این آرکیها بدون حرکت بوده و دارای شکلهای کوکوئیدی میباشند که در حضور اکسیژن از گوگرد بهعنوان دهنده الکترون استفاده می کنند و در غیاب اکسیژن از از گوگرد بهعنوان پذیرنده الکترون استفاده و آنرا به سولفید هیدروژن احیاء می کنند. دمای بهینه این دسته از آرکیها بین ۵۶ تا ۹۶ درجه سانتی گراد و pH بهینه آنها از ۱ تا ۶ متغیر است (Hongbo, 2008).
مکانیسمهای فروشویی میکروبی
باکتری های اسیدوفیل در فرایند فروشویی سنگهای معدنی با روشهای مختلفی واکنشهای اکسیداسیون و احیاء را انجام می دهند، این مکانیسمها به چند دسته تقسیم میشوند (Guo Min-rong, 2010):
-
- مکانیسم مستقیم[۵۰]
-
- مکانیسم غیر مستقیم[۵۱]
مکانیسم مستقیم
مکانیسم مستقیم فرایند فروشویی شامل تماس فیزیکی باکتری با سطوح مواد معدنی میباشد. که در این نقطه اتصال توسط فعالیت آنزیمی باکتری واکنشهای تبدیل و اکسیداسیون انجام میگیرد (debaraj, 2005). مکانیسمهای زیادی برای بیان جذب و چسبندگی باکتری ها بر روی سطوح پیشنهاد شده است که شامل شرایط گستردهای از رشد، مواد غذایی و باکتری ها میباشد. مشخصههای جذب بین سویههای مختلف یک باکتری می تواند متفاوت باشد که بهعلت سازگاری آنها با شرایط متفاوت است. A. ferrooxidans به طور گسترده در فرآیندهای فروشویی مورد استفاده قرار میگیرد، هر چند که عوامل فیزیکی نظیر اندازه ذرات، چگالی جامد، زمان گرمادهی و شدت همزدن در چسبندگی و جذب باکتری ها به طور کلی موثرند، به دو روش کلی این جذب انجام میگیرد (Mishra debaraj, 2005):
-
- جذب برگشت پذیر: که در این جذب نیروهای الکترواستاتیک، واندروالس و کووالانس انجام میگیرد که با تغییر شرایط حتی یک تکان ملایم این جذب از بین میرود
-
- جذب شیمیایی و غیرقابل برگشت که توسط تولید لایه های گلیکوکالیکسی و مواد مترشحه از باکتری انجام میگیرد و تنها با اعمال نیروهای فیزیکی شدید میتوان بر آن غلبه کرد. در عمل هر دو مکانیسم مستقیم و غیر مستقیم همزمان اتفاق میافتد.
مکانیسم غیرمستقیم:
در مکانیسم غیر مستقیم باکتری با سطوح جامد مواد معدنی اتصال فیزیکی ندارد. در واقع تماس آن ظاهری بوده و از طریق سرعت بخشیدن به واکنشهای تولید اکسیدکنندههای شیمیایی، باعث انحلال سریعتر مواد معدنی میگردد، از جمله این اکسیدکنندگان میتوان به موارد زیر اشاره کرد (Tekin, 2012).
استفاده از اسیدسولفوریک
زمانیکه یک محلول رقیق اسیدسولفوریک با سولفید فلزی تماس مییابد اسیدیته آن کم شده، که این کاهش اسیدیته با واکنش انحلال سولفید فلزی همراه میباشد.
MS+ H2SO4+ 0.5O2→MSO4 +H2O +S. |
هر چه واکنش پیشرفت کند و اسیدسولفوریک به محیط اضافه نگردد، انحلال شیمیایی به تدریج کند میگردد و نهایتا متوقف خواهد شد. باکتری A. ferrooxidans می تواند خود را با محیط سازگار کرده و این منبع اسیدسولفوریک را محیا سازد و به واکنش سرعت بخشد:
S. +1.5O2 +H2O→bacteria→ H2SO4 |
شستشو با یون فریک
حل شدن بیشتر سولفیدهای فلزی در حضور یک اکسنده مانند یون فریک و بدون نیاز به تماس فیزیکی با باکتری انجام میگیرد
MS +Fe2(SO4)2→MSO4+2FeSO4+S. |
واکنش بالا نشاندهنده واکنش با سولفیدهای فلزی میباشد، گوگرد آزاد شده توسط باکتری به اسیدسولفوریک اکسید می شود و این یکی از مهمترین مزایای این فرایند است. در حضور باکتری ها انحلال سولفیدهای فلزی با یون فریک افزایش مییابد و نقش این باکتری ها در اکسیداسیون دوباره یون فرو به فریک بهعنوان عامل اصلی انحلال سولفید فلزی میباشد.
۴FeSO4+ 2H2SO4+O2→bacteria→ ۲Fe2(SO4)3+2H2O |
به این صورت در حضور باکتری یک چرخه تولید و مصرف Fe+3/Fe+2 تشکیل می شود و سولفید فلزی حل میگردد. در این فرایند باکتری نقش کاتالیزوری را انجام میدهد و واکنش کند اکسیداسیون فرو را تسریع میبخشد (توکلی،حسن, ۱۳۸۶).
شکل ۲-۳) نمایی کلی از مکانیسم مستقیم و غیر مستقیم در فروشویی میکروبیa: مکانیسم غیر مستقیم و b مکانیسم مستقیم را نشان میدهد (Chen Peng, 2011)