Способ адаптации бактерий для использования при выщелачивании руд и концентратов (варианты)

006105 Область техники, к которой относится изобретение Данное изобретение относится к способам адаптации бактерий для использования при выщелачивании руд и концентратов. В частности способ, согласно данному изобретению, касается адаптации бактериальных культур, окисляющих сульфидные минералы, к эффективной работе в специфических условиях среды, включая условия засоления. Предшествующий уровень техники Для бактериального окисления сульфидных минералов необходимы соответствующие объемы производственной воды, независимо от того, ведут ли выщелачивание в танках, чанах, отвалах или кучах. Бактериальные культуры, используемые в данных выщелачиваниях, хорошо работают в водах с низким общим содержанием растворенных твердых веществ (TDS) и, что более важно, с низкими уровнями содержания ионов хлорида. В некоторых районах земного шара, в особенности в Австралии, очень трудно найти воду хорошего качества и стоимость улучшения качества воды путем использования установок для обработки воды очень высока. Для применения бактериального выщелачивания с использованием данных низкокачественных производственных вод важно, чтобы сульфид-окисляющие бактерии были адаптированы к средам, содержащим соли. Бактерии являются убиквистами (имеют широкую экологическую амплитуду) относительно окружающей среды и могут быть обнаружены в таких разнообразных условиях окружающей среды, как термальные источники океанического дна, серные источники и кристаллы солей. Известно, что у большинства видов бактерий обнаружены плазмиды. Плазмиды представляют собой экстрахромосомные участки кольцевой ДНК. Гены в плазмидах часто являются важными для роста бактерий в определенных экстремальных условиях окружающей среды (см. монографию Фрейфелдера Дэвида (Freifelder David) "Основы молекулярной биологии" ("Essentials of Molecular Biology"), Jones and Bartlett Publishers, Inc., USA, 1985). Известно, что плазмиды часто и быстро переносятся среди бактерий. Возможно, что любая бактерия, обитающая в условиях засоления, может содержать плазмиды, делающие это возможным. Впоследствии данные плазмиды могли бы быть перенесены в сульфидокисляющие бактерии. Основной способ адаптации бактерий для использования при выщелачивании руд и концентратов был описан настоящим заявителем в одновременно рассматриваемой международной заявкеPCT/AU02/00182 и ее содержание полностью введено в данный контекст в виде ссылки. Приведенное обсуждение предшествующего уровня техники предназначено только для того, чтобы облегчить понимание данного изобретения. Следует обратить внимание, что это обсуждение не является принятием или признанием того факта, что любой из рассмотренных материалов представляет собой фрагмент обычных знаний общего характера в Австралии на дату приоритета заявки. Во всем описании, если из контекста не следует иначе, слово "содержат" или такие его варианты,как "содержит" или "содержащий" следует понимать как предусматривающее включение определенного признака или группы признаков, но не исключение любого другого признака или признаков. Сущность изобретения В соответствии с данным изобретением представлен способ адаптации бактерий для использования при выщелачивании руд и концентратов, который характеризуется следующими стадиями: а) получение образцов бактерий, обладающих солевыносливостью (солетолерантностью); б) смешивание образцов бактерий, полученных на стадии а), с маточной бактериальной культурой,которая обладает способностью окислять сульфидные минералы и в) выращивание смешанной культуры, полученной на стадии б), в течение периода времени в условиях засоления, где полученная в результате смешанная бактериальная культура в конечном счете проявляет как солевыносливость, так и способность окислять сульфидные минералы. Кроме того, в соответствии с данным изобретением предложен способ адаптации бактерий для использования при выщелачивании руд и концентратов в условиях общего засоления, который характеризуется следующими стадиями: а) получение образцов воды, содержащих солевыносливые бактерии,б) смешивание и выращивание образцов бактерий, полученных на стадии а),в) смешивание маточной бактериальной культуры, которая обладает способностью окислять сульфидные минералы, с питательным раствором, приготовленным из одного или более образцов, полученных на стадии а),чтобы тем самым начать адаптацию маточной бактериальной культуры к условиям засоления,г) смешивание образца бактерий, полученного на стадии б) с образцом культуры, полученным на стадии в), и д) выращивание смешанных образцов, полученных на стадии г), постепенно повышая содержания солей, при этом смешанная бактериальная культура в конечном счете проявляет как солевыносливость,так и способность окислять сульфидные минералы. Предпочтительно, когда образцы воды, полученные на стадии а), используют как эталон для приготовления искусственных солевых растворов, которые, в свою очередь, используют для приготовления искусственных солевых питательных растворов, используемых на стадии в). Кроме того, на стадии в)-1 006105 предпочтительно использование питательного раствора, приготовленного из образца с самой низкой концентрацией ионов хлорида среди образцов, полученных на стадии а). Перечень фигур чертежей и иных материалов На чертеже представлено схематическое изображение процесса адаптации бактерий для использования при выщелачивании руд и концентратов в условиях общего засоления в соответствии с данным изобретением. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения В целом данное изобретение предназначено для сбора бактерий, способных работать в засоленных водах, и смешивания данных бактерий с сульфид-окисляющими бактериями с целью переноса признака солеустойчивости от бактерий из засоленных вод в сульфид-окисляющие бактерии путем переноса ДНК от одного вида другому. Способ, соответствующий данному изобретению, теперь будет описан со ссылкой на пример и чертеж. Пример не предназначен для ограничения общих положений предшествующего описания. Чертеж следует рассматривать, связывая его с последующим описанием. Авторами установлено, что перенос ДНК с наибольшей вероятностью осуществляется между бактериями из близких условий окружающей среды. Образцы природных бактерий собирают из "черных выбросов" ("black smokers") в море. "Черные выбросы" представляют собой сульфидные отложения, обнаруженные на дне океана. Исследование выбросов показывают, что они густо населены бактериями. Дополнительные образцы собирают из водоемов с водой для обработки в сульфидных шахтах или вокруг них. Также из шахт собирают образцы руды или жидкости из засоленных условий среды, данные образцы состоят из жидкостей, грязи и сухих твердых веществ. Во всех случаях образцы воды/жидкости отбирают из каждого места. Каждый из собранных образцов жидкости/воды подвергают полному анализу ICP-OES (спектрометрия оптической эмиссии индуцируемой плазмы), включая анализ натрия, хлорида и TDS (общее количество растворенных твердых веществ) с целью определения уровней содержания различных солей в образцах. Определяют также рН жидкостей и осадков. Образцы, содержащие жидкости, исследуют под микроскопом и определяют количество бактерий. Результаты анализа TDS и IСР используют в основном как эталон для приготовления искусственных солевых растворов для соответствующих образцов с использованием солей для аквариумов. Расчеты проводят в большей мере по уровням Сl-, чем по TDS. Синтетические солевые растворы используют для приготовления искусственных солевых питательных растворов, поскольку часто бывает трудно достать образцы воды в количествах, достаточных для тестирования. Стандартные утвержденные питательные растворы готовят с использованием искусственных солевых растворов. Любой из твердых образцов делят пополам, одну половину измельчают и используют как сульфидный источник питания для образцов аутохтонных бактерий из данного места, другую половину образца не измельчают, поскольку бактерии могут быть повреждены усилием сдвига. Неизмельченный твердый образец смешивают с искусственным солевым раствором, подобным соленой воде, из которой он происходит, и бактерии, находящиеся на твердых веществах, выращивают во встряхиваемых колбах. Твердые и жидкие образцы из одного места смешивают и помещают во встряхиваемую баню при 45 С. В данные тесты добавляют дрожжевой экстракт в концентрации 0,1 г/л. Дрожжевой экстракт является источником питательных веществ для гетеротрофных бактерий. Значение рН всех суспензий подводят до природного значения рН образцов, взятых из окружающей среды. Каждую неделю рН тестов снижают на 0,5 единицы до получения рН 2,0, который поддерживают. Все подведения рН осуществляют путем добавления концентрированной серной кислоты. Во встряхиваемых колбах еженедельно проверяют бактериальную активность, берут образцы жидкости и анализируют на присутствие металлов в растворе. Маточную бактериальную культуру, способную к окислению сульфидных минералов, медленно приспосабливают к водам, содержащим соли. Культуру выращивают в образце искусственного питательного раствора с минимальными уровнями Сl- (приблизительно 13 г/л). Уровни Cl- со временем постепенно повышают, в некоторых случаях в течение восьми месяцев до уровней содержания хлорида 98 г/л. Когда количество бактерий из их нативных образцов солей становится достаточно высоким ( 107 клеток/мл), культуры делят на три части. Первый образец снабжают питательными веществами и хранят,второй образец размножают, снабжают питательными веществами и поддерживают и третий образец смешивают с равным количеством маточной бактериальной культуры, адаптированной к низким уровням засоления, как описано выше. В анализах доступности сульфидов для воздействия бактерий в качестве инокулюма используют смешанные культуры бактерий. Тест проводят на объемах до 3 л с использованием соответствующей солевой питательной среды и тесты осуществляют в стандартных реакторах типа танков при температу-2 006105 ре, лежащей в интервале 40-55 С. В тест вводят сульфидную руду/концентрат и добавляют дрожжевой экстракт до получения концентрации 0,1 г/л. Тест мониторируют путем определения уровней металлов, присутствующих в растворе. Перенос генетического материала от одного вида бактерий в другой вид может происходить в течение некоторого времени. Тем не менее, полученная в результате бактериальная культура способна как расти в условиях засоления, так и окислять сульфидные минералы. Содержание солей при тестировании можно повышать на каждом последующем этапе до уровней содержания хлорида по меньшей мере 40-55 г/л и до приблизительно 98 г/л или до уровней TDS по меньшей мере 80000-90000 ч./млн (ppm) и до приблизительно 200000 ч./млн. Однако, при необходимости, уровни хлорида и TDS могут быть повышены относительно данных уровней. В объем данного изобретения входят и другие модификации и варианты, которые должны быть очевидны для компетентного специалиста. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ адаптации бактерий для использования при выщелачивании руд и концентратов, отличающийся тем, что сначала получают образцы солевыносливых бактерий, затем смешивают полученные образцы бактерий с маточной бактериальной культурой, обладающей способностью окислять сульфидные минералы, после чего выращивают полученную смешанную культуру в течение периода времени в условиях засоления и получают смешанную бактериальную культуру, обладающую свойствами солевыносливости и одновременной способности окисления сульфидных минералов. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что образцы солевыносливых бактерий выделяют из образцов воды, при этом данные образцы воды используют как эталон для приготовления искусственных растворов, которые затем, в свою очередь, используют для приготовления питательных растворов для маточной бактериальной культуры. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что образцы солевыносливых бактерий выделяют по меньшей мере из двух мест, затем их смешивают и выращивают, при этом данную смешанную культуру далее смешивают с маточной бактериальной культурой. 4. Способ адаптации бактерий для использования при выщелачивании руд и концентратов в условиях общего засоления, отличающийся тем, что сначала получают образцы воды, содержащие солевыносливые бактерии, затем смешивают и выращивают образцы солевыносливых бактерий, после чего начинают адаптацию маточной бактериальной культуры к условиям засоления посредством смешивания маточной бактериальной культуры, обладающей способностью окислять сульфидные минералы, с питательным раствором, приготовленным из одного или более полученных образцов, с получением образца культуры; после этого смешивают полученный образец бактерий с полученным образцом культуры и выращивают смешанные полученные образцы с постепенным повышением содержания солей и получением смешанной бактериальной культуры, проявляющей свойства солевыносливости и одновременной способности окисления сульфидных минералов. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что полученные образцы воды используют в качестве эталона для приготовления искусственных солевых растворов, которые, в свою очередь, используют для приготовления искусственных используемых солевых питательных растворов. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что питательный раствор, приготовленный из образца воды с самой низкой концентрацией ионов хлорида среди образцов, используют на стадии смешивания маточной бактериальной культуры с питательным раствором. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что самая низкая концентрация хлорида составляет приблизительно 13 г/л. 8. Способ по любому из пп.4-7, отличающийся тем, что уровни содержания солей повышают на стадии смешивания полученного образца бактерий с полученным образцом культуры до уровней по меньшей мере 40 г/л. 9. Способ по любому из пп.4-8, отличающийся тем, что уровни содержания солей повышают на стадии смешивания полученного образца бактерий с полученным образцом культуры до уровней по меньшей мере приблизительно 98 г/л. 10. Способ по любому из пп.4-9, отличающийся тем, что уровни содержания солей повышают на стадии смешивания полученного образца бактерий с полученным образцом культуры в течение около восьми месяцев. 11. Способ по любому из пп.4-10, отличающийся тем, что уровни содержания солей определяют по уровням общего содержания растворенных твердых веществ (TDS), которые повышают по меньшей мере до приблизительно 80000 ч./млн. 12. Способ по любому из пп.4-11, отличающийся тем, что уровни содержания солей определяют по уровням общего содержания растворенных твердых веществ (TDS), которые повышают, по меньшей мере, до приблизительно 200000 ч./млн.