Academic literature on the topic 'Lixiviation bactérienne'

La biolixiviation d'un concentre de pyrite cobaltifere par une population mixte brgm, constituee de thiobacilles et d'une bacterie morphologiquement proche de leptospirillum ferrooxidans, a ete etudiee. L'influence de plusieurs parametres a ete evaluee en culture discontinue dans des tubes air-lift. Les conditions de ph et le milieu de culture optimal ont ete determines. Un effet inhibiteur du fer ferrique a ete oberve. La temperature de biolixiviation a pu etre elevee jusqu'a 43 degres celsius. La vitesse de biolixiviation est liee a la surface de pyrite en contact avec le milieu. L'efficacite du transfert d'oxygene diminue lorsque le taux de solide augmente. La quantite de pyrite oxydee dans 100 g de pulpe ne depasse pas 10-13 g quel que soit le taux de solide. Plusieurs populations mixtes constituees de souches de collection ont ete comparees. L'association de thiobacillus ferrooxidans, t. Thiooxidans et l. Ferrooxidans, est la population la plus efficace. Une bacterie morphologiquement et physiologiquement proche de l. Ferrooxidans a ete isolee de la population mixte brgm. Sa croissance sur pyrite cobaltifere a ete favorisee par la concentration elevee en fer ferrique dans le milieu

Afin de faire progresser les connaissances dans }e· domaine de l' épuration biologique des lixiviats de décharge par lit bactérien aérobie, le L. C. P. A de l'INSA de Lyon a décidé de construire un pilote semi-industriel à biomasse fixée. A la suite d'études préliminaires sur maquette, dont les principaux résultats sont exposés ci-après, un modèle simple de représentation connaissance du fonctionnement des lits bactériens a été établi et a servi de base à l'élaboration d'un logiciel dénommé BIODIM qui permet de concevoir et de dimensionner, en fonction d'un certain nombre de paramètres,une installation à un ou plusieurs étage en série. En particulier, la détermination de ces paramètres fondamentaux caractéristiques de la cinétique de l'épuration d'un lixiviat brut de décharge puis d'un lixiviat pré-traité in situ mais enrichi en acides gras volatils (AGV) a montré que ces derniers sont dégradés de manière préférentielle plus rapidement que les autres substances assimilables. De plus, il appert que dans tous les cas il existe une fraction non biodégradable qui représente environ 10 à 15 % de la pollution initiale. Finalement, un pilote semi-industriel a été conçu puis construit sur la base de ces études et la comparaison des performances attendues et des efficacité mesurées montre qu'il n'existe aucune différence appréciable entre ces valeurs. Par ailleurs, l'examen microscopique du biofilm mature d'épaisseur estimée à 300 µrn a montré que la biocénose ne différait pas fondamentalement de celle classiquement observée dans les flocs des stations à boues activées recevant des effluents plus ou moins fortement pollués. Ces résultats laissent bien augurer · de l'utilisation industrielle futur1 d'installations performantes de traitement in situ des lixiviats de décharge par lits bactériens aérobies dont le dimensionnement est réalisable par le logiciel BIODIM mis au point au cours de nos travaux. .

La France, comme l'ensemble des pays industrialisés, compte sur son territoire de nombreux sites pollués par des métaux ou des composés organiques. Devant la nécessité de traiter certains sites, de nombreuses méthodes de dépollution ont vu le jour, notamment en Amérique du Nord, ou ont été adaptées à partir de celles existantes pour les déchets solides. Il s'agit essentiellement de traitements physiques (solidification, vitrification, electromigration), thermiques, chimiques (lavages) ou de méthodes de confinement. Les méthodes biologiques prennent une faible part du marché surtout en ce qui concerne la pollution par les métaux. La méthode que nous étudions, la biolixiviation par oxydation des produits soufrés, est déjà utilisée au niveau industriel pour la récupération de métaux à partir de minerais appauvris. Elle a déjà été étudiée pour le traitement de boues de station d'épuration et de scories mais, à notre connaissance, pas pour le traitement de sols pollués. Dans un premier temps, le travail effectué sur les sulfures métalliques (ZnS et CdS) a permis de mettre au point le protocole opératoire et d'étudier les cinétiques d'oxydation de ces 2 espèces par Thiobacillus ferrooxidans. Le 2ème composé soufré est la fleur de soufre dont nous avons étudié l'oxydation par Thiobacillus thiooxidans. L'étude a effectuée en batch puis en réacteur et a été suivie par une modélisation des phénomènes. Dans un 2ème temps, le procédé a été testé sur un sol d'origine industrielle pollué par du zinc, du cuivre, du plomb et de l'arsenic. L'étude de faisabilité de traitement menée en batch a conduit à la solubilisation de 50% du zinc et 40% du cuivre mais s'est avérée inefficace pour les 2 autres éléments. Les travaux ont été poursuivis par une étude pilote de lixiviation en tas permettant de traiter 4 kg de sol qui a conduit à des résultats décevants car les pourcentages de solubilisation des métaux ne dépassent pas 10%. Cependant, L'étude s'est avérée positive quant à l'approche expérimentale et devrait être testée sur un autre type de sol ayant des caractéristiques physio-chimiques différents. Le modèle d'oxydation du soufre devrait être développé en tenant compte des facteurs limitants tels que la diffusion de l'oxygène et des nutriments à travers la couche de sol
France, as other industrialized countries, has on its territory many sites contaminated by metallic or organic pollutants. Specific remediation technologies have been developed, mainly in North. America, and other technologies used for the treatment of solids wastes have also been adapted to the treatment of contaminated technologies include physical chemical methods (such as stabilization/solidification, vitrification, electroreclamation, extraction), thermal processes (desorption,. . . ) and containment. Biological process are still relatively rarely applied for metallic pollutant. Bioleaching is a potentially applicable method which has been studied in this work. The method is currently used at industrial level for metal recovery from low-grade ores (bio-hydro-metallurgy based on bacterial / oxidation of metal sulfide). In first step, experiments have been conducted on the oxidation of ZnS and CdS in order to validate own experimental approach. Then. ' the study focused on the oxidation of sulfur with the Objective to couple the production of sulfuric acid by Thiobacillus thioox. Idans with the leaching of metals from the contaminated soil. A kinetic mod has been developed for the bacterial oxidation of sulfur. In a second step, the process has been tested on a real soil from an industrial site contaminated by zinc, copper, lead and arsenic, Feasibility study conducted in shaker t1asks resulted in the extraction of 50% of zinc and 40% of copper, but was inefficient on the other 2 elements. Further studies conducted on laboratory-scale lysimeters containing 4 kg of soil to simulate heap extraction indicate that limiting factor reduced the yield of stabilization to around 10%. Results indicate that the process should be tested on other contaminated soils to evaluate better its applicability, and that the model of sulfur oxidation should be developed ta take into account limiting factors such as the diffusion of oxygen ad nutriments in the soil layer

L'etude de la lixiviation bacterienne d'un concentre arsenie et pyriteux refractaire a la cyanuration directe a ete menee dans une unite continue de quatre reacteurs. Le concentre aurifere sulfure a ete oxyde a l'aide d'un inoculum dont la composition a ete determinee comme etant une culture mixte de thiobacillus ferrooxidans et thiobacillus thiooxidans. L'influence de l'arsenic et du fer en solution dans le milieu de biolixiviation vis-a-vis de l'activite de t. Ferrooxidans et t. Thiooxidans a ete etudiee. Les conditions physico-chimiques et biologiques optimales (concentration en elements nutritifs, ph, temperature, aeration et agitation) pour l'oxydation bacterienne du concentre sulfure dans l'unite pilote de laboratoire ont ete recherchees. Ainsi il a ete possible d'oxyder dans le procede de biolixiviation 90% de l'arsenopyrite alors que la pyrite n'a pas ete oxydee. Apres ce traitement, la recuperation de l'or est de l'ordre de 90 a 95% ce qui correspond a un gain de l'ordre de 25% par rapport a l'extraction de l'or sans pretraitement

Au travers d'une approche interdisciplinaire, les travaux réalisés démontrent l'importance de certaines caractéristiques cristallochimiques dans le fonctionnement du système thiobacillus-pyrite. L'oxydation bactérienne de pyrites pures est marquée par le développement progressif et anisotrope de macropores rectilignes sans diminution sensible de granulométrie. Cette porosité intragranulaire peut atteindre 35% après 60 jours de biooxydation. Une étude détaillée des figures de corrosion présentées par des grains de pyrite provenant des pulpes biolixiviées ou des surfaces polies immergées dans les réacteurs met en évidence l'importance de facteurs cristallochimiques déterminants pour la dissolution bactérienne des pyrites: la cristallinité, la composition chimique (présence d'arsenic) et l'hétérogénéité minéralogique. L'emploi d'une électrode de pyrite originale, particulièrement sensible aux modifications superficielles (électriques ou physiques) du minéral aide à mettre en évidence quatre phases distinctes au cours du cycle de biooxydation d'une pyrite et à préciser pour chacune d'entre elles les réactions électrochimiques impliquées. L'utilisation conjointe de techniques spectroscopiques (sirtf, uv et xps) a permis d'identifier les phases superficielles initialement présentes (feso#4, fe#2(so#4)#3, soufre s#8 ou oxydes et hydroxyde de fer) sur les pyrites étudiées et de suivre leur développement discontinu et hétérogène au cours du cycle de biolixiviation. En fonction de leur taux de recouvrement statistique respectif, ces composés superficiels peuvent modifier de façon drastique l'activité bactérienne. Les résultats conduisent à proposer un modèle mathématique de la corrosion par propagation de pores et un modèle phénoménologique d'évolution des phases superficielles et de leurs effets régulateurs sur l'activité solubilisatrice de thiobacillus ferrooxidans

L’objectif de ce travail est d'étudier les différents mécanismes d'interactions microorganismes-radioéléments dans des conditions proches d'un site de stockage de déchets radioactifs et de déterminer l'ensemble des mécanismes d'intervention microbienne sur la mobilité de radioéléments incorporés dans des matériaux de confinement. Ce mémoire présente les différents points suivants: une étude bibliographique sur les interactions microorganismes-radioéléments; les conditions de production de métabolites au cours de la croissance microbienne (influence de la nature de la source carbonée, effets du pH, des conditions d'aérobiose,. . . ); les mécanismes d'intervention directe pour déterminer l'importance du mécanisme de biosorption par les microorganismes. La biomasse microbienne peut interagir fortement avec les actinides, les métaux lourds et les radioéléments; l'intervention des microorganismes sur des materiaux du stockage (ciment et argile) contenant des radioéléments (uranium, césium); les capacités de complexation des acides organiques et minéraux produits au cours de la croissance microbienne

A l'échelle de la bactérie, les processus microscopiques qui conduisent à l'oxydation corrosive de la pyrite par thiobacillus ferrooxidans sont encore mal décrits, tant d'un point de vue microbiologique que d'un point de vue physico-chimique. Pour mieux cerner et comprendre les réactions à l'interface bactérie-minéral, une étude locale à l'échelle micrométrique, de l'interface pyrite-solution, a été réalisée dans ce travail. Les techniques employées (spectroscopies xps, raman, électrochimie et gc-ms) pour la description physico-chimique de la surface des pyrites oxydées, décapées ou biolixiviées ont permis de caractériser qualitativement ou quantitativement les phases superficielles oxydées (soufre élémentaire, oxyhydroxydes de fer, sulfates ferreux ou ferriques, polysulfures). A cette diversité chimique s'ajoute une hétérogénéité de distribution spatiale des produits d'oxydation, caractérisée et évaluée grâce à la microscopie à force atomique (AFM). Une approche mathématique et statistique de la topographie de la surface minérale a été développée pour établir une modélisation morpho-chimique de l'interface. D'autre part, l'emploi conjoint de techniques microbiologiques, physico-chimiques et spectroscopiques, a établi les liens existant entre les cinétiques de solubilisation, le développement de la corrosion et l'organisation des phases superficielles au cours de la biolixiviation. Résultant exclusivement de l'action du fer(III) à la surface du minéral, ces composés de surface apparaissent comme les seuls substrats solides utilisables par thiobacillus ferrooxidans, incapable d'oxyder directement la pyrite. Produits indirectement par l'oxydation bactérienne du fer(II) en solution, ils contrôlent aussi la corrosion de la pyrite par leur organisation chimique et leur distribution spatiale. Tous ces résultats fondamentaux permettent de proposer un modèle morpho-chimique dynamique de l'interface pyrite-solution au cours de son oxydation par thiobacillus ferrooxidans.

La lixiviation bactérienne est l'application biotechnologique la plus importante dans l'industrie métallurgique, celle-ci est utilisée pour la récupération des métaux par lessivage, utilisant les capacités que possèdent certains micro-organismes à solubiliser les métaux. Ce travail est divisé en quatre sections: premièrement, nous avons identifié la composition microbiologique de la culture mixte en notre possession. Cette culture mixte est composée de trois populations bactériennes. Deuxièmement, nous avons étudié l'influence de certains paramètres physico-chimiques tels que le pH, la température, la concentration en CO2, le taux de solides et l'ajout de Fe3+ au milieu réactionnel sur la cinétique de la biolixiviation, en culture discontinue. Ces études ont notamment conduit à la détermination d'un pH (1. 75), d'une température (32-37°C) et d'une concentration en CO2 (0,03 et 2% v/v) optimaux pour ce procédé. Troisièmement, nous avons comparé différents systèmes réactionnels (air-lift, lit fluidisé et mécaniquement agité) pour aider au choix d'une future technologie alternative. Notre dernière contribution a porté sur l'étude de la capacité de la culture mixte à oxyder des déchets industriels contenant de l'antimoine, en culture discontinue. Nous avons étudié le rôle important de l'interaction galvanique entre la pyrite et les résidus antimoniés sur la récupération de l'antimoine

On étudie la faisabilité du procédé de biolixiviation de minerais sulfurés métalliques dans une colonne à bulles à solide suspendu, à priori moins énergivore que le réacteur mécaniquement agité utilisé habituellement dans l'industrie minéralurgique. Afin de donner les bases du dimensionnement du réacteur, des études hydrodynamique, de transfert de matière gaz-liquide et de transfert de chaleur à un tube de transfert ont été réalisées sur une colonne pour deux types de particules (billes de verre et particules de pyrite). La rétention de gaz est plus petite en milieu triphasique qu'en système biphasique et elle n'est pas affectée par la vitesse du liquide ni par la concentration en solide dans la colonne. Même aux plus grandes vitesses utilisées, la concentration en billes de verre n'est pas homogène dans le réacteur. Pour la pyrite, aux vitesses de gaz élevées, le profil de concentration en solide est moins marqué, alors qu'aux faibles vitesses, les particules se concentrent en bas de colonne. L’écoulement de la phase liquide peut être modélisé par deux réacteurs agités en série. Pour le transfert de chaleur sonde/lit, on constate une différence de comportement entre les deux types de particules. Dans le cas des billes de verre, les valeurs de h sont plus faibles qu'en colonne à bulles ; dans le cas de la pyrite, le coefficient de transfert de chaleur est plus important qu'en système eau-air. L’étude du transfert de matière gaz-liquide a montré que les valeurs du coefficient volumique de transfert de matière gaz-liquide en milieu triphasique sont plus faibles qu'en gaz-liquide. Enfin, quelques essais en maquette chaude ont montré que la réaction de biolixiviation avait bien lieu dans la colonne à bulles à solide suspendu, même à des concentrations en solide assez élevées. Au maximum de la croissance des micro-organismes, la réaction de biolixiviation est limitée par le transfert de matière gaz-liquide