42℃에서 토착호산성박테리아의 황철석 표면에 대한 선택적 부착과 용출 특성

The Characteristic of Selective Attachment and Bioleaching for Pyrite Using Indigenous Acidophilic Bacteria at 42oC

광양 광산 폐석더미에 많은 양으로 방치되어 있는 황철석으로부터 유용금속을 보다 효과적으로 용출시켜내기 위해 서 42oC에서 미생물 용출실험을 실시하였다. 42oC의 미생물 용출 실험에서 생존할 수 있는 토착 호산성박테리아를 일 본 하쵸바루 산성 온천수에서 채취하였고, 박테리아의 용출능력을 향상시켜 주기 위하여 황철석-용출 배양액에 yeast extract를 첨가하였다. 원소황과 yeast extract가 포함된 성장-배양액에서 성장한 토착박테리아들은 막대 모양으로 나 타났다. 크기가 약 0.7×2.6 μm, 0.6×7 μm, 0.8×5 μm 및 0.7×8.4 μm인 박테리아들이 황철석 표면에 부착하였다. 막대 모양의 박테리아들은 황철석 표면에 발달한 육각형 공동 주변과 공동 안쪽 벽면에 집중적으로 군집을 형성하여 부착 하였다. 길이가 약 4.92 μm에서 약 10.0 μm인 filament-shaped 박테리아들이 황철석 표면의 크랙 주변과 크랙 안쪽 벽면에 부착하였다. 황철석에 대한 XRD분석에서, 박테리아에 반응시킨 시료가 비교시료에 비하여 상대적으로 (111), (311), (222) 및 (320) 결정면들의 강도는 감소하였고, (200), (210) 및 (211)의 결정면들의 강도는 증가하였다. Fe 이 온은 미생물학적 용출량이 화학적 용출량에 비하여 3.4배 이상 높게 용출되었고, Zn 이온은 화학적 용출량보다 미생 물학적 용출량이 2배 이상 높게 용출되었다. 토착호산성박테리아가 황철석의 특정 표면을 선택적으로 공격하는 것을 SEM 및 XRD분석에서 확인하였다. 앞으로 보다 더 높은 온도로 미생물 용출실험을 실시한다면 보다 많은 유용금속 이온이 용출될 것으로 기대된다.

The bioleaching experiment under 42oC was effectively carried out to leach the more valuable element ions from the pyrite in the Gangyang mine waste. Bacteria can survive at this temperature, as indigenous acidophilic bacteria were collected in the Hatchobaru acidic hot spring, in Japan. To enhance the bacterial activity, yeast extract was added to the pyrite-leaching medium. The indigenous acidophilic bacteria appeared to be rod-shaped in the growthmedium which contained elemental sulfur and yeast extract. The rod-shaped bacteria (0.7×2.6 μm, 0.6×7 μm, 0.8×5 μm and 0.7×8.4 μm) were attached to the pyrite surface. The colonies of the rod-shaped bacteria were selectively attached to the surroundings of a hexagonal cavity and the inner wall of the hexagonal cavity, which developed on a pyrite surface. Filament-shaped bacteria ranging from 4.92 μm to 10.0 μm in length were subsequently attached to the surrounding cracks and inner wall of the cracks on the pyrite surface. In the XRD analysis, the intensity of (111), (311), (222) and (320) plane on the bacteria pyrite sample relatively decreased in plane on the control pyrite sample, whereas the intensity of (200), (210) and (211) increased in these samples. The microbiological leaching content of Fe ions was found to be 3.4 times higher than that of the chemical leaching content. As for the Zn, microbiological leaching content, it was 2 times higher than the chemical leaching content. The results of XRD analysis for the bioleaching of pyrite indicated that the indigenous acidophilic bacteria are selectively attacked on the pyrite specific plane. It is expected that the more valuable element ions can be leached out from the mine waste, if the temperature is increased in future bioleaching experiments.