текучей среды концентратом, добавляемым на вершину кучи. Материал подложек большего диаметра обеспечит образование более высоких куч без риска закупоривания проточных каналов. Обычно диаметр материала подложки будет более чем около 0,62 см и менее чем 2,54 см. Предпочтительно диаметр материала подложки больше чем 0,95 см и меньше чем 1,9 см. Диаметр материала подложки, равный около 1,27 см, является оптимальным размером. Для биоокисления концентрата кучу инокулируют бактериями или другими микробами, способными к биоокислению в концентрате сульфидных минералов. Такие бактериальные обработки хорошо известны в данной области техники. Бактерии, которые могут быть использованы для той цели, включают Thiobacillus ferrooxidans, Leptospirillum ferrooxidans, и Thiobacillus thiooxidans. Предпочтительным микроорганизмом для процессов биоокисления является Thiobacillus ferrooxidans. Если раствор биовыщелачивателя рециркулируют, для предотвращения накапливания в рециркулированном растворе токсичных веществ и замедления в значительной степени скорости биоокисления могут быть необходимы предупредительные стадии. Для обеспечения того, чтобы ингибирующие материалы не накапливались в такой степени, когда они становятся вредными для процесса биоокисления, может быть применен способ, описанный в заявке на патент США 08/329002, поданной 25 октября 1994 г. После того, как трудновскрываемый сульфидный концентрат биоокислен в достаточной степени, освобожденный благородный металл можно выщелочить выщелачивателем, которым может быть тиомочевина или цианид. Даже если рН кучи должен быть сначала перед выщелачиванием увеличен, предпочтительным выще 47 лачивателем является цианид. Преимущество тиомочевины состоит в том, что она нетоксична для биоокисляющих микроорганизмов. В результате для растворения освобожденного благородного металла может быть применено периодическое выщелачивание, и затем процесс биоокисления может быть продолжен. Растворенный благородный металл может быть извлечен из выщелачивателя с применением способов, хорошо известных специалистам в данной области, например способов, в которых применяют уголь в выщелачивателе или уголь в колонке. Другое преимущество настоящего способа состоят в том, что его можно применять в виде непрерывного процесса посредством периодического добавления свежего или нового концентрата на вершину кучи. Преимущество добавления свежего концентрата на вершину кучи состоит в том, что как только куча сооружена и быстро протекает биоокисление, для поддержания высокой скорости биоокисления в куче без снесения кучи можно добавить свежий концентрат. Вследствие относительно низких капитальных и производственных затрат на способ в соответствии с настоящим аспектом изобретения, его можно применять для экономичной переработки гораздо более низкосортных концентратов и как результат более низкосортных руд, чем в способе обогатительного биоокисления. Кроме того, при распределении концентрата трудновскрываемых сульфидных минералов,содержащих благородный металл, на вершине кучи из материала подложек обеспечивается хороший поток в кучу текучей среды (как воздуха, так и жидкости). Теперь будет описан другой аспект настоящего изобретения. В этом аспекте изобретения предусмотрен способ извлечения неблагородных металлов из сульфидных руд. Такие руды включают, например, халькопирит, сфалерит, никелевые сульфидные руды и урановые сульфидные руды. Способ в соответствии с этим аспектом изобретения включает: (а) образование концентрата сульфидного минерала,состоящего из тонкодисперсных частиц сульфида металла; (в) распределение концентрата на вершине кучи из материала крупнозернистых подложек; (с) биоокисление концентратов; и (d) извлечение металла из раствора, применяемого для биоокисления металлических сульфидных минералов. Вследствие факта, состоящего в том,что в этом способе, подобно способу, описанному в отношении предыдущего аспекта изобретения, для переработки концентратов сульфидных минералов, содержащих благородный металл, применяют в качестве биореактора кучу из материала крупнозернистых подложек, его капитальные и производственные затраты меньше, чем затраты для способа обогатительного биовыщелачивания. Благодаря хорошему 48 потоку воздуха в куче, скорость биоокисления сульфидных минералов является вполне высокой и может приблизиться к скорости, которую наблюдают в способе обогатительного типа. В зависимости от сульфидной руды, из которой получают концентрат, неблагородные металлы, которые могут быть извлечены в способе в соответствии с настоящим аспектом изобретения, включают медь, цинк, никель и уран. Параметры способа и обсуждения способа в соответствии с настоящим аспектом изобретения являются такими же, которые были изложены выше для предыдущего аспекта изобретения,касающегося переработки концентратов трудновскрываемых сульфидных минералов, содержащих благородные металлы. Основное различие между двумя способами заключается в том,что представляющие интерес неблагородные металлы, растворяются в настоящем способе во время процесса биоокисления. В результате металлы извлекаются непосредственно из раствора, применяемого для биоокисления концентрата металлических сульфидных минералов. Способ, применяемый для извлечения представляющих интерес металлов, будет зависеть от представляющего интерес конкретного металла. Специалисты в данной области техники понимают, что такие способы могут включать экстракцию растворителем, цементацию железом и осаждение с регулированием рН во время процесса осаждения. Экстракция растворителем является в особенности предпочтительным методом удаления меди из раствора биовыщелачивателя. По сравнению со способом в соответствии с предыдущим аспектом изобретения, настоящий способ можно осуществлять непрерывно,при периодическом добавлении концентрата. Так например, концентрат можно добавлять ежедневно или еженедельно. Как описывалось выше, такие добавления будут содействовать тому, что скорость биоокисления будет оставаться высокой для концентрата, который мигрирует сквозь кучу. Специалистам в данной область техники понятно, что способ в соответствии с настоящим аспектом изобретения можно соединять со способом в соответствии с предыдущим аспектом изобретения, касающимся извлечения из концентрата трудновскрываемых сульфидных материалов благородных металлов. Это происходит вследствие того, что неблагородные металлы из трудновскрываемых сульфидных материалов будут непременно растворяться во время процесса биоокисления в растворе выщелачивателя при одновременном освобождении окклюдированных благородных металлов, содержащихся в сульфидных минералах. По желанию эти металлы можно извлечь с применением описанных выше способов. Предпочтительные варианты изобретения,различные аспекты изобретения далее будут 49 дополнительно расширены в приведенных ниже примерах. Такие расширения предназначены для иллюстрации изобретения, представленного здесь, а не для ограничения изобретения до нижеизложенных примеров. Пример 1. Измельчили пробу бедной низкосортной золотосодержащей руды (3,4 част. на млн.), которая является трудновскрываемой для выщелачивания цианидом, вследствие наличия в ней сульфидов. Затем руду разделили на фракцию -0,62 см (47,4 вес.%) и фракцию-0,31 см (осадок). После этого фракцию -0,31 см дополнительно измельчили до состояния, при котором 95% ее проходило через сито размером 75 мм, способствуя тем самым получению трудновскрываемого пиритного концентрата флотацией. К измельченной пробе добавляли воду до тех пор, пока плотность пульпы стала равной 30%. Затем рН рудной пульпы установили равным 10 и обработали Nа 2SiO3 в количестве 6 кг/т руды в течение 12 ч для удаления глинистого материала. Глинистый материал удалили в виде фракции, которая не оседала после истечения 12 ч. Поскольку глины могут вызвать проблемы при флотации, для удаления глинистой фракции перед флотацией пробы добавили стадию, которая обеспечивает осаждение неглинистого материала. Несмотря на то, что глинистая фракция составляла менее 3% от общего веса руды, она все же содержала почти 5% золота в расчете на общее количество золота в руде. Удаление и последующая флотация глинистой фракции давали очень незначительную весовую долю(0,1% от общего веса руды), но она содержала свыше 17 част. на млн. золота. Цианидное выщелачивание хвостов флотации глины дало возможность извлечь свыше 76% содержащегося в них золота. Общее количество золота, содержащегося в хвостах флотации глины, составило 1,08 част. на млн. Перед флотацией основную фракцию измельченной руды (от +5 мм до 75 мм) кондиционировали с помощью CaSO4 при расходе 2,0 кг/т в течение 10 мин путем смешивания в камере флотации Wemco (Вемко). После этого осуществили перемешивание в течение 10 мин с ксантатом при его расходе 100 г/т и затем осуществили перемешивание в течение 5 мин сDowforth D-200 при его расходе 50 г/т. Затем пробу подвергли флотации в течение 90 мин при плотности пульпы 30%. 4 кг основной фракции переработали в восьми отдельных загрузках, вес каждой составил 500 г. Сульфидные концентраты, полученные в результате этих флотации, собрали и смешали и повторно флотировали во флотационной колонке. Собрали три фракции, хвосты от флотации Вемко, хвосты от флотации в колонке и сульфидный концентрат, каждую из этих фракций сушили и взвесили. Вес хвостов от флотации Вемко со 000429 50 ставил 35,4 вес.% от общего веса руды, и они содержали 1,88 част. на млн. золота. Цианидное выщелачивание этой фракции дало 67% золота. Это выше, чем извлечение при цианидном выщелачивании всей руды, которое было равно 63%. Хвосты от флотации в колонке содержали 3,56 част. на млн. золота. Извлечение золота из этой фракции посредством цианидного выщелачивания составило 76,6%. Сульфидный концентрат весил 753 г, что представляло 8,8% от веса всей руды (фракции 0,31 см). Анализ маленькой фракции концентрата показал, что она содержала 6,5 част. на млн. золота. Эту фракцию нанесли на 47,4 вес.%+0,31 см руды. По поверхности крупнозернистой руды посредством прокатывания в барабане, вращающемся со скоростью 30 оборотов в минуту, при разбрызгивании смеси, содержащей 2000 част. на млн. иона трехвалентного железа и 1% Nalco 7534, который представлял собой вспомогательное средство для агломерации,распределили сухой пиритный концентрат. рН раствора был равен 1,8. Смесь концентрата на подложке из крупнозернистой руды поместили в 7,62 см колонку. С вершины подали воздух и жидкость. Колонку инокулировали 10 мл бактерий Thiobacillus ferrooxidans при O.D. 2,6 или около 1,1 x 1010 бактерий на мл. Бактерии выращивали в кислом питательном растворе, содержащем 5 г/л сульфата магния. Посредством регулирования серной кислотой (Н 2SO4) рН раствора поддерживали в диапазоне от 1,7 до 1,9. Раствор также содержал железо при концентрации 20 г/л в форме сульфата двухвалентного и трехвалентного железа. После регулирования рН до значения, равного 1,8, на вершину колонки добавили бактерии. Жидкость, вводимая на вершину в течение всего эксперимента, имела рH 1,8; при этом она содержала соли 0,2 х 9 К и 2000 част. на млн. ионов трехвалентного железа. Степень окисления железа определили путем анализа раствора,вымываемого из колонки, за вычетом железа,введенного посредством загрузки 2000 част. на млн. иона Fe(III). Состав среды из стандартных 9 К солей дляMgSO4 7H2O 0,024 Сa(NО 3)24H2O Условное изображение 0,2 х 9 К солей показывает, что концентрация раствора 9 К солей составляет 20% относительно среды стандартной 9 К соли. Через 60 дней количество железа, выщелоченного из колонки, показало, что биоокислитель около 50% пирита. Эксперимент заверши 51 ли и смесь разделили на фракцию +600 м и фракцию -600 м. Каждую фракцию измельчили до состояния, при котором 95% ее имело размер-75 м, и затем выщелочили 500 част. на миллион раствором цианида в течение 96 ч в барабане бутылочного типа. Для абсорбирования растворенного золота в барабан бутылочного типа добавили активированный уголь. Степень извлечения золота из 600 м фракции составила 83,7%. -600 м материал вследствие потерь веса пирита имел повышенное содержание золота в головной части, 8,87 част. на млн. С другой стороны крупнозернистая фракция +600 м имела степень извлечения золота в головной части 2,24 част. на млн. Это показывает, что пиритный концентрат, который нанесли на наружную сторону крупнозернистой рудной породы, биоокислился быстрее, чем крупнозернистая фракция горной породы. Пример 2. Провели другое сравнительное испытание. В этом примере сравнили скорости биоокисления различных классов крупности руды. Руду, которая была обеспечена Ramrod-0,31 см удалили и использовали для образования концентрата. Проба руды имела менее чем 2,7 г золота на тонну руды (2,7 част. на млн). Проба содержала как арсенопирит, так и пирит. Концентрат получили путем измельчения в шаровой мельнице 5 кг - 0,31 см руды до тех пор,пока она стала проходить через сито с размером ячеек -75 м. Затем измельченную в шаровой мельнице руду флотировали ксантатом для образования пиритного концентрата. Перед флотацией удалили глину посредством осаждения с применением Na2SiO3 в количестве 6 г/т руды в течение 8 ч или более. Флотацию осуществляли с использованием маленьких загрузок, каждая весом 500 г, в лабораторной флотационной камере Вемко. В качестве коллектора применяли амилоксантат калия при концентрации 100 г/т,сульфид натрия в количестве 1,5 кг/т и DowfrothD-200 в количестве 50 г/т. Пиритный концентрат составлял 4,5% веса -0,31 см фракции руды. Однако эта фракция руды содержала свыше 80% золота и пирита. Концентрат содержал примерно 17,4% железа, 15,7% серы и примерно 40 част. на млн. золота. +0,31 см фракция руды содержала 0,9% железа и 0,15% серы. Пробу, состоящую из 140 г этого концентрата, нанесли на 560 г +0,31 см крупнозернистой руды. К крупнозернистой руде в виде сухого порошка добавили концентрат. Затем смесь вращали со скоростью 30 оборотов в минуту в маленьком пластмассовом барабане для нанесения сухого концентрата на подложку из горной породы. На смесь разбрызгивали жидкость, которая содержала 2000 част. на млн. ионов трехвалентного железа и 1% Nalco N7534, 000429 52 до тех пор, пока весь концентрат нанесли на горную породу. рН жидкости установили равным 1,8. Количество применяемой жидкости составило между 5 и 10% от веса крупнозернистой руды и концентрата, 700 г смеси концентрата на подложках из крупнозернистой руды поместили в 7,62 см колонку. Высота слоя руды после помещения в колонку составила примерно 12,7 см. С вершины колонки подали воздух и жидкость. Колонку с концентратом, нанесенным на подложки из крупнозернистой руды,инокулировали примерно 10 мл бактерий приO.D. 2,0 или около 8 x 109 бактерий на мл. Бактерия представляли собой смешанную культуру Thiobacillus ferrooxidans, которые первоначально произошли от штаммов АТТС 19859 и 33020. Бактерии вырастили в кислом питательном растворе, содержащем 5 г/л сульфата аммония и 0,83 г/л гептагидрата сульфата магния. рН раствора поддерживали в диапазоне от 1,7 до 1,9 посредством регулирования серной кислотой (H2SO4). Раствор также содержал железо при концентрации 20 г/л в форме сульфата трехвалентного и двухвалентного железа. Бактерии добавили на вершину колонки после того, как рH установили равным 1,8. Жидкость, вводимая на вершину колонки в течение всего эксперимента вместе с солями 0,2 х 9 К и ионами трехвалентного железа в количестве, равном 2000 част. на млн., имела рН 1,8. Степень окисления железа определили путем анализа раствора, вымываемого из колонки, за вычетом железа, введенного посредством загрузки 2000 част. на млн. иона Fe(III). Концентрация сульфидов в этой руде составила менее 1% от ее веса. Установив концентрацию концентрата на крупнозернистой рудной породе 20% по весу, концентрация как пирита, так и золота может быть увеличена более чем в 10 раз. Как можно видеть из фиг. 6 и 7,скорость биоокисления концентрата выше, чем скорость биоокислекия всей руды. В этом способе подвергается воздействию воздуха и воды не только большее количество пирита, но также увеличивается количество иона трехвалентного железа и кислоты, генерируемой на единицу объема руды в колонке, моделирующей кучу. Фиг. 6 показывает степень окисления, которую определяют посредством процента железа, выщелоченного как для пиритного концентрата этой руды на +0,31 см крупнозернистой руде,так и для самой руды. Как показывает график,концентрат биоокислен примерно на 40% в первые 30 дней и более чем на 65% в первые 60 дней, тогда как вся руда биокислилась в течение 84 дней только на 24%. Средние ежедневные скорости биоокисления показаны на фиг.1. Самая высокая средняя ежедневная скорость биоокисления нанесенного концентрата составила 1,8% в день по сравнению со средней ежедневной скоростью биоокисления всей руды, равной только 0,5%. Как проиллюстрировано на фиг. 7, проба нанесенного концентрата начинает окисляться быстрее, чем вся руда. Это означает, что при переработке нанесенного концентрата полное биоокисление будет, вероятно, достигаться в приемлемо короткий период времени. Таблица, приведенная ниже, показывает конкретные данные, изображенные графически на фиг. 6 и 7, для процесса переработки концентрата на крупнозернистой руде и для процесса переработки всей руды, которая представлена с целью сравнения. Через 68 дней концентрат, нанесенный на крупнозернистую руду, удалили из колонки. Затем биоокисленный материал разделили на фракцию +180 м и фракцию -180 м. Вес тонкодисперсного материала увеличился от 140 до 150 г. Общее количество железа, извлеченного из системы в течение 68 дней биоокисления,составило 21,5 г, что представляет 46 г пирита. Вес крупнозернистой горной породы уменьшился на 54 г. Полагают, что это произошло вследствие разрушения горной породы и образования вследствие процесса биоокисления более тонкодисперсного материала. Общий вес после биоокисления составил 656 г, который был на 44 г меньше веса исходного материала. Это хорошо согласуется с тем, что окислилось 46 г пирита. Таблица 1 Переработка концентрата Переработка всей руды кол-во % выщелоч. % Fe,i кол-во % выщелоч.+180 м материала, выщелочили цианидом. Для выщелачивания проб в течение 96 ч в барабане бутылочного типа концентрацию выщелачивателя, которым был цианид поддерживали на уровне 500 част. на млн. Перед проведением испытаний в барабане бутылочного типа +180 м крупнозернистую рудоносную породу для подложки измельчили до состояния, при котором 95% е имело размер частиц -75 м. Все испытания в барабане бутылочного типа осуществили в присутствии в выщелачивающем растворе активированного угля. Анализ сульфидной фракции -180 м после 68 дней биоокисления показал, что проба все еще содержала 8,8% сульфидов, что составило 56% от исходного уровня. Это более низкий процент окисления, чем процент, показанный посредством железа, выщелоченного в экспери 54 менте с колонкой. Извлечение золота увеличилось до 84,3% для богатой (38 част. на млн.)-180 м фракции и до 79,5% для бедной (3 част. на млн.) +180 м фракции. Это существенное возрастание произошло за счет 45,6% извлечения из неокисленной руды. Пример 3. Пробу золотосодержащей руды,70% которой имело размер частиц -75 м, с рудника в Доминиканской республике, использовали для получения сульфидного флотационного концентрата. Пробу руды получили из отвала хвостов обогащения на залежи, которая уже была выщелочена цианидом. Проба руды еще содержала золото в количестве более 2 г/тонну, которое было окклюдировано в сульфидах и непосредственно не выщелачивалось цианидом. Для образования сульфидного концентрата несколько килограммов этой пробы дополнительно измельчили до состояния, при котором 95% е имело размер частиц -75 м. Затем для образования сульфидного концентрата измельченную пробу флотировали. Флотацию осуществляли в лабораторной флотационной камере Вемко маленькими загрузками, каждая весом 500 г. Перед флотацией плотность пульпы пробы измельченной руды установили равной 30%. Затем рудную пульпу при рН 8,5 смешали в течение 5 мин с сульфидом натрия (Na2S) в количестве 1,5 кг/т. После этого в качестве коллектора в количестве 100 г/т добавили амилксантат калия и перемешали в течение 5 мин. Затем добавили 50 г/т Dowfroth D-200 и перемешали в течение 5 мин. Наконец ввели воздух, получили сульфидный концентрат, который содержал 17,4% железа и 19,4% сульфида по весу и 14 г золота/т концентрата. Затем путем нанесения 140 г сульфидного концентрата на 560 г от+0,31 см до 0,62 см гранитной горной породы получили множество покрытых подложек. К гранитной породе в виде сухого порошка добавили концентрат. Затем смесь вращали в маленьком пластмассовом барабане при скорости 30 оборотов в минуту для распределения сухого пирита на поверхности материала подложки. На смесь до тех пор, пока весь сульфидный концентрат нанесли на увлажненную гранитную породу, разбрызгивали жидкость, которая содержала 2000 част. на млн. иона трехвалентного железа и 1% средства для агломерации NalcoN7534. Раствор поддерживали при рН 1,8. В этом случае крупнозернистая горная порода не содержала железо или золото. Однако крупнозернистая порода содержала небольшое количество карбонатного минерала, который прежде всего обладал склонностью сохранять рН высоким и также обеспечивал СO2 в качестве углеродного источника для бактерий. В колонку поместили 700 г горной породы,покрытой концентратом. Через верхнюю часть колонки при скорости потока 300 мл/день пода 55 ли раствор 02 х 9 К солей и 2000 част. на млн. ионов трехвалентного железа, имеющий рН 1,6. Затем колонку инокулировали, как в примере 2,10 мл бактерий. После того, как рН подложки из горной породы, покрытой концентратом, был отрегулирован до значения, равного 1,8, рН втекающей среды установили равным 1,8. Через вершину колонки ввели воздух. Фиг. 8 графически иллюстрирует процент биоокисления, который определил процента железа, выщелоченного из концентрата. Вычислили средний ежедневный процент биоокисления, который представлен в таблице 2 и графически проиллюстрирован на фиг. 9. Процент биоокисления определили путем деления общего количества удаленного железа на общее количество железа, содержащегося в концентрате. Скорость в начала биоокисления была низкой, так как регулировали рН и бактерии накапливались и адаптировались. Однако через две недели скорость быстро возросла и через 30 дней достигла максимума. К этому времени почти 50% от общего содержания железа подвергалось биоокислению. Процесс продолжили при постепенном замедлении,так как оставшийся пирит израсходовался. По истечении 64 дней биоокислилось почти 97% железа. Хотя концентрат почти полностью биоокислился и скорость к концу процесса замедлилась, средняя ежедневная скорость все же составляла около 1%/день. Через 70 дней биоокисление прекратилось. Биоокисленный концентрат разделили на фракцию +180 м и фракцию -180 м. Вес биоокисленного концентрата уменьшился от 140 до 115 г. Общее количество железа, удаленного из системы за 70 дней биоокисления, составило 25,9 г, что соответствует 55,5 г пирита. Вес гранитной породы уменьшился на 98,8 г. Полагают, что это произошло вследствие разложения карбоната кальция в горной породе кислотой, а также разрушения горной породы и образования более тонкодисперсного материала. Общий вес уменьшился на 123,3 г и это было на 67,8 г больше, чем предсказывается за счет биоокисления только одного пирита. Время в днях 5 15 22 27 32 36 42 50 57 64 Пробу материала размером -180 м выщелочили 500 част. на млн. цианида в барабане бутылочного типа в течение 96 ч. +180 м гранитную породу также выщелочили 500 м цианида для того, чтобы определить, какое количество золота может пристать к горной породе в 56 процессе, в котором применяют в качестве несущей подложки пустую породу. Анализ 180 м материала показал, что он все еще содержал 9,7% сульфида, что указывало лишь на 50% окисления. Извлечение золота из -180 м фракции составило 77%. Золото, которое извлекли из золотосодержащей руды, уже было выщелочено цианидом, что указывает на то, что способ в соответствии с настоящим изобретением применим даже к рудам, которые до сих пор считали отходами. И в то время как любое извлечение золота будет представлять собой усовершенствование по сравнению со способом, применяемым в текущей практике на руднике, способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет извлечь 77% золота из того, что ранее считали хвостами. Цианидное выщелачивание подложки из гранитной породы показало, что оно позволяет извлечь 0,15 част. на млн. золота, что соответствует 3,4% от общего его извлечения. Пример 4. Приготовили пробу золотосодержащей трудновскрываемой сульфидной руды, которую измельчили до такого состояния,при котором 80% е проходило через сито с размером ячейки 0,62 см, для испытания в качестве горной породы, применяемой для подложи. Руда была из рудника Западных Штатов, расположенного в Неваде, и содержала высокую концентрацию карбонатных минералов в форме известняка. Для обеспечения хорошего потока воздуха тонкодисперсный материал (менее чем 0,31 см) удалили. Четырехкилограммовую пробу горной породы с размером частиц от +0,31 см до -0,62 см покрыли одним килограммом пиритного концентрата, содержащего золото,представленного другой рудной компанией. Покрытие образовали путем помещения подложки из крупнозернистой руды и сухого концентрата в маленький вращающийся барабан и разбрызгивания на смесь жидкости, которая содержала 2000 част. на млн. иона трехвалентного железа 1% вспомогательного средства для агломерации 7534, до тех пор, пока весь сульфидный концентрат нанесло на увлажненную гранитную горную породу. Анализ железа у обеих проб показал, что концентрат содержал 210 г железа и 4 кг горной породы для подложки, содержащей 42,8 г железа. Пять килограммов покрытых рудных подложек поместили в 7,62 см колонку. Для инициирования процесса биоокисления через колонку со скоростью около 1 л/день пропустили раствор, имеющий рН 1,3 и содержащий 2000 част. на млн. ионов трехвалентного железа. Через 7 дней рН раствора, вытекающего из колонки, был ниже 2,5, в это время колонку инокулировали 10 мл культуры бактерий Thiobacillus 57 раствора подняли до значения, равного 1,8. Через 15 дней в колонке генерировалась кислота при рH 1,7 и Eh 700 мВ. После протекания процесса биоокисления измерили количество железа, выщелоченного из концентрата, нанесенного на слой руды размером 0,62 см. Эти данные сравнили с данными из эксперимента, в котором применяли тот же самый концентрат, нанесенный на пробу пустой породы. Скорости выщелачивания в обоих случаях сравнили в виде графиков на фиг. 10. Факт, свидетельствующий о том, что в эксперименте, осуществленном с рудой из Западных Штатов, скорость выщелачивания была чуть больше, позволяет предположить, что крупнозернистая рудоносная порода, применяемая для подложки, также окислилась в некоторой степени. Эксперимент, проведенный с рудой из Западных Штатов, протекал в течение 74 дней, в результате из системы выщелочили в общем 166 г железа или 66% железа в целом из концентрата и горной породы, применяемой для подложки. Большую часть железа выщелочили из концентрата, но некоторую часть из горной породы,применяемой для подложки. Вес концентрата после биоокисления изменился от 1000 г до 705,8 г. Вес крупнозернистой рудоносной породы, применяемой для подложки, полученной из Западных Штатов, уменьшился от 4 кг до 3695,5 г, что соответствует потере веса после биоокисления равной 304,5 г или 7,6%. Уменьшение веса крупнозернистой рудоносной породы,применяемой для подложки, произошло вследствие биоокисления е пирита, кислотного выщелачивания карбонатов в руде и физического истирания руды. 705,8 г биоокисленного концентрата, который получили из другого рудника в Неваде, испытали на извлечение золота с применением цианидного выщелачивания в барабане бутылочного типа. Извлечение золота до биоокисления составило 46%. После биоокисления оно увеличилось до 86%. Той же самой степени извлечения золота достигли путем биоокисления концентрата на гравии, применяемом в качестве материала подложки. Потребление кислоты рудой из Западных Штатов измерили до и после е применения в качестве горной породы, применяемой для подложки, при биоокислении. Количество серной кислоты, необходимой для установления рН перед биоокислением меньше 2, составило 31,4 г на 100 г руды. Количество кислоты, необходимой для установления рН меньше 2 после биоокисления, составило 11 г на 100 г руды. Это означает, что около 20% веса горной породы,применяемой для подложки, было нейтрализовано кислотой в течение 74 дней биоокисления. Это больше, чем потеря веса горной породы,применяемой для подложки, которая составила 76%. Указанное могло произойти вследствие образования осадка на горной породе после 58 биоокисления или вследствие изменения от пробы к пробе процентного содержания известняка. Из этого испытания можно сделать несколько выводов. Первый, на поверхности руды с высоким содержанием карбоната процесс биоокисления может происходить при низком значении рH. Второй, при применении материала подложки с размером частиц от +0,31 см до-0,62 см процесс нейтрализации кислотой до рН 1,8 был достаточно медленным, вследствие чего карбонат в руде через 74 дня был все же удален не полностью. Процесс медленной нейтрализации является благоприятным для бактерий, потому что нейтрализация известняка в руде будет обеспечивать СO2, необходимый в качестве источника углерода для биоокисляющих бактерии. Третий, подложки из крупнозернистой руды в результате процесса приносят пользу, потому что биоокисляются более мелкие нефлотируемые сульфиды в руде из Западного Штата. На основе степени нейтрализации подложки из крупнозернистой руды, частицы которой имеют размеры от +0,31 см до -0,62 см, которая произошла в течение - двух месяцев, можно сделать заключение, что для полномасштабного процесса в качестве подложки лучше всего применять крупнозернистую рудоносную породу с размером частиц от +0,62 см до 1,9 см. При больших размерах частиц подложки из крупнозернистой руды для лучшего применения нейтрализации известняка и для биоокисления мелких нефлотируемых сульфидов в крупнозернистой рудоносной породе, применяемой для подложки, процесс кучного биоокисления будет происходить в течение времени от 90 до 120 дней. Время, необходимое для биоокисления сульфидного покрытия, нанесенного на наружную сторону подложки из крупнозернистой руды, составляет обычно менее чем 90 дней. Поэтому подложка из крупнозернистой руды может быть применена несколько раз до того, как ее измельчают и флотируют для получения пиритного концентрата, биоокисляемого на поверхности крупнозернистой рудоносной породы, применяемой в качестве подложки. Путем флотации руды из Западных Штатов были сделаны две попытки получения концентрата до биоокисления. Один применяемый способ состоял в использовании только ксантата и получении лишь небольшого извлечения золота (менее 12%) в пиритный концентрат. Хвосты этой флотации все еще содержали 4,0 г Аu/т. Экстракция хвоста цианидом привела к получению лишь 17% золота, оставшегося в хвостах. При второй попытке флотации использовали керосин для флотации углеродсодержащего концентрата, после чего применили ксантат для получения пиритного концентрата. Общий вес этих концентратов составил 18 вес.% от веса руды, который был в два раза больше веса кон 59 центрата, полученного с применением только ксантата. Общее извлечение золота для обоих концентратов возросло до 53,8%. В результате этой флотации количество золота в хвостах уменьшилось до 2,12 г/т. При помощь экстракции хвостов цианидом извлекли лишь 34,5% золота, оставшегося в хвостах после флотации обоих концентратов. Третья попытка флотации была осуществлена с применением руды из Западных Штатов,после того, как е использовали в качестве горной породы, применяемой для подложки при биоокислении в настоящем примере. Подложки из руды крупностью от +0,31 см до -0,62 см измельчили до -75 м и затем флотировали с применением в качестве коллектора ксантата. Это привело к образованию пиритного концентрата,содержащего 33,4 г Аu/т, и 7,9% от первоначального веса руды. Хвосты от этой флотация содержали 1,09 Au/т. Извлечение золота в пиритный концентрат составило 72,4%. При цианидной экстракции хвостов, содержащих 1,09 г/т золота, извлеки 48,7% золота, при этом получили конечные хвосты, содержащие 0,56 гAu/т, подвергли биоокислению в эксперименте с качающейся колбой. После биоокисления при цианидной экстракции степень извлечения золота возросла до 99%. Этот результат показал,что этот концентрат был пиритом, содержащим золото, который может быть биоокислен с другим концентратом в способе с применением покрытых подложек. Как можно видеть из результатов флотации, содержащихся ниже в таблице 3, при флотации руды из Западных Штатов после е применения в качестве материала подложки для биоокисления, богатый пиритный концентрат может быть получен более легко, и хвосты флотации будут менее упорными для цианидной экстракции. Это может быть обусловлено химическими изменениями для пирита, произошедшими в течение 74 дней, касающимися высокого уровня иона трехвалентного железа и низкого рН биоокисления. Альтернативно, путем комбинации из ионов трехвалентного железа и бактериального окисления могут быть получены менее трудновскрываемые нефлотируемые сульфиды. Таблица 3 Результаты флотации 1-я Флота- 2-ая Флотация пирита ция пирита ИзмельчениеNa2SO3 Ксантат,Dowfroth Вес пиритного кон 7,4% 3,2% центрата Вес углеродсодерж. 14,6% концентрата Общий вес концен 7,4% 18,0% 60 тратов Содержание ценного компон. в концентр.% золота в концент. Золото в хвостах до обработки CN Золото в хвостах после обработки CN Степень извлечения золота из хвостов выщел.посредств.CN Общая степень извлечения Головная фракция испыт. пробы Пример 5. Для определения скорости биоокисления золотосодержащего рудного пиритного концентрата были проведены два одновременных испытания биовыщелачивания. Первое испытание включало эксперимент типа эксперимента, проводимого в колонке, моделирующий процесс кучного выщелачивания, и второе испытание включало эксперимент с качающейся колбой, моделирующий переработку в реакторе с перемешиванием. Исходный концентрат для обоих испытаний получили с рудника Джеймстоун, находящегося в Tuolumne County, Калифорния. Рудник принадлежит компании Sonora Gold Corporation(Сонора Гоулд Корпорейшн) и расположен по всей линии системы основной залежи, заполненной минеральным веществом. Концентрат получили с применением процесса ксантатной флотации и он содержал 39,8% сульфидов и 35,6% железа. Сульфидные минералы в концентрате состояли, главным образом, из пирита. Ситовый анализ показал, что свыше 76% частиц концентрата имели размер менее чем 75 м. Концентрат имел высокую концентрацию золота (около 70 г/т концентрата) и был известен как концентрат, упорный для цианидного выщелачивания. Процент. 4% биоокисления в каждом из испытаний определили путем анализа концентрации железа во всех растворах, удаленных из колонки, или в случае эксперимента с колбой,путем определения суммы концентрации железа в растворе и концентрации железа в удаленном растворе. Для биоокисления сульфидного минерального концентрата в каждом из испытаний применяли культуру Tiobacillus ferrooxidans. Культура Tiobacillus ferrooxidans первоначально произошла от штаммов АТТС 19859 и 33020. Культуру вырастили в кислом питательном растворе,имеющем рН от 1,7 до 1,9 и содержащем 5 г/л сульфата аммония NH4)2SO4), 0,833 г/л гептагидрата сульфата магния (МgSO47 Н 2O) и 20 г/л железа в форме сульфата двухвалентного и трехвалентного железа. С применением раствора серной кислоты (H2SO4) pH раствора установили выше приведенного диапазона.