Utilisation d'effluents riches en matière organique comme milieux de culture lors de la biolixiviation de sulfures métalliques.

摘要

Depuis une cinquantaine d'années, les procédés de biolixiviation sont de plus en plus utilisés pour la récupération des métaux dans l’industrie minière. Thiobacillus ferrooxidans est la bactérie principalement impliquée dans ces procédés. Elle possède la capacité de transformer les sulfures de métaux en sulfates solubles. L'opération des procédés de biolixiviation requiert l’addition d'éléments nutritifs pour soutenir la croissance bactérienne. Le présent projet de recherche avait pour objectif d'examiner les possibilités d'utiliser différents types d'effluents riches en matière organique comme sources de nutriments pour la croissance de T. ferrooxidans lors de la biolixiviation de sulfures métalliques. Pour ce faire, des essais de biolixiviation ont été réalisés en fioles agitées, en présence de 10 % (p/v) d'un concentré de sulfures issu de la flottation de résidus miniers. Différentes dilutions de trois types d'effluents organiques (filtrat de déshydratation de boues d'épuration municipales, surnageants de centrifugation de boues de papetières et de lisier de porc) ont été employées comme milieux de culture en comparaison à un milieu synthétique. L'activité microbienne a été suivie par les mesures du potentiel d'oxydoréduction (POR), ainsi que de la solubilisation du Fe, du Cu et Zn. La dilution des effluents organiques s'est avérée nécessaire afin de diminuer les concentrations de carbone organique dissout (COD) inhibant la croissance de T. ferrooxidans. La toxicité du COD est apparue à une concentration supérieure à 180 mg/L dans le cas de surnageant de lisier, alors qu'une concentration supérieure à 500 mg/L inhibait la croissance dans le filtrat de boues d'épuration. En revanche, aucun effet inhibiteur n'a été observé dans le cas de l'utilisation du surnageant de boues de papetières. Une importante baisse du COD a été mesurée lors de tous les essais de biolixiviation. Ce phénomène pourrait être attribuable à la consommation de la matière organique dissoute par la microflore hétérotrophe acidophile présente dans les effluents. La croissance de la moisissure Cladosporium sp. a été vérifiée dans chacun des milieux. Les meilleurs rendements de solubilisation du Fe, du Cu et du Zn ont été obtenus en utilisant le surnageant de boues papetières non-dilué avec des valeurs respectives de 45 %, 43 % et 35 %. Dans ce cas, la solubilisation du Cu et du Zn était supérieure à celle mesurée avec un milieu synthétique employé comme contrôle positif. Cependant, la concentration de Fe en solution au terme de l’essai était légèrement inférieure à la valeur du contrôle. La valeur de solubilisation du Fe la plus élevée en utilisant le filtrat de boues d'épuration a été de 4l %. Le meilleur résultat obtenu avec le surnageant de lisier consiste en une solubilisation de 32 % du Fe mesuré. En somme, cette étude a permis de démontrer que des effluents riches en matière organique peuvent être utilisés pour soutenir la croissance de T. ferrooxidans lors de la biolixiviation de sulfures métalliques. Cette pratique pourrait être mise à profit dans divers types de systèmes de lixiviation bactérienne, dont la biolixiviation en réacteur, en piles et la biolixiviation in situ.