Skip to main content
SUPERVISOR
Seyed mohamad raouf Hosseini,Ebrahim Azimi
سيدمحمدرئوف حسيني (استاد راهنما) ابراهيم عظيمي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Rasool Abedi ashkavandi
رسول عابدي اشکاوندي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Evaluation of the bio-flotation and bio-flocculation potential for barite separation
In recent decade use of microorganisms and their metabolites for selective separation of minerals, especially in bio-flotation and bio-flocculation methods, has received increasing attention by researchers. Compared to the conventional chemical agents, bio-reagents with environmental friendliness nature, non-toxic and bio-degradable, non-destructiveness influence on physical and chemical structure of the minerals and lower costs, have been able to provide promising results in mineral separation. Therefore, in this study, the application of cell and produced metabolite of the Bacillus licheniformis bacteria, as a bio-collector in the flotation, and bio-flocculant in the sedimentation of barite and silica minerals, with the aim of proper selective separation of these two minerals were investigated. Flotation and settling experiments were carried out to obtain the optimum separation conditions through evaluation of the effect of, bio-surfactant type, culture medium and suspension pH, bacteria cells and minerals contact time, bacteria cells concentration and process time. The zero point of charge for barite, silica and bacterial loads were determined to occur at pH of 6.3, 2.8 and 2, respectively. Measurements showed that, the cell adsorption decreases by increasing solution pH, and the highest adsorption concentration for the barite is achievable at pH = 3, and was about 1.33 ×1010 cfu/g. Based on the conducted floatation experiments assisted by various bio-surfactants in a modified Hallimond tube, and under the optimum conditions, the maximum recovery of the barite and silica to the float section was determined to be about 87% and 15% under the solution pH of 3, flotation time of 3 minutes and after pre cell-mineral interaction (each mineral separately). The flotation quality of minerals in interaction with pure medium and medium containing bacterial metabolites were not satisfactory and the results were very similar to the control tests. After investigating the effect of various parameters and optimizing each of them by single mineral experiments, and to evaluate the feasibility of the bio-flotation method for selective separation of barite from silica, flotation experiments were performed using a sample of 1:1 mixture of barite and silica under the determined optimum conditions for solo minerals. The results showed that the best separation of barite from silica is obtainable after the interaction of the mixed sample with the suspension of 6.55×103 cfu/ml bacteria cells at pH=3. After 3 min of flotation, 76% and 4% of the barite and silica, respectively, were collected as the floating particles. Increase of flotation time (up to 7 minutes) had no significant improving effect on selective separation of the minerals. Further experiments were carried out to investigate the selective separation of barite and silica through settling method. After investigating the effect of various factors on the particles deposition in the suspension, the maximum amount of separation under optimum conditions, under interaction of both minerals with bacteria cells at pH of 3 and 11, and 3 min settling time, were achieved to be 92% and 98% for barite, respectively, and 66% and 98% for silica.
در چند دهه اخير استفاده از ميکروارگانيسم ها و متابوليت آن ها براي جداسازي کاني ها، به ويژه به کمک روش هاي بيوفلوتاسيون و بيوفلوکولاسيون بيشتر مورد توجه محققين قرار گرفته است. عوامل زيستي در مقايسه با مواد شيميايي با داشتن خواص دوستدار محيط زيست، غير سمي و قابل تجزيه بودن، عدم تخريب ساختار فيزيکي و شيميايي کاني ها و همچنين هزينه هاي پايين، توانسته اند نتايج اميدوار کننده اي را در جدايش کاني ها ارائه دهند. لذا در اين پژوهش، عملکرد سلول ها و متابوليت باکتري باسيلوس ليچنيفورميس به عنوان کلکتور زيستي در فرآيند شناوري، و بيوفلوکولانت در فرآيند ته نشيني کاني هاي باريت و سيليس به منظور دست يابي به جدايشي مطلوب مورد بررسي قرار گرفت. آزمايش هاي شناوري و ته نشيني براي دست يابي به شرايط بهينه جدايش، با بررسي تأثير نوع بيوسورفکتانت، pH محيط کشت و سوسپانسيون، زمان تعامل کاني ها و سلول هاي باکتري، غلظت سلول هاي باکتري و زمان فرآيند، انجام شد. در مطالعات پتانسيل زتا نقطه بار صفر باريت، سيليس و باکتري به ترتيب pH هاي 6.3، 2.8 و2 تعيين شد بطوريکه که با افزايش pH، جذب سلول هاي باکتري در سطح هر دو کاني کاهش يافته و بالاترين ميزان جذب در سطح باريت در 3= pH و در حدود cells/g 1.33× 10 10 به دست آمد. در آزمايش هاي شناوري در حضور بيوسورفکتانت هاي مختلف و تحت شرايط بهينه بدست آمده، ميزان شناوري باريت و سيليس تعامل يافته با سلول هاي باکتري (بطور مجزا) در تيوب هاليموند اصلاح شده در 3= pH و پس از 3 دقيقه شناورسازي، به ترتيب در حدود %87 و %12 به دست آمد. ميزان شناوري کاني ها در تعامل با محيط کشت خالص و محيط کشت حاوي متابوليت باکتري چندان مطلوب نبود و نتايج آزمايش ها شبيه به حالت شاهد بود. پس از بررسي تاثير عوامل گوناگون و تعيين بهينه هر يک از پارامتر ها به کمک آزمايش هاي تک کاني و به منظور بررسي قابليت روش بيو فلوتاسيون براي جدايش انتخابي باريت از سيليس، آزمايش هاي شناوري با استفاده از نمونه مخلوط 1:1 باريت و سيليس تحت شرايط بهينه انجام گرفت. نتايج نشان داد که، بهترين جدايش باريت از سيليس، پس از تعامل نمونه مخلوط با سلول هاي باکتري با غلظت حدود cells/ml6.55×10 3 در 3= pH و پس از 3 دقيقه شناورسازي با ميزان ذرات شناور شده باريت و سيليس به ترتيب %76 و %4 قابل دستيابي است. با افزايش زمان شناوري (تا 7 دقيقه) جدايش دو کاني بهتر نشد. آزمايش هايي براي بررسي امکان جدايش انتخابي باريت و سيليس با استفاده از روش ته نشيني ترتيب داده شد. پس از بررسي تاثير عوامل گوناگون در ته نشيني ذرات در سوسپانسيون، مقدار بيشينه جدايش در شرايط بهينه، پس از تعامل هر دو کاني با سلول هاي باکتري در pH هاي 3 و11 و زمان ته نشيني 3 دقيقه به ترتيب %92 و %98 براي باريت %66 و %98 براي سيليس حاصل شد. به طور کلي براي نمونه مخلوط دو کاني، روش بيوفلوکولاسيون برخلاف روش بيوفلوتاسيون، جدايش انتخابي قابل قبولي را نشان نداد. نشان داده شد که سلول هاي باکتري مورد استفاده در اين پژوهش، مي توانند به عنوان کلکتور زيستي عمل نموده و تأثير بسزايي در آبگريز کردن سطح ذرات باريت و اتصال آن ها به حباب هاي هوا داشته و جدايش مطلوب باريت از سيليس را با بازدهي بالا به ارمغان بياورند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی