User:StepanianSam2014/sandbox

This is the user sandbox of StepanianSam2014. A user sandbox is a subpage of the user's user page. It serves as a testing spot and page development space for the user and is not an encyclopedia article. Create or edit your own sandbox here.

Other sandboxes: Main sandbox | Template sandbox

Finished writing a draft article? Are you ready to request review of it by an experienced editor for possible inclusion in Wikipedia? Submit your draft for review!

Ներկայումս համարում են, որ սուլֆիդային ապարների բակտերիալ տարրալվացումը ընթանում է հիմնականում անուղղակի ճանապարհով՝ եռարժեք երկաթի միջոցով: Fe (III)-ը հանդիսանում ուժեղ օքսիդացնող գործոն սուլֆիդային ապարների մեծ մասի համար: Ապարի քայքայման ռեակցիայի արդյունքում առաջանում է Fe (II), որի հետագա վերաօքսիդացումը իրականանում է տարրալվացող բակտերիաների մասնակցությամբ (հավասարումներ 1, 2):

MS + 2Fe3+ քիմիական M2+ + So + 2Fe2+ (1)

4Fe2+ + 4H+ + O2 A.ferrooxidans 4Fe3+ + 2H2O (2)

Կախված օքսիդիչի` եռարժեք երկաթի ռեգեներացիայի եղանակից, տարբերում են սուլֆիդային ապարների անուղակի «ոչ կոնտակտային» և «կոնտակտային» մեխանիզմներ: «Ոչ կոնտակտային» մեխանիզմի դեպքում եռարժեք երկաթի ռեգեներացիան իրականացվում է հեղուկ փուլում ազատ վիճակում գտնվող պլանկտոնային տարրալվացող բակտերիաների կողմից: Անուղղակի «կոնտակտային» մեխանիզմի հիմքում ընկած է տարրալվացող բակտերիաների ամրացումը սուլֆիդային ապարի մակերեսին: «Կոնտակտային» մեխանիզմի դեպքում էլեկտրոքիմիական գործընթացները, որոնց արդյունքում տարրալուծվում է ապարը, տեղի են ունենում միկրոօրգանիզմի և ապարի մակերեսի միջև ընկած տարածությունում: Տարրալուծման հետևանքով առաջացած Fe (II)-ը բակտերիաների կողմից անմիջականորեն օքսիդանում է Fe (III)-ի, որն էլ իր հերթին օքսիդացնող գործոնի դեր է կատարում ապարների համար ([7]) (նկ.1):

Նկ.1. Սուլֆիդային ապարների կենսաօքսիդացման ուղղակի և անուղղակի մեխանիզմները Ներկայումս ընդունված են մետաղների սուլֆիդների տարրալուծման երկու մեխանիզմներ. թիոսուլֆատային մեխանիզմը՝ թթվում չլուծվող մետաղների սուլֆիդների և պոլիսուլֆիդային մեխանիզմը՝ թթվալույծ մետաղների սուլֆիդների համար ([7, 8, 9]) (նկ.2):

Նկ.2.Մետաղի սուլֆիդների տարրալուծման թիոսուլֆատային և պոլիսուլֆիդային մեխանիզմները

(ըստ Schippers, Sand, 1999)

Թթվում չլուծվող մետաղների սուլֆիդների, ինչպիսիք են պիրիտը, մոլիբդենիտը և տանգստենիտը (FeS2, MoS2, WS2), տարրալուծումը տեղի է ունենում բացառապես Fe (III) իոնների գրոհով: Այս խմբի մետաղների սուլֆիդների մոտ վեց հատ մեկական էլեկտրոնների օքսիդացման արդյունքում խզվում են ծծմբի և մետաղի միջև քիմիական կապերը և առաջանում է թիոսուլֆատ ([4, 9]):

FeS2 + 6Fe (H2O)63+ + 3H2O Fe2+ + S2O32- + 6 Fe(H2O)62+ + 6H+

Ծծմբի հիմնական միջանկյալ միացության անունով այս մեխանիզմը կոչվել է թիոսուլֆատային: Թիոսուլֆատը լինելով անկայուն Fe3+ պարունակող թթու միջավայրում, տետրաթիոնատի կամ այլ պոլիթիոնատների միջոցով հիմնականում օքսիդանում է մինչև սուլֆատ.

S2O32- + 8Fe3+ + 5H2O 2SO42- + 8Fe2+ + 10H+

Այսպիսով, միայն Fe (II)-օքսիդացնող բակտերիաներն են (A.ferrooxidans, Leptospirillum ferrooxidans, Sulfobacillus thermosulfidooxidans) ընդունակ տարրալուծելու թթվում չլուծվող մետաղների սուլֆիդները, քանի որ միայն նրանք կարող են ռեգեներացիայի ենթարկել օքսիդացման ռեակցիայի համար պահանջվող Fe (III)-իոնները: 2Fe2+ + 0,5O2 +2H+ բակտերիա 2Fe3+ + H2O

Մյուս մետաղների սուլֆիդներում, ինչպիսիք են սֆալերիտը, գալենիտը, արսենապիրիտը և խալկոպիրիտը (ZnS, PbS, FeAsS, CuFeS2) վալենտային կապերի առաջացմանը մասնակցում են ինչպես մետաղի, այնպես էլ ծծմբի օրբիտալները: Ուստի դրանք լուծելի են թթվում: Թթվալույծ սուլֆիդների քայքայումը կատարվում է Fe (III) իոնների և պրոտոնների համատեղ գրոհի միջոցով: Այն դեպքում, երբ մետաղի և ծծմբի միջև քիմիական կապը խզվում է ջրածնային գրոհի միջոցով, ազատված ծծումբը միացնելով երկու պրոտոն վեր է ածվում ծծմբաջրածնի: Սակայն Fe (III)-ի ներկայությամբ մետաղի սուլֆիդի ծծմբային մասը թթվային գրոհի ընթացքում օքսիդանում է` առաջացնելով սուլֆիդ կատիոն (H2S+), որը կարող է ինքնաբերաբար դիմերացվել H2S2-ի հետ և ապա օքսիդացվել պոլիսուլֆիդային ռադիկալների միջոցով մինչև էլեմենտային ծծումբ ([10]) (նկ.2): Սուլֆիդային ապարների քայքայման այս ուղին կոչվում է պոլիսուլֆիդային մեխանիզմ ([6, 8, 9]): Այս մեխանիզմի հաստատումն է պոլիսուլֆիդների հայտնաբերումը խալկոպիրիտի մակերեսին ([2]): Պոլիսուլֆիդային մեխանիզմի դեպքում ծծումբ օքսիդացնող բակտերիաների բացակայությամբ սուլֆիդի 90%-ը փոխարկվում է էլեմենտային ծծմբի: Այսպիսով, թթվալույծ սուլֆիդների օքսիդացումը կարող են իրականացնել ինչպես Fe (II)-օքսիդացնող, այլև ծծումբ օքսիդացնող բակտերիաները: Շիպերսի և համահեղինակների կողմից ([6, 8, 9]) առաջարկվել է պիրիտի ցիկլիկ օքսիդացման մեխանիզմ, որում ներկայացված են ծծմբի տարբեր միջանկյալ միացությունների առաջացման ուղիները: Այսուհանդերձ դեռևս լիովին պարզ չէ, թե որ գործոնն է որոշում ծծմբային միացությունների փոխարկման ուղին: Ենթադրվում է, որ պիրիտն ինքն է ծծմբի միացությունների փոխարկման կատալիզատոր, և ծծմբի միջանկյալ միացությունների տարբեր քանակությունների առաջացումը կարող է պայմանավորված լինել պիրիտի տիպերով (p-տիպ և n-տիպ) ([1, 3, 5]): Սուլֆիդների օքսիդացման երկու մեխանիզմների օգտին են վկայում գրականության մեջ եղած տվյալները: Այսպես, տվյալներ կան այն մասին, որ A.ferrooxidans-ը երկաթի իոնների բացակայությամբ կարող է տարրալվանալ թթվում լուծվող սուլֆիդներըª ZnS-ը, CdS-ը, NiS-ը, CoS-ը, CuS-ը և CuS2-ը, բայց ոչ թթվում անլուծելի սուլֆիդներըª FeS-ը, MoS2-ը, WS2-ը: Ենթադրվում է, որ A.ferrooxidans-ը Fe3+ իոնների բացակայությամբ գործում է A.thiooxidans-ի նմանª իրականացնելով պրոտոնների (ծծմբական թթու) մատակարարումª որպես օքսիդացնող գործոն: Սրա հաստատումն է նաև այն փաստը, որ հանքաքարից պղնձի տարրալվացման ինտենսիվությունը պայմանավորված է A.ferrooxidans-ի ծծումբ օքսիդացնող ակտիվությամբ ([11]): Իսկ երկաթի իոնների ավելացումը մեծացնում է A.ferrooxidans-ի կողմից սինթետիկ, երկաթ չպարունակող սուլֆիդների տարրալվացման արագությունը: Այսպիսով, բակտերիաների դերը մետաղների սուլֆիդների քայքայման` կենսատարրալվացման պրոցեսում պրոտոնների (հիդրոլիտիկ գրոհի համար) և/կամ Fe (III) իոնների (օքսիդացիոն գրոհի համար) մատակարարումն է: Համաձայն առաջարկված «կոնտակտային» մեխանիզմի տարրալվացման ամբողջ գործընթացի համար շատ կարևոր է բակտերիաների ամրացումը և կենսաթաղանթի առաջացումը ապարի մակերեսին: Հատկապես կարևորվում է բակտերիաների նախնական ամրացումը` որպես կենսաթաղանթի առաջացման առաջին փուլ: