Isolierung und Charakterisierung Chlorid tolerierender, mesophiler oder moderat thermophiler, acidophiler Eisenoxidierer und ihre Verwendung zur Laugung von Metallen aus carbonathaltigen Erzen

Stipendiatin/Stipendiat: Katarzyna Kwiecien

Die Anwendung "grüner" Technologien in der Industrie nimmt stetig zu. Umweltfreundliche biotechnologische Prozesse sind oft ähnlich effektiv oder sogar effektiver als ihre konventionellen physikochemischen Analoga. Dies gilt auch für den Bergbau und die Metallurgie.

Die Biolaugung ermöglicht die Freisetzung von Metallen wie Kupfer aus schwefelhaltigen Erzen und Konzentraten. Während verschiedene Studien gezeigt haben, dass Chlorid in der Biolaugungsumgebung die Effizienz des Prozesses erhöhen kann, insbesondere bei schlecht auslaugbarem Chalkopyrit, sind diese Ionen für die meisten der bekannten Biolaugungsbakterien stark hemmend. Vor kurzem haben wir jedoch einen neuen acidophilen und moderat halophilen Stamm, Alicyclobacillus sp. S09, von einem kontaminierten Strand in Spanien isoliert.

Im Rahmen des Promotionsprojektes sollen relativ chloridtolerante Bakterien genauer charakterisiert werden. Deshalb wurde im ersten Jahr der Finanzierung die Chloridtoleranz verschiedener Sulfobacillus-Arten untersucht. Basierend auf dem MHK-Wert (Minimale Hemmkonzentration) für die Fähigkeit der Mikroorganismen, Eisen zu oxidieren, wurde eine Minimalkonzentration an Chlorid festgelegt, bei der dieser Prozess nicht möglich ist.

Darüber hinaus wurden die Auswirkungen der Kultursubstrate auf das Wachstum von Alicyclobacillus sp. S09 und Sulfobacillus thermosulfidooxidans untersucht. In diesem Fall wurden verschiedene Elektronendonatoren getestet - Eisen, Tetrathionat, Hefeextrakt und Glukose.

In diesem Projektjahr wurde der Versuch unternommen, Hefeextrakt durch andere Komponenten zu ersetzen. Aus diesem Grund wurden verschiedene Aminosäure, Vitaminmischungen, organische und anorganische Komponenten getestet, um zu untersuchen, welche Komponenten für die getesteten Bakterien essenziell sind und um die wesentliche Frage zu beantworten, welche Rolle Hefeextrakt für acidophile eisenoxidierende Bakterien genau spielt.

In den folgenden Jahren ist geplant, weitere Stämme zu isolieren, die unter sauren Bedingungen hohe Chloridkonzentrationen vertragen, wofür Proben von verschiedenen vielversprechenden Standorten verwendet werden sollen (Salare mit saurem pH, Standorte, wo saure Wässer auf das Meer treffen, ggf. Standort Rudna von KGHM). Selbstverständlich sollen auch neue Isolate genauer charakterisiert werden. Mit geeigneten Stämmen sollen schließlich in Bioreaktoren gemahlenes Sphalerit-Erz aus dem Bergwerk Reiche Zeche und carbonathaltiger Kupferschiefer jeweils nach Ansäuerung durch HCl gelaugt werden.

Förderzeitraum:
01.07.2020 - 30.09.2025

Institut:
Technische Universität Bergakademie Freiberg
Institut für Biowissenschaften
AG Umweltmikrobiologie

Betreuer:
Prof. Dr. Michael Schlömann

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