Artikel ilmiah terbaru di Laporan Ilmiah membahas metode inovatif untuk mengekstraksi elemen tanah jarang (REE) dari tailing tambang emas (GMT) menggunakan Acidithiobacillus thiooxidans dengan langkah pretreatment. Para peneliti memperlakukan GMT dengan asam oksalat 2 M pada 90 °C selama 6 jam untuk menghilangkan zat besi, meningkatkan ketersediaan hayati. Bioleaching meningkatkan aktivitas bakteri dan produksi asam selama fase pertumbuhan logaritmik, dengan analisis struktural mengkonfirmasi modifikasi permukaan. Pendekatan ini secara signifikan meningkatkan pemulihan praseodymium (Pr), cerium (Ce), dan europium (Eu), menunjukkan potensinya untuk pemulihan sumber daya
Penelitian Bioleaching
Pekerjaan masa lalu pada bioleaching terutama difokuskan pada ekstraksi logam berat dari tailing tambang, dengan studi terbatas pada mobilisasi elemen tanah jarang.
Metode ekstraksi tradisional seperti pyrometalurgi dan hidrometalurgi mahal dan berbahaya bagi lingkungan, mendorong minat pada pendekatan berbasis mikroba.
Acidithiobacillus thiooxidans telah dipelajari secara luas karena kemampuan oksidasi belerang, membantu pembubaran mineral. Berbagai teknik bioleaching, termasuk metode medium kultur tunggal, dua langkah, dan bekas, telah dieksplorasi untuk meningkatkan pemulihan logam menggunakan mikroorganisme acidophilic.
Proses Pemulihan Logam
GMT yang digunakan dalam penelitian ini bersumber dari bendungan tailing pabrik emas Mouteh. Sebelum pengujian, sampel dikeringkan dengan udara dan disaring melalui layar 200 mesh untuk mendapatkan partikel yang lebih kecil dari 75 μm.
Bubuk GMT dicerna sesuai dengan standar American Society for Testing and Materials D4698-92 — Praktik Standar untuk Pencernaan Total Sampel Sedimen dan Tanah untuk Analisis Kimia (ASTM D4698-92), dan konsentrasi unsur ditentukan dengan menggunakan plasma yang digabungkan secara induktif spektrometri emisi (ICP-OES).
Elemen utama yang terdeteksi dalam bubuk GMT termasuk besi (322.743 mg / kg), aluminium (527 mg / kg), praseodymium (100 mg / kg), europium (213 mg / kg), dan cerium (112 mg / kg). Komposisi mineralogi dianalisis menggunakan difraksi sinar-X, ikatan kimia menggunakan spektroskopi inframerah transformasi Fourier, morfologi permukaan menggunakan mikroskop elektron pemindaian emisi lapangan, dan distribusi unsur menggunakan spektroskopi sinar-X dispersif energi.
Strain bakteri Acidithiobacillus thiooxidans diperoleh dari Organisasi Penelitian Iran untuk Sains dan Teknologi (IROST). Strain ini memfasilitasi pembubaran logam dengan mengoksidasi senyawa sulfur untuk menghasilkan asam sulfat. Media kultur mengandung sulfur, amonium sulfat, kalium fosfat, magnesium sulfat, dan kalium klorida. Setiap labu Erlenmeyer diinokulasi dengan 10% (v / v) kultur bakteri dan diinkubasi pada 30 ° C dengan kecepatan goncangan 140 rpm untuk meningkatkan pertumbuhan bakteri.
Pretreatment asam oksalat dilakukan untuk meningkatkan ekstraksi logam. Parameter utama yang mempengaruhi proses pelindian meliputi suhu, durasi, rasio cair-terhadap-padat, dan konsentrasi asam oksalat. Bubuk GMT dicampur dengan larutan asam oksalat dalam labu Erlenmeyer, disegel dengan kertas timah, dan mengalami pencucian pada 500 rpm selama enam jam. Setelah reaksi, filtrasi vakum memisahkan lindi dari residu padat.
Proses bioleaching dua langkah digunakan, di mana bubuk GMT diperkenalkan setelah kultur bakteri mencapai akhir fase logaritmik. Eksperimen bioleaching berlangsung selama tujuh hari pada 30 °C dengan kecepatan aduk 140 rpm. Pemulihan ion logam dinilai menggunakan spektrometri emisi optik plasma (ICP-OES) yang digabungkan secara induktif, sementara konsentrasi ion sulfat, jumlah sel bakteri, pH, dan potensi pengurangan oksidasi diukur.
Penghitungan sel dilakukan dengan menggunakan hemocytometer di bawah mikroskop fase-kontras pada perbesaran 400 ×. Efisiensi pemulihan logam dihitung berdasarkan konsentrasi logam dalam lindi dan bubuk GMT.
Peningkatan Efisiensi Bioleaching
Pretreatment asam oksalat menyebabkan pembubaran besi hanya 20% karena stabilitasnya dalam mineral silikat dan presipitasi oksalat. Difraksi sinar-X menunjukkan besi terikat erat, membuat pelepasan sulit di bawah keasaman ringan. Gelatinisasi silika semakin menghambat pelarutan sementara REE tetap dalam residu. Proses pembubaran bergantung pada interaksi permukaan, di mana disosiasi asam oksalat memfasilitasi pelepasan zat besi. Namun, efisiensi pencucian terbatas diamati karena kompleksitas mineral.
Acidithiobacillus thiooxidans menunjukkan pertumbuhan yang signifikan selama bioleaching, memasuki fase logaritmik setelah 12 hari. Bakteri mengoksidasi sulfur menjadi sulfat, menurunkan pH dari 3,5 menjadi 0,7 dan meningkatkan pelarutan logam. Memperkenalkan bubuk GMT menyebabkan adhesi bakteri sementara, mengurangi jumlah sel dan sedikit meningkatkan pH karena konsumsi asam. Seiring waktu, pH stabil, dan potensi pengurangan oksidasi naik, menunjukkan pelepasan logam. Setelah 7 hari, tingkat pemulihan Pr, Ce, dan Eu mencapai 76%, 46%, dan 14%, dengan ekstraksi yang lebih tinggi dari sampel pretreated.
Analisis struktural mengkonfirmasi bahwa pretreatment dan bioleaching mengubah komposisi bubuk GMT. Difraksi sinar-X menunjukkan berkurangnya fase clinochlore dan gypsum, memperlihatkan permukaan mineral untuk bioleaching. Spektroskopi inframerah-transformasi Fourier mendeteksi perubahan kelompok fungsional, menunjukkan modifikasi mineral. Scanning electron microscopy mengungkapkan pergeseran dari struktur yang halus ke yang terfragmentasi, mengkonfirmasikan penghilangan besi. Kandungan zat besi menurun dari 15,65% menjadi 5,12% setelah pretreatment dan selanjutnya menjadi 1,71% pasca-bioleaching, meningkatkan pemulihan elemen tanah jarang.
Kesimpulan
Acidithiobacillus thiooxidans juga digunakan bersama pretreatment asam oksalat untuk meningkatkan ekstraksi unsur tanah jarang dari bubuk GMT. Pretreatment pada 90 °C dengan asam oksalat 2 M secara efektif mengurangi interferensi besi, meningkatkan efisiensi bioleaching — aktivitas metabolik menghasilkan asam sulfat biogenik, memfasilitasi pembubaran logam dalam kondisi asam. Analisis struktural mengkonfirmasi perubahan mineralogi yang signifikan, memvalidasi efektivitas pendekatan gabungan. Optimalisasi lebih lanjut menggunakan teknik canggih dapat meningkatkan bioleaching untuk pemulihan elemen tanah jarang yang berkelanjutan.
