Процесс кучного биовыщелачивания

010480 Область техники Данное изобретение относится, в основном, к процессу кучного биовыщелачивания в целях извлечения одного или более металлов из руды. Уровень техники Нижеследующее описание изобретения относится, в основном, к процессу извлечения меди из низкокачественной руды (с содержанием меди менее 0,7%), содержащей трудноизвлекаемые первичные сульфидные минералы, такие как халькопирит. Это описание, однако, можно рассматривать только как пример, общие же принципы изобретения могут быть использованы в других аналогичных ситуациях при извлечении различных металлов из различных руд. Кучное биовыщелачивание меди - это процесс выщелачивания с использованием микроорганизмов(обычных бактерий и архебактерий), при котором микроорганизмы окисляют двухвалентное железо в трехвалентное; трехвалентное железо способствует первичному воздействию на сульфид, в то время как окисляющие серу микроорганизмы продолжают окислять восстановленные соединения серы до сульфата; микробное окисление этих серных соединений сопровождается выделением тепла; выделяющееся тепло имеет важное значение для последующего процесса выщелачивания, в особенности для первичных минералов меди, таких как халькопирит, которые плохо выщелачивается при низких температурах (ниже 45 С) и требуют более высоких температур (вплоть до 65 С) для достижения удовлетворительной скорости выщелачивания; выделяется также кислота, которая необходима для продолжения процесса выщелачивания и для удержания меди в растворе. Для достижения более высоких температур кучи (руды), необходимых для кучного выщелачивания халькопирита, требуется несколько популяций биовыщелачивающих микроорганизмов. Выполнение данного условия необходимо, так как те микроорганизмы, которые преобладают при температуре окружающей среды в начале процесса биовыщелачивания, не способны расти и поддерживать процесс биовыщелачивания при более высоких температурах. Например, штаммы микробов, для которых оптимальной является температура в 35 С, будут демонстрировать сравнительно низкую активность при температуре в 45 С и выше, в то время как штаммы с оптимумом в 65 С будут недостаточно активны при температуре в 45 С. Насколько известно, в аналогичных методах кислород и углекислый газ нагнетаются в кучу в составе воздуха. Кислород необходим для микробиологических и химических реакций окисления, в то время как углекислый газ необходим как источник углерода для микроорганизмов. Использование последовательных микробных популяций с повышающимся температурным оптимумом необходимо для повышения температуры кучи с температуры окружающей среды до величины,при которой начинает происходить выщелачивание халькопирита. Рост температуры достигается благодаря теплу, выделяемому обычными бактериями и архебактериями в процессе окисления серы. Известен способ оценки биовыщелачивающей активности внутри кучи на основании скорости преобразования двухвалентного железа в трехвалентное в процессе извлечения меди. Данные о скорости окисления железа можно сравнительно легко получить на основе анализа насыщенного жидкого раствора, выделяющегося из кучи: либо путем измерения относительного содержания двухвалентного и трехвалентного железа в растворе, либо путем оценки окислительно-восстановительного потенциала, который является функцией соотношения между двумя типами железа. Краткое описание сущности изобретения Данное изобретение представляет собой способ осуществления кучного выщелачивания руды с использованием микроорганизмов, включающий операцию изменения по меньшей мере одного рабочего параметра с целью повышения температуры в куче в тот момент, когда приток углерода становится недостаточным для поддержания активности микробов и, соответственно, выделения тепла при окислении серы в куче. Рабочий параметр (или параметры) может быть изменен посредством введения в кучу углерода в любой удобной форме. Например, углерод может вводиться в составе углекислого газа, т.е. путем повышения содержания углекислого газа в потоке воздуха, направленном в кучу. Альтернативно или дополнительно углерод может быть введен путем добавления в кучу карбонатсодержащих минералов либо дешевого органического углерода в виде мелассы, дрожжевого экстракта и т.п. Альтернативно или дополнительно рабочий параметр может быть изменен путем подачи тепла в кучу. Это может быть выполнено любым удобным способом, например путем нагревания раствора, используемого для орошения кучи; путем нагревания воздуха, вводимого в кучу; с использованием солнечного тепла; посредством применения тепловой изоляции в целях снижения тепловых потерь и т.п. Для нагревания кучи возможно также применение любых методов, изложенных в описании международной патентной заявки PCT/ZA2001/00154. Таким образом, содержание указанной патентной заявки является частью данного описания. Описываемый способ может включать также операцию отслеживание состояния кучи в целях выявления снижения микробной активности и, в случае обнаружения такого снижения, осуществление изменений рабочего параметра. Снижение содержания углерода можно контролировать путем сравнения концентраций углекисло-1 010480 го газа во входящем и выходящем потоках. Этот контроль может осуществляться в сочетании с контролем за выделением тепла, поскольку это будет указывать на снижение микробной активности. В случае снижения концентрации углекислого газа добавление углерода может быть полезно как для роста микробной активности, так и для стимуляции тепловыделения. В интервале от 45 до 60 С измерение концентрации углекислого газа не настолько информативно,так как микроорганизмы связывают углекислый газ не очень эффективно, а также потому что значительная часть потребности в углероде в данном температурном интервале может быть покрыта за счет углеродных соединений, выделяемых при разложении бактерий, накопившихся на предыдущих низкотемпературных стадиях роста. В данном температурном промежутке снижение микробной активности может быть выявлено с большей точностью путем наблюдения за выделением тепла в куче. Этот процесс может осуществляться в любой удобной форме, например с использованием модельной установки кучного выщелачивания, упомянутой в описании международной патентной заявки PCT/ZA2004/000025, содержание которой, таким образом, вводится как часть данного патентного описания. Момент остановки снижения скорости теплообразования в интервале от 45 до 60 С может служить сигналом к началу введения органического углерода (например, в виде дрожжевого экстракта) как дополнения к термофильным микробам, так как известно, что органический углерод более эффективен для стимуляции роста этих микробов, чем углекислый газ. Таким образом, описанный процесс может быть смоделирован в лабораторных условиях с целью выявления тех условий, при которых начинается явное снижение микробной активности; эта информация может быть затем использована при применении метода, описываемого в данном изобретении, для определения момента изменения рабочего параметра. С другой стороны, изменение рабочего параметра может быть осуществлено при достижении конкретной либо заранее заданной температуры, например 45 С, при превышении которой скорость теплообразования, связанного с микробной активностью, падает до неприемлемого уровня. Краткое описание графических схем Данное изобретение в дальнейшем описывается на конкретном примере со ссылкой на соответствующие графические схемы, на которых фиг. 1 графически отображает процесс тепловыделения во время окисления восстановленных соединений серы; фиг. 2 схематически представляет принцип, на котором основано изобретение; фиг. 3 представляет процесс практического применения изобретения в виде блок-схемы. Описание предпочтительного варианта Толчком к созданию данного изобретения послужили результаты лабораторных испытаний, согласно которым величина соотношения CO2:O2, в котором эти два вещества поступают в кучу, примерно в 10 раз превышает величину соотношения этих же веществ в составе воздуха, что позволило сделать вывод о том, что именно углекислый газ, а не кислород, является фактором, лимитирующим скорость микробного роста (в отсутствие других ограничений) и, следовательно, тепловыделение. Следующим фактором является тот факт, что микробная активность в куче оказывает неодинаковое воздействие на окисление двухвалентного железа и окисление серы. В частности, удовлетворительная скорость микробного окисления двухвалентного железа не обязательно сопровождается удовлетворительной скоростью микробного окисления серы. Хотя эти процессы связаны друг с другом и часто протекают одновременно за счет активности одних и тех же микроорганизмов, относительные скорости этих реакций и глубина их осуществления в условиях субоптимальной микробной активности не находятся в постоянном соотношении. Существует несколько причин, по которым величины скорости окисления серы, вопреки данным,приведенным во вводной части данного документа, не могут быть определены, исходя из величин скорости окисления двухвалентного железа. Эти причины следующие: (а) микробная активность по отношению к указанным веществам различна, а именно окисление восстановленных соединений серы сопровождается большим выделением энергии, чем окисление двухвалентного железа; (b) в эти процессы вовлечены различные ферменты; (с) некоторые штаммы микробов могут способствовать только окислению железа, в то время как другие - только окислению серы; (d) активные штаммы и ферменты, ответственные за окислительные процессы, часто демонстрируют различные кинетические отклики на преобладающие внешние условия; и (е) двухвалентное железо более подвижно в процессе кучного выщелачивания, чем восстановленные соединения серы, что повышает вероятность микробного окисления именно первого. Также следует отметить, что поскольку основное количество железа в растворе, контактирующем с рудой, находится в трехвалентном, а не в двухвалентном, состоянии, то действие микробной активности почти полностью направлено на окисление серы (и, тем самым, на тепловыделение) с соответствующим влиянием на кинетику выщелачивания меди. Выявление и объяснение этого влияния не вполне завершено. Еще один фактор - это меньшая чувствительность к снижению микробной активности у скорости окисления железа, чем у скорости окисления серы, что делает данные о соотношении концентраций двухвалентного и трехвалентного железа (или о величине окислительно-восстановительного потенциала)-2 010480 неинформативными касательно процесса окисления серы. В течение процесса биовыщелачивания микробная популяция, изначально введенная в кучу, увеличивается благодаря процессу микробного роста. По мере роста концентрации микробов потребность в углекислом газе как источнике углерода также растет. Данные, полученные в ходе измерения скоростей поглощения углекислого газа и кислорода на модельной установке кучного выщелачивания, описанной в патентной заявке Южной Африки 2003/9936,при общей концентрации биомассы, равной 31010 клеток на тонну, показывают, что скорость поглощения углекислого газа может достигать величины в 0,15 г/ч/т при скорости поглощения кислорода, равной 8,1 г/ч/т (при интенсивности подачи, равной 0,23 нм 3/ч/т), в течение 100 суток при диаметре частиц руды,равном 12 мм, при содержании пирита 3 вес.% и при полном содержании меди 0,6 вес.%, при том, что 50% меди присутствует в виде халькозина либо ковеллина, а остальные 50% - в виде халькопирита. Отношение массы поглощенного микроорганизмами углекислого газа к массе поглощенного кислорода составляет примерно 0,0185. Углекислый газ, вводимый в процесс выщелачивания через систему подачи воздуха, поглощался фактически на 100%, в то время как кислород поглощался только на 20%. Из этого наблюдения, а также из того факта, что массовое отношение углекислого газа и кислорода в воздухе составляет примерно 0,0022, с очевидностью вытекает, что наличие углекислого газа может стать ограничивающим фактором для процесса микробного роста раньше, чем таким фактором станет наличие кислорода. Оптимальные скорости микробного роста, а также связанное с ним тепловыделение в процессе окисления серы не могут быть достигнуты в обычном диапазоне интенсивности подачи воздуха (0,020,08 нм 3/ч/т). Обычно интенсивность подачи воздуха находится внутри данного диапазона (будучи зависимой, помимо других факторов, от содержания сульфида в руде) ввиду необходимости сохранения и поддержания тепла внутри кучи; иначе говоря, поскольку высокая интенсивность подачи воздуха может приводить к охлаждению кучи, то эту величину следует ограничивать для поддержания теплового режима внутри кучи. Данное ограничение, накладываемое на величину интенсивности подачи воздуха в целях поддержания теплового режима, также влияет и на скорость доступа углекислого газа к микроорганизмам, окисляющим серу, тем самым, не давая им достичь оптимального роста и, следовательно, ограничивая их способность к тепловыделению. Кроме того, ограничение интенсивности подачи воздуха может приводить к неравномерному распределению интенсивности микробного роста в куче в процессе выщелачивания; при этом поглощение углерода (а, следовательно, и микробный рост вкупе с тепловыделением) происходит, в основном, на дне кучи, в то время как остальная часть кучи фактически лишена углекислого газа, и, следовательно, микробный рост там не происходит. Таким образом, ограничение интенсивности подачи воздуха имеет два противоположных следствия с точки зрения тепловыделения (через микробную активность) и поддержания теплового режима. Существующие методы расчета параметров потока воздуха в кучах основаны на стехиометрических ограничениях, накладываемых на кислород при процессе окисления наличествующей серы в сульфат и двухвалентного железа в трехвалентное, а также других восстановленных соединений в их окисленные эквиваленты. Такое стехиометрическое обоснование представляется ошибочным, так как в его основе лежит предположение о том, что процесс происходит благодаря наличию кислорода и восстановленных(поддающихся окислению) соединений, а также о том, что микробы, призванные катализировать окислительные реакции, присутствуют в достаточных количествах и обладают надлежащей активностью. Наличие достаточного количества биомассы не обязательно имеет место, и в этом случае присутствие кислорода и окисляемых химических соединений не обязательно приведет к окислению этих соединений и,тем самым, к эффективному процессу биовыщелачивания. Микробы, необходимые для катализа биологической реакции биовыщелачивания, должны либо вноситься извне в необходимом количестве, либо культивироваться на месте для достижения достаточных концентраций биомассы в куче. Процесс местной культивации требует наличия, помимо других веществ, достаточного количества углерода. Помимо общей проблемы, связанной с тем, что неадекватная интенсивность подачи углекислого газа может служить фактором, лимитирующим микробный рост (и, тем самым, лимитирующим тепловыделение), существует и дополнительная проблема в температурном интервале между 45 и 60 С. Хотя известно, что штаммы микробов, способствующие биовыщелачиванию, могут существовать при любых температурах, при которых протекает данный процесс, лабораторные исследования выявили снижение микробной активности как при окислении железа, так и при окислении серы в интервале от 45 до 60 С по сравнению как с более высокими, так и с более низкими температурами. Снижение микробной активности является функцией кинетики микробного роста, зависящей от температуры; проблему усугубляет тот факт, что бактерии и архебактерии, способные к росту в данном температурном интервале, для достижения оптимальных скоростей роста и окисления серы обычно требуют повышенных концентраций углекислого газа либо дополнительного введения органического углерода. Практическое влияние данных факторов было определено экспериментально с использованием модельной установки кучного выщелачивания, упомянутой в описании международной патентной заявкиPCT/ZA2004/000025. В трех случаях (при использовании различных типов руды с содержанием пирита, соответственно, в 1,5, 3 и 6%) модельная установка давала температурную кривую с пологим участком в интервале между 50 и 55 С,-3 010480 что соответствует области низкой микробной активности в экспериментальных данных и связано со снижением скорости микробного окисления серы и, соответственно, тепловыделения. В случае, если этот пологий участок не может быть преодолен, температуры выше 50 С не могут быть легко достигнуты, что мешает эффективному извлечению меди из руды, содержащей медь преимущественно в составе халькопирита. Тепловыделение в куче в процессе биовыщелачивания является функцией процесса окисления восстановленных соединений серы. Этот процесс служит источником большей части тепла, выделяемого в процессе кучного выщелачивания. Большинство реакций окисления восстановленной серы до сульфата происходит при посредстве микроорганизмов. Кислород в этом процессе играет роль акцептора электронов, и, вследствие того, что источником энергии для микробного роста является сера, кислород не является фактором, способствующим микробному росту. Микроорганизмы используют энергию, выделяемую в процессе окисления серы, для утилизации углекислого газа, т.е. для производства клеточных метаболитов и, в конечном счете, для быстрого роста и развития. Скорость окисления серы, таким образом, зависит от скорости потребления энергии микробами. Скорость микробного роста, в свою очередь, существенно зависит от основного ограничивающего фактора для этого роста. Таким ограничивающим фактором может быть кислород, углекислый газ, энергия(в данном случае сера) или другие питательные элементы, например азот и пр. Указанные взаимосвязи графически изображены на фиг. 1. Фиг. 2 в приложении представляет собой график зависимости температуры от времени в куче в процессе микробного выщелачивания. Изначально в кучу вводится смешанная популяция микроорганизмов,содержащая в числе других штаммы мезофилов и умеренных мезофилов, которые могут развиваться в температурном интервале, начиная от температуры окружающей среды до примерно 45 С, поглощая углекислый газ, который нагнетается в кучу с потоком воздуха. Скорость потока воздуха при этом поддерживается в пределах определенной величины, с тем чтобы не допустить охлаждающего эффекта. Как уже указывалось, при достижении примерно 45 С микробная активность начинает понижаться, и часто бывает невозможно повысить температуру в куче в интервале от 45 до 60 С. Проблема усугубляется в том случае, если содержание пирита (основного источника серы, а, следовательно, и тепла) ниже 3 вес.%. Если температура в куче может быть поднята до примерно 60 С, то термофильные микроорганизмы в микробной популяции, введенной в кучу, обычно проявляют способность к поддержанию процесса выщелачивания при повышенной температуре, поглощая углекислый газ из нормального потока воздуха,проходящего через кучу. Существует возможность решения проблемы замедления микробного роста в указанном температурном интервале посредством слепого добавления (т.е. независимо от температуры в куче) углекислого газа либо другого источника углерода, пригодного для бактерий, поддерживающих процесс биовыщелачивания. Это, однако, может привести к повышению эксплуатационных расходов на процесс выщелачивания либо вызвать скрытые тормозящие эффекты (в случае использования органического углерода) в отношении мезофильных выщелачивающих бактерий. Указанное ограничение в интервале от 45 до 60 С имеет место, в основном, не из-за нехватки углекислого газа, а из-за более низкой скорости роста, присущей тем микроорганизмам, которые функционируют в указанном промежутке. Эту проблему можно, однако, решить дополнительным введением углерода, особенно в органической форме (например, в виде дрожжевого экстракта), тем самым повышая активность указанных микроорганизмов. Таким образом, хотя причины замедления скорости роста при температурах ниже 45 С и в интервале между 45 и 60 С различны, в обоих случаях проблема может быть решена, хотя бы в некоторой степени, путем дополнительного введения углерода. На фиг. 3 в приложении схематически представлен способ практического применения изобретения. В кучу 10, которая обычно содержит низкокачественную медную руду с трудноизвлекаемым первичным сульфидом, например халькопиритом, обычным способом вводят смешанную микробную популяцию 11. При отсутствии каких-либо ограничений эта популяция может включать следующие группы обычных бактерий и архебактерий для разных температурных интервалов: температура окружающей среды - 45 С: Acidithiobacillus, Leptospirillum, Thiobacillus, Acidimicrobium,Sulfobacillus, Ferroplasma (Ferriplasma), Ferrimicrobium, Acidiphilum, Alicyclobacillus; 45-60C: Acidithiobacillus, Thiobacillus, Acidimicrobium, Sulfobacillus, Ferroplasma (Ferriplasma),Thermoplasma, Alicyclobacillus, Ferrimicrobium; выше 60C: Sulfolobus, Acidianus, Metallosphaera, Ferroplasma (Ferriplasma), Thermoplasma. Воздух 12 нагнетается из атмосферы в кучу со скоростью, контролируемой с помощью устройства 14. Как было указано выше, воздух содержит достаточно углекислого газа для того, чтобы обеспечить эффективную активность микробных штаммов в куче в терминах скоростей окисления железа и серы при температурах не выше примерно 45 С. Скорость подачи воздуха 12 регулируют таким образом, чтобы удовлетворить потребность микробной популяции в углероде и, с другой стороны, не допустить существенного охлаждающего эффекта со стороны воздушного потока.-4 010480 Операцию добавления углерода (в виде углекислого газа) в кучу, схематически обозначенную блоком 16, осуществляют при заранее заданной температуре, обычно порядка 45 С, причем эту операцию различают от фазы управления тепловым режимом и осуществляют, по существу, независимо. Другими словами, воздушный поток не используют одновременно для введения углерода и для регулирования температуры кучи. При более высоких температурах скорость воздушного потока варьируют, в основном, для регулирования теплового режима в куче, т.е. для предотвращения охлаждения кучи воздушным потоком (хотя при этом должен сохраняться достаточный приток кислорода к микроорганизмам); при этом углерод вводят в кучу из подходящего источника 18, предпочтительно под контролем специального устройства 20, с целью повысить содержание углерода в воздушном потоке до количества, необходимого для перекрывания интервала низкой микробной активности. Таким образом, данное изобретение обеспечивает направленное добавление углерода в кучу на определенной стадии процесса кучного выщелачивания, т.е. тогда, когда содержание углерода становится ограничивающим фактором для микробного роста и, тем самым, для окисления серы и тепловыделения. При реализации способа, описанного в данном изобретении, важно определить момент начала торможения тепловыделения, т.е. точку начала пологого участка на температурном графике, или участка сниженной микробной активности, о котором говорилось в связи с графиком на фиг. 2. Модельная установка кучного выщелачивания, упомянутая в описании международной патентной заявкиPCT/ZA2004/000025,дает возможность точно определить интенсивность тепловыделения в выщелачиваемой среде как функцию условий введения углерода, кинетики микробного роста, динамики микробной популяции и других сопутствующих факторов, включая тип руды, распределение частиц, состав и свойства породных примесей, состав медьсодержащих минералов, содержание пирита, скорость воздушного потока, скорость ирригационного потока, свойства насыщенного выщелачивающего раствора и т.д. Данные, полученные с помощью модельной установки, помогают точно определить момент начала снижения тепловыделения,катализируемого микробами, и, тем самым, осуществить направленное добавление углерода с целью компенсировать указанные ограничивающие факторы в процессе кучного выщелачивания. Помимо данных по тепловыделению, с помощью модельной установки можно получить данные об интенсивности поглощения углекислого газа в том случае, если установка снабжена устройством мониторинга углекислого газа. Экспериментальные данные, полученные из таких модельных наблюдений,показывают, что начало снижения интенсивности поглощения углекислого газа совпадает (или немного предшествует) с началом снижения интенсивности тепловыделения, что является еще одним доказательством того факта, что скорость микробного роста (определяемая по скорости поглощения углерода) связана со скоростью окисления серы (тепловыделения). Следует отметить, однако, что мониторинг углекислого газа может рассматриваться как индикатор микробного роста лишь при отсутствии в руде карбонатных минералов и при отсутствии органических соединений, используемых в качестве источника углерода для выщелачивающих микроорганизмов. Углерод можно дополнительно вводить в виде углекислого газа через систему подачи воздуха либо в виде органического соединения, такого как дрожжевой экстракт, или через систему орошения в момент начала падения интенсивности тепловыделения (что происходит, как правило, вследствие падения скорости микробного роста и падения скорости поглощения углерода у средних термофильных микроорганизмов в температурном интервале 45-60 С). Концентрация вводимого углекислого газа может находиться в интервале от 0,03 до 5% в зависимости от используемой скорости подачи воздуха и от скорости поглощения углекислого газа в расчете на тонну руды. Концентрация органического углеродного соединения, например дрожжевого экстракта,может варьироваться в промежутке от 10 до 1000 мг/л в зависимости от конкретных условий процесса. Дополнительное введение углерода можно продолжать так долго, как это необходимо, но обычно можно прекратить по достижении температуры в 60 С. При этой температуре термофильные биовыщелачивающие архебактерии обычно демонстрируют высокую интенсивность поглощения углекислого газа и не требуют дополнительного введения углерода помимо того, который содержится в воздухе, хотя определенная выгода от дополнительного введения углекислого газа не исключается и при температурах выше 60 С. В качестве альтернативы использованию модельной установки для определения точки начала пологого температурного участка дополнительное введение углерода может начинаться при верхних мезофильных температурах (т.е. примерно при 40 С). Введение углерода в данном температурном интервале,в котором большая часть бактерий демонстрирует высокую интенсивность поглощения углерода, может скомпенсировать возможное снижение концентрации углекислого газа, поступающего в кучу с потоком воздуха. Такое введение углерода может быть затем продолжено вплоть до достижения термофильного температурного интервала. Дополнительная выгода от введения углерода при 40 С заключается в том,что оно способствует повышению концентрации биомассы мезофильных микроорганизмов. Хотя мезофильные микроорганизмы обычно демонстрируют сравнительно низкую активность при температурах выше 45 С, они, все-таки, сохраняют этот низкий уровень активности и при более высоких температурах. Путем увеличения количества мезофильных микроорганизмов можно добиться повышения общей микробной активности и, тем самым, интенсивности тепловыделения (через окисление серы) в нижнем-5 010480 интервале умеренных термофильных температур (45-55 С). Таким образом, мезофилы могут поддерживать активность в данном температурном интервале как дополнение умеренно термофильным микроорганизмам. Помимо оптимизации микробного роста и, соответственно, тепловыделения, посредством дополнительного введения углерода, можно использовать и другие факторы, влияющие на рост микробов. К таким факторам относятся:(b) уменьшение вреда, наносимого кислотой микробному материалу при использовании кислоты во время инокуляции в процессе аггломерации. Вредное воздействие может происходить в тех случаях, когда кислота используется во время агломерации в процессе инокуляции. Если концентрация используемой кислоты слишком высока сравнительно с влагосодержанием материала, то биомасса испытывает вредное воздействие кислоты, избирательно разрушающее клетки, которые должны развиваться в определенном температурном интервале, что нарушает преемственность процесса микробного роста и тепловыделения;(c) уменьшение вредных эффектов из-за высокого рН на начальных стадиях процесса выщелачивания. Значения рН раствора в процессе кучного выщелачивания обычно довольно высоки (порядка 2,54,5) из-за эффектов поглощения кислоты породными примесями. Некоторые архебактерии особенно подвержены разрушающему воздействию при достаточно долгом нахождении в растворе с величиной рН выше 2. Это может приводить к избирательному разрушению клеток, которые должны развиваться в определенном температурном интервале, что нарушает преемственность процесса микробного роста и тепловыделения; и(d) устранение тормозящих рост неорганических соединений и органических соединений из раствора (обычно очищенного), вводимого в кучу. Некоторые неорганические соединения, такие как хлориды,соединения с высокими концентрациями неорганических солей (обычно выше 120 г/л), либо органические соединения (в очень малых концентрациях), полученные путем жидкостной экстракции, могут оказывать затормаживающее воздействие на биовыщелачивающие микроорганизмы и, тем самым, неблагоприятно отражаться на их способности к тепловыделению. Преимущества метода, описанного в данном изобретении, заключаются в следующем:(a) направленное добавление углерода более рентабельно, чем бессистемное, и позволяет избежать дополнительных проблем, связанных с бессистемным подводом углерода;(b) направленное добавление углерода способствует повышению скорости микробного роста и, соответственно, скорости окисления серы и интенсивности тепловыделения, особенно в температурном интервале между 45 и 60 С;(c) процесс тепловыделения в куче может продолжаться на протяжении и после пологого участка,обычно встречающегося при температуре в 50 С, тем самым способствуя росту термофильных архебактерий (для которых температурный оптимум начинается после 60 С) и делая температуры в куче выше 65 С более легко достижимыми; и(d) достижение температур в куче выше 50 С приводит к повышению общей интенсивности извлечения меди, и в частности к повышению скорости извлечения из халькопирита в условиях кучного биовыщелачивания. Исходя из современной точки зрения, добавление углекислого газа или органического углерода может рассматриваться как две взаимозаменяемые альтернативы. Вообще говоря, для поддержания уровня углерода в куче может использоваться любой подходящий источник углерода, т.е. любой карбонатный материал. Например, добавление органического углерода в виде дрожжевого экстракта может дать дополнительные преимущества помимо самого углерода, а также повышения растворимости в воде. Дешевые источники органического углерода, такие как дрожжевой экстракт или меласса, могут содержать витамины и привносить другие факторы, способствующие микробному росту, помимо тех, которые привносятся самим углеродом, содержащимся в данном органическом материале. Разновидность данного метода, которая может использоваться вместо или параллельно с добавлением углерода в целях преодоления участка сниженной микробной активности, подразумевает прямой подвод тепловой энергии в кучу в любой доступной форме. Например, ирригационный раствор, добавляемый в кучу, может подогреваться с помощью сторонних источников тепла. Возможно также нагревание воздушного потока, направленного в кучу. Для данной цели может использоваться также солнечное тепло, а в случае, если это возможно, для снижения тепловых потерь может использоваться теплоизоляция. Другая возможность заключается в использовании одной из методик, изложенных в описании международной патентной заявкиPCT/ZA2001/00154, которые, в общих чертах, подразумевают использование тепла, выделяемого в процессе выщелачивания, для повышения температуры выщелачиваемой кучи. Эти методы могут использоваться в рамках данного изобретения для преодоления температурного участка со сниженной микробной активностью.-6 010480 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ осуществления процесса кучного выщелачивания руды при посредстве микроорганизмов,включающий операцию изменения по меньшей мере одного рабочего параметра для повышения температуры в куче в момент, когда содержание углерода становится ограничивающим фактором для микробной активности и, соответственно, для процесса тепловыделения в ходе окисления серы в куче. 2. Способ по п.1, в котором указанный по меньшей мере один рабочий параметр изменяют посредством по меньшей мере одного из следующих приемов: (а) добавление углерода в кучу и (b) подвод тепла к куче. 3. Способ по п.2, в котором углерод добавляют с использованием хотя бы одного из следующих приемов: (а) путем повышения содержания углекислого газа в потоке воздуха, подводимого к куче;(b) путем введения в кучу карбонатных минералов и (с) путем введения в кучу органического углерода. 4. Способ по п.3, в котором органический углерод вводят в составе по меньшей мере одного из следующих веществ: (а) меласса и (b) дрожжи или дрожжевой экстракт. 5. Способ по п.2, в котором тепло подводят посредством по меньшей мере одного из следующих методов: (а) нагреванием орошающего раствора, вводимого в кучу; (b) нагреванием воздуха, подводимого к куче; (с) нагреванием кучи с помощью солнечного тепла; (d) путем использования теплоизоляции для сокращения потерь тепла в куче и (е) путем использования тепла, выделяемого в процессе выщелачивания в куче. 6. Способ по п.1, включающий изменение по меньшей мере одного рабочего параметра при снижении микробной активности. 7. Способ по п.1, в котором изменение по меньшей мере одного рабочего параметра производят при повышении температуры в куче выше 40 С. 8. Способ по п.1, в котором снижение скорости микробного роста выявляют посредством наблюдения за процессом выделения тепла в куче. 9. Способ по п.1, в котором изменение указанного по меньшей мере одного рабочего параметра производят при температуре, определенной с помощью образца руды в модельной установке кучного выщелачивания. 10. Способ по п.1, в котором операцию изменения по меньшей мере одного рабочего параметра прекращают при достижении температуры в куче выше 65 С. 11. Способ по п.1, в котором операцию изменения по меньшей мере одного рабочего параметра осуществляют в температурном интервале между 45 и 60 С. 12. Способ по п.1, в котором внутри температурного интервала между 45 и 60 С приток воздуха в кучу регулируют таким образом, чтобы поток воздуха не вызывал охлаждения кучи, и производят добавление углерода в кучу с целью повышения активности микробов, функционирующих в данном температурном интервале. 13. Способ по п.1, в котором при температурах ниже 45 С регулирование интенсивности подвода углерода и температурных условий в куче осуществляют путем изменения скорости воздушного потока,подводимого к куче. 14. Способ по п.3, в котором содержание углекислого газа в потоке воздуха, подводимом к куче, устанавливают в интервале от 0,03 до 5%. 15. Способ по п.3, в котором концентрацию добавляемого органического углерода устанавливают в промежутке от 10 до 1000 мг/л.