04.03.2020 г.
Полезные бактерии: как техногенные отходы превращаются в ценный пигмент для биохимических красок

Российские учёные разработали технологию переработки металлургических и горнопромышленных отходов в биопигмент для лакокрасочной промышленности. Основной «двигатель» этого химического процесса — особые бактерии, разлагающие железо и серу. Биохимические краски на основе такого пигмента превосходят по качеству обычные химические и гораздо дешевле, утверждают исследователи. По их словам, изобретение поможет решить проблему техногенных отходов в стране. В настоящее время Россия ежегодно производит около 6 млрд тонн таких отходов, в то же время вторично используется только 15%.

Коллектив молодых учёных Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» изобрёл метод переработки отходов металлургических и горнопромышленных предприятий с помощью особых тионовых бактерий. Эти микроорганизмы перерабатывают железо и серу в ценный пигмент для производства биохимических красок. Об этом говорится в сообщении пресс-службы вуза.

Российские химики с Кольского полуострова изобрели инновационные промышленные фильтры, которые превосходят по своим характеристикам...

По данным исследователей, в России ежегодно образуется около 6 млрд тонн металлургических и горнопромышленных отходов, но перерабатывается только 15%. Большая часть не находит применения и отправляется в отвалы и специальные хранилища, что вызывает технические, технологические, экологические проблемы. Металлургические компании вынуждены платить по 0,5 рублей за хранение 1 т шлака в сутки.

Как отмечают учёные, значительная часть отходов по содержанию железа сравнима с рудными концентратами и является ценным сырьём. Например, окалина прокатного и кузнечного производств может содержать до 55—60% железа.

Специалисты кафедры физической химии НИТУ «МИСиС» совместно с коллегами из одной российской компании изобрели технологию переработки таких отходов с помощью бактериального выщелачивания. Тионовые (или серобактерии) Acidithiobacillus ferrooxidans и Acidithiobacillus thiooxidans способны окислять железо и серу в минеральном сырье. Они окисляют железо (из Fe2+ в Fe3+) в техногенных рудах и выделяют при этом необходимую для жизнедеятельности энергию.

«В результате окисления цветные металлы — вредные примеси — выщелачиваются в раствор. Техногенный материал дезагрегируется (разделяется на составные части. — RT) и обогащается продуктами жизнедеятельности бактерий, их метаболитами — липидами — и органическими кислотами, улучшающими его пластичность и стойкость, что приводит к образованию нового высококачественного продукта — биопигмента», — пояснил руководитель научной группы, магистрант кафедры физической химии вуза Иван Кочетов.

По утверждению разработчиков, полученный пигмент можно использовать в лакокрасочной, косметической, автомобильной, строительной и других отраслях промышленности. Биохимические краски на его основе, отмечают учёные, значительно превосходят по качеству обычные химические.

В лабораторных условиях исследователи смогли получить из 1 л бактериального раствора примерно 2,7—3 г биопигмента. По данным научного коллектива, стоимость раствора всего 0,7 рублей за 1 л. На 1 т биопигмента уйдёт примерно 330 тыс. литров (230 тыс. руб). Совокупная стоимость такой промышленной партии пигмента составит примерно 1,3 млн рублей (около $20 тыс.).

На данный момент учёным удалось произвести биопигменты трёх основных цветов: жёлтого, красного и синего. Научная группа продолжает исследования на предмет адаптации технологии к промышленному производству, а также занимается разработкой способа получения магнитных порошков из железосодержащих техногенных отходов.

Арсений Скрынников, RT