Opina sobre Acceso Abierto

Caractersticas y adaptabilidad de los microorganismos hierro y azufre-oxidantes utilizados para la recuperacin de metales a partir de minerales y sus concentradosDouglas E Rawlings *

Abstracto

Los microorganismos se utilizan en los procesos de montn o de aireacin del tanque a gran escala para la extraccin comercial de una variedad de metales a partir de sus minerales o concentrados. Estos incluyen cobre, cobalto, oro y, en el pasado, el uranio. Los procesos de solubilizacin de metal se consideran en gran medida qumica con los microorganismos proporcionar los productos qumicos y el espacio (capa de exopolisacridos) donde se producen las reacciones de disolucin mineral. Temperaturas a las que estos procesos se llevan a cabo pueden variar desde la ambiente hasta 80 C y los tipos de organismos presentes depende en gran medida de la temperatura del proceso utilizado. Independientemente de la temperatura de operacin, los microbios Biominera tienen varias caractersticas en comn. Una caracterstica compartida es su capacidad para producir el hierro frrico y cido sulfrico requerido para degradar el mineral y facilitar la recuperacin de metal. Otras caractersticas son su capacidad para crecer autotrfico, su tolerancia al cido y su resistencia inherente de metal o la capacidad para adquirir resistencia metal. Aunque los microorganismos que impulsan el proceso tienen las propiedades anteriores en comn, los microbios Biominera generalmente ocurrir en consorcios en los que puede ocurrir alimentacin cruzada de tal manera que una combinacin de microbios incluyendo algunos con tendencias heterotrficas puede contribuir a la eficiencia del proceso. La notable capacidad de adaptacin de estos organismos es asistido por varios de los procesos que son sistemas de flujo continuo que permiten la seleccin continua de microorganismos que son ms eficientes en la degradacin del mineral. La adaptabilidad tambin es asistido por los procesos que permiten ser as nuevos organismos abiertos y no estriles para entrar. Esta apertura permite la posibilidad de nuevos genes que mejoran la aptitud de clulas que se selecciona de entre el grupo de genes horizontal. Se describen las caractersticas que los microorganismos Biominera tienen en comn y los ejemplos de su notable capacidad de adaptacin.

Revisin1. Introduccin

La solubilizacin de los metales debido a la accin de los microbios y la posterior recuperacin de los metales de la solucin tiene profundas races histricas que se han revisado ampliamente [61,70]. Del mismo modo, una indicacin del nmero y tamao de las operaciones que emplean microbios para la recuperacin de principalmente cobre, oro, cobalto y uranio tambin ha sido revisada [61,72]. Estos procesos utilizan la accin de microbios para uno de dos propsitos. Ya sea para convertir sulfuros metlicos insolubles (u xidos) a agua sulfatos metlicos solubles o como un proceso de pretratamiento para abrir la estructura del mineral permitiendo as otros productos qumicos para penetrar mejor el mineral y disolver el metal deseado. Un ejemplo del primer tipo de proceso es la conversin de cobre insoluble presente en minerales como covelita (CuS) o calcosina (Cu2S) a sulfato de cobre soluble. Un ejemplo de la segunda, es la eliminacin de hierro, arsnico y azufre de arsenopirita aurfera de modo que el oro que permanece en el mineral es ms fcilmente extrado por posterior tratamiento con cianuro. Ambos son procesos de oxidacin, pero donde el metal a ser recuperado se extrajo en solucin, el proceso se conoce como biolixiviacin, mientras que cuando el metal permanece en el mineral, biolixiviacin es un trmino apropiado y el proceso estrictamente debe ser referido como biooxidacin. Sin embargo, el trmino biolixiviacin se utiliza con frecuencia para ambos. No todos los tipos de mineral son susceptibles a la lixiviacin biologicallyassisted. En general, el mineral debe contener hierro o una forma reducida de azufre. Alternativamente, un mineral carente de estos compuestos se puede lixiviar si se produce junto con otro mineral que contiene hierro y azufre reducido, siempre que el mineral est sujeto al ataque de hierro frrico y / o cido sulfrico. Los metales en ciertos minerales de sulfuro no pueden ser solubilizados por un proceso de formacin de complejos con oxlico, ctrico u otros cidos orgnicos. Estos cidos orgnicos se producen tpicamente por ciertos tipos de hongos y este tipo de proceso de solubilizacin de metal no sern discutidos en esta revisin [8]. Esta revisin se centrar en las propiedades que los diversos tipos de organismos biooxidacin minerales tienen en comn. Sin embargo, antes de discutir estas caractersticas generales, es necesario describir brevemente el mecanismo de lixiviacin y la tecnologa de los procesos de recuperacin de metales2. Mecanismos de biolixiviacin

Lixiviacin de metales es ahora reconocida como siendo principalmente un proceso qumico en el que el hierro frrico y los protones son los responsables de llevar a cabo las reacciones de lixiviacin. El papel de los microorganismos es generar los productos qumicos de lixiviacin y para crear el espacio en el que las reacciones de lixiviacin tienen lugar. Los microorganismos forman tpicamente una capa de exopolisacridos (EPS) cuando se adhieren a la superficie de un mineral [78] pero no cuando el crecimiento de clulas planctnicas como [22]. Es dentro de este EPS capa en lugar de en la solucin a granel que las reacciones tienen lugar biooxidacin ms rpidamente y de manera eficiente y por lo tanto el EPS sirve como el espacio de reaccin [31,75,78,89]. La reaccin de disolucin mineral no es idntica para todos los sulfuros de metal y la oxidacin de sulfuros metlicos diferentes ganancias a travs de diferentes productos intermedios [80]. Esto tambin ha sido revisado recientemente [75]. Brevemente, un mecanismo de tiosulfato se ha propuesto para la oxidacin de sulfuros metlicos insolubles de cido tales como la pirita (FeS2) y molibdenita (MoS2), y un mecanismo de polisulfuro de sulfuros metlicos solubles en cido, tales como esfalerita (ZnS), calcopirita (CuFeS2) o galena (PbS).

En el mecanismo de tiosulfato, la solubilizacin es a travs de ataque hierro frrico sobre los sulfuros de metal-cido insoluble con thiosufate siendo el principal intermedio y sulfato de el producto final principal. Uso de pirita como un ejemplo de un mineral, las reacciones pueden ser representados como:

En el caso del mecanismo de polisulfuro, la solubilizacin del sulfuro de metal soluble en cido es a travs de un ataque combinado por el hierro frrico y los protones, con azufre elemental como el principal intermedio. Este azufre elemental es relativamente estable, pero puede estar oxidado a sulfato por microbios de azufre-oxidante tal como thiooxidans Acidithiobacillus o Acidithiobacillus caldus (reaccin de 5 a continuacin).

El hierro ferroso producido en las reacciones (1) a (4) puede ser re oxida a hierro frrico por microorganismos de hierro-oxidante tal como Acidithiobacillus ferrooxidans o bacterias de los gneros o Leptospirillum Sulfobacillus.

El papel de los microorganismos en la solubilizacin de sulfuros de metal es, por lo tanto, para proporcionar cido sulfrico (reaccin 5) para un ataque de protones y para mantener el hierro en el estado frrico oxidado (reaccin 6) para un ataque oxidativo sobre el mineral3. Efecto de la temperatura

Procesos de biolixiviacin se llevan a cabo en un rango de temperaturas desde temperatura ambiente hasta una planta de demostracin que se ha operado a 80 C [72]. Como era de esperar, los tipos de microbios hierro y azufre-oxidantes presentes varan en funcin del rango de temperatura. Los tipos de microbios que se encuentran en procesos que operan desde la ambiente hasta 40 C tienden a ser similares independientemente de la mineral, como son aquellos dentro de los rangos de temperatura de 45-55 C y 75- 80 C. Como se describe a continuacin, existen dos grandes categoras de procesos degradantes minerales biolgicamente asistida. Un mineral o concentrado se coloca ya sea en un montn o el volcado donde es de regado o una suspensin mineral finamente molido se coloca en un tanque agitado donde se airea vigorosamente. En general, los procesos de solubilizacin mineral son exotrmicas y cuando se utilizan tanques, se requiere de refrigeracin para mantener a los procesos que funcionan a 40 C a su temperatura ptima. A temperaturas ms altas la qumica de solubilizacin mineral es mucho ms rpido y en el caso de minerales como la calcopirita, se requieren temperaturas de 75-80 C para la extraccin de cobre a tener lugar a una tasa econmicamente viable.4. Las operaciones de extraccin de metales Comercial

4.1. Procesos de lixiviacin en pilas

Biolixiviacin comercial puede tener lugar mediante lo que puede considerarse como un proceso de tecnologa baja, el riego de mineral de vertederos [13]. El proceso de recuperacin de metal puede ser ms eficiente por la construccin y el riego de montones especialmente diseados ms bien que por el riego de un vertedero existente que no ha sido diseado para optimizar el proceso de lixiviacin [13,72,81]. Cuando se construye un montn, mineral aglomerado se amontona en una base impermeable y se suministra con un sistema de distribucin y recoleccin de lquido de lixiviacin eficiente. Solucin de lixiviacin cida se percola a travs del mineral triturado y microbios que crecen en la superficie del mineral en el montn producen hierro frrico y cido que resultan en disolucin mineral y solubilizacin metal. La aireacin en tales procesos puede ser pasiva, con el ser aire dibujar en el reactor como resultado del flujo de lquido, o activa con aire soplado en el montn a travs de la tubera instalada cerca de la parte inferior. Soluciones de lixiviacin que contienen metales que drenan del montn son recogidos y enviados para la recuperacin de metal [81]. Montn reactores son ms baratos de construir y operar, por lo que son ms adecuadas para el tratamiento de minerales de menor calidad. Sin embargo, en comparacin con reactores de tanque, reactores montn son ms difciles de airear de manera eficiente y la formacin indeseable de gradientes de pH y los niveles de nutrientes, as como licor de canalizacin son difciles de manejar. Adems, aunque se puede confiar en el movimiento natural de los microbios para inocular finalmente el montn, las tasas iniciales de biolixiviacin se puede mejorar mediante la inoculacin montn eficaz, pero esto es difcil de lograr. El cobre es el metal recuperado en la cantidad ms grande por medio de reactores montn [revisado en [61,72]]. Aunque las comparaciones son difciles ya que los datos se presentan en diferentes formas, ejemplos de grandes operaciones de lixiviacin de cobre son las de Sociedad Contractual Minera El Abra y la Divisin Codelco Radimiro Tomic, tanto en Chile como en la produccin de 225 000 y 180 000 toneladas de cobre por ao, respectivamente. Mineral de oro tambin se trata previamente por biolixiviacin en pilas de Newmont Mining, en la regin de Carlin Trend, Nevada, EE.UU..4.2. Procesos de lixiviacin Tank

En los procesos de tanque agitado altamente aireados, reactores de flujo continuo colocados en serie se utilizan para tratar el mineral. Finamente molida concentrado de mineral o mena se aade a la primera tanque junto con nutrientes inorgnicos en forma de fertilizantes y amoniaco-fosfato que contiene. La suspensin mineral fluye a travs de la serie de tanques altamente aireados que son pH y temperatura controlada [23,70,93] solubilizacin Mineral tiene lugar en das en los reactores de tanque agitado en comparacin con semanas o meses en los reactores montn. Reactores de tanque agitado que operan a 40 C y 50 C han demostrado ser muy robusto y se requiere muy poca adaptacin proceso para el tratamiento de diferentes tipos de minerales [68]. Una limitacin importante en el funcionamiento de reactores de tanque agitado es la cantidad de slidos (densidad de pulpa) que puede ser mantenido en suspensin. Esto est limitado a aproximadamente 20% a densidades de pulpa> 20%, mezcla fsica y problemas microbianas se producen. El lquido se convierte en demasiado grueso para la transferencia de gas eficiente y la fuerza de cizalladura inducida por los impulsores causa dao fsico a las clulas microbianas. Esta limitacin en la concentracin de slidos ms considerablemente ms altos costos de capital y de funcionamiento en comparacin con los reactores de tanque de almacenamiento dinmico ha significado que el uso de reactores agitados se ha restringido a los minerales de alto valor o concentrados minerales [72]. Tanques agitados se utilizan como un proceso de pretratamiento para goldcontaining arsenopirita se concentra con el primero de ellos de haber sido construido en la mina de Fairview, Barberton, Sudfrica, en 1986 [73,93]. El ms grande es en Sansu en los yacimientos de oro de Ashanti de Ghana, frica Occidental. Estas dos operaciones actualmente tratan 55 y 960 toneladas de oro concentrado por da respectivamente. Otro ejemplo es el uso de tanques agitados para tratar 240 toneladas de pirita que contiene cobalto en 1300 tanques m3 en Kasese, Uganda [[14], revisado en [72]].Tipos de microorganismosEn general, los tipos de microorganismos que se encuentran en los procesos de heapleaching son similares a los encontrados en los procesos de tanque agitado, sin embargo, las proporciones de los microbios pueden variar dependiendo del mineral y las condiciones en las que se desarrollan los montones o tanques. En los procesos que operan a partir de la temperatura ambiente a aproximadamente 40 C, los microorganismos ms importantes son consideradas como un consorcio de bacterias Gram-negativas. Estos son el hierro y Acidithiobacillus ferrooxidans de azufre-oxidantes (previamente Thiobacillus ferrooxidans), los thiooxidans de azufre-oxidantes Acidithiobacillus (anteriormente Thiobacillus thiooxidans) y Acidithiobacillus caldus (previamente Thiobacillus caldus), y el leptospirilli hierro-oxidante, Leptospirillum ferrooxidans y Leptospirillum ferriphilum [ 18,29,32,34,94]. Si el hierro ferroso se aade a las soluciones de lixiviacin (lixiviantes) que se distribuyen a travs de un montn o descarga, a continuacin, At. ferrooxidans pueden dominar las hierro-oxidantes. En el flujo continuo, los procesos de tanque agitado, la concentracin de hierro frrico estado estacionario es generalmente alto y bajo tales condiciones At. ferrooxidans es menos importante que una combinacin de Leptospirillum y At. thiooxidans o At. caldus [71]. Gram-positivo hierro y azufre-oxidante bacterias relacionadas con thermosulfidooxidans Sulfobacillus tambin se han identificado [29]. El consorcio de los microbios de biolixiviacin con frecuencia incluye organismos hetertrofos acidfilas tales como bacterias pertenecientes al gnero Acidiphilium [38] o Ferroplasma-como arqueas [33,95]. Un reactor de lecho fluidizado que opera a 37 C y pH 1,4 fue dominado por L. ferriphilum con una pequea proporcin de Ferroplasma-como arqueas [47]. Microbios 'inclinadas heterotrficamente' se cree para ayudar al crecimiento de las bacterias del hierro-oxidantes como el At. ferrooxidans y la leptospirilli [36,43]. Esto se cree que es debido a su capacidad para proporcionar nutrientes esenciales o para eliminar los compuestos orgnicos txicos u otras sustancias inhibidoras. Cunto esta capacidad contribuye a la eficiencia general biooxidation mineral de un consorcio microbiano en la prctica todava no est claro [45].Hay menos procesos comerciales que operan en el rango de 45 a 50 C, por lo que los estudios sobre los microorganismos que dominan estos consorcios biolixiviacin han sido menos bien informado. Rawlings et al., [71] identificaron At. caldus y una especie de Leptospirillum como los microbios dominantes en un flujo continuo de tanques biooxidacin procesamiento de varios minerales que operan en este rango de temperatura. At. Se encontraron caldus, thermosulfidooxidans Sulfobacillus y bacterias de la especie informalmente reconocidas Sulfobacillus montserratensis 'junto con una bacteria del suelo trmica inculto a dominar el consorcio de organismos oxidantes concentrado de calcopirita a 45 C. Las mismas bacterias dominaron la cultura independientemente de si se est oxidan calcopirita, pirita o un concentrado de pirita arsnico [26]. En una escala piloto, la operacin de tanque agitado en el que se usaron tres tanques en serie para el tratamiento de un mineral de sulfuro polimetlico a 45 C, At. -caldus como, L. ferriphilum- gusta y no se encontraron bacterias Sulfobacillus-como para dominar el primer tanque [59]. Las proporciones de estas bacterias disminuyeron en el segundo depsito con el nmero de At. caldus y Ferroplasma-como arqueas igualmente dominante. El arqueas Ferroplasma-como domin por completo el tercer tanque con el nmero de leptospirilli reducirse a niveles indetectables. Cuando se probaron combinaciones de cultivos puros, un cultivo mixto que contiene tanto auttrofos (Leptospirillum MT6 y At. Caldus) y termfilos moderados hetertrofos (Ferroplasma MT17) fue el ms eficiente [60]. La presencia de organismos Ferroplasma-como est siendo cada vez mayor en los procesos de biolixiviacin reconocido que operan a muy bajo pH (1,4 o menos). Estas arqueas parecen ser capaces de oxidar minerales como pirita en cultivo puro aunque no sin una pequea cantidad de extracto de levadura. Las especies del gnero grampositivos, Acidimicrobium [16] pueden ocurrir junto con sulfobacilli en cultivos que crecen a 45 C.Hay incluso menos informes sobre los tipos de microbios que se producen en los procesos de tratamiento mineral que operan a temperaturas> 70 C que a temperaturas ms bajas. Sin embargo, es claro que estos consorcios Biominera estn dominados por archaea en lugar de bacterias, con especies de Sulfolobus y Metallosphaera ser ms prominente [54,57]. Sulfolobus METALICUS se ha encontrado para dominar a 70 C pero esto es probablemente archeaon excluidos a temperaturas ms altas con otras arqueas Metalosphaera-like y Sulfolobus-como dominando a 80 C. Archaea pertenecen al gnero Acidianus tales como Ad. ambivalensi o Ad. infernus tambin son capaces de crecer a alta temperatura (90 C para Ad. infernus) en azufre reducido y a pH bajo. Sin embargo, no est bien establecida la contribucin f estos organismos a la biolixiviacin industrial [54].

5. Caractersticas generales de minerales bacterias degradantes

Como sera obtenida de lo anterior, los microbios ms importantes implicados en la biooxidacin de minerales son aquellos que son responsables de producir el hierro frrico y cido sulfrico requerido para las reacciones de biolixiviacin. Estos son el hierro y el azufre-bacterias oxidantes de chemolithrophic y arqueas [70]. Independientemente del tipo de proceso o temperatura a la que se emplean, estos microbios tienen una serie de caractersticas en comn que los hacen especialmente adecuados para su papel en la solubilizacin mineral. Cuatro de las caractersticas ms importantes son; a) que crecen autotrfico fijando el CO2 de la atmsfera; b) que obtienen su energa mediante el uso de cualquiera de hierro ferroso o compuestos de azufre inorgnicos reducidos (algunos utilizan ambos) como donador de electrones, y por lo general utilizan el oxgeno como aceptor de electrones; c) son acidfilos y crecen en ambientes de pH bajo (pH.1.4 a 1,6 es tpico) yd) son muy tolerantes a una amplia gama de iones metlicos [25], aunque hay una considerable variacin dentro y entre especies. Cada una de las caractersticas de estos se tratarn en las secciones que siguen. Los requerimientos nutricionales modestas de estos organismos son proporcionados por la aireacin de una suspensin mineral de hierro y / o que contienen azufre en el agua o el riego de un montn. Pequeas cantidades de fertilizante inorgnico pueden aadirse para asegurar que el nitrgeno, fosfato, potasio y rastrear limitacin elemento no se produce. Una caracterstica ventajosa adicional de las operaciones de biooxidacin minerales es que normalmente no estn sujetos a contaminacin por microorganismos no deseados. En el caso de procesos de lixiviacin tanque de flujo continuo, la continua de lavado de mineral junto con sus microbios adjuntos, as como los organismos en suspensin proporciona una fuerte seleccin para la mejora de microorganismos.

6. Nutricin6.1 autotrficoLos microorganismos que impulsan los procesos de degradacin mineral son auttrofos y obtienen su carbono para la sntesis de la masa celular desde el dixido de carbono en el aire utilizado para airear el proceso. Microorganismos hetertrofos que viven de los desechos producidos por los auttrofos son por lo general tambin estn presentes y hay alguna evidencia de que estos hetertrofos pueden ayudar en el proceso [45]. Procesos de degradacin Mineral difieren de la gran mayora de otros procesos comerciales que emplean microorganismos donde es necesario un sustrato orgnico para proporcionar la fuente de carbono y energa necesaria para el crecimiento microbiano. Si fuera necesario para alimentar a los microorganismos necesarios para la degradacin de mineral con una fuente de carbono (por ejemplo, la melaza), procesos de oxidacin bio mineral comerciales sera poco probable que sea viable.Las bacterias como el acidothiobacilli y leptospirilli, fijar CO2 en el ciclo de las pentosas fosfato reductivo Calvino, utilizando la enzima ribulosa 1,5-bifosfato carboxilasa (RuBPCase o Rubisco) [92]. La concentracin de CO2 presente en el aire es generalmente suficiente para evitar la limitacin de carbono cuando bacterias como Acidithiobacillus ferrooxidans estn creciendo en hierro ferroso. Esta bacteria probablemente responde a CO2 limitacin mediante el aumento de la concentracin celular de RuBPCase [17]. At. cepa ferrooxidans Fe1 se ha informado que tienen dos copias idnticas de los genes estructurales para RuBPCase (aunque las regiones flanqueantes son diferentes, [49]) que estn separados por ms de 5 kb [48]. La razn de esta duplicacin no ha sido probado.At. ferrooxidans se considera que es un autotroph obligado pero se ha demostrado que el uso de cido frmico como fuente de carbono siempre que se hizo crecer en cultivo continuo y el cido frmico se aliment en la suficiente lentitud para que la concentracin permanezca bajo [65]. Del mismo modo, los genes para un complejo hydrogenlyase formiato han sido localizados en el genoma de Leptospirillum tipo II y es por lo tanto probable que crezca tambin en formiato [92]. Sin embargo, como CO2, cido frmico tiene un solo tomo de carbono y cuando se lisaron por el formiato de clula puede ser asimilada por el ciclo de Calvin en mucho la sameway como CO2. Ya sea la capacidad de utilizar formiato es de valor en los procesos comerciales no est claro.En el caso de varias de las otras bacterias, tales como los thermosulfidooxidans Sulfobacillus moderadamente termfilas, se requiere 1% v / v de aire enriquecida con CO2 para el crecimiento rpido auttrofa en cultivo puro. Esto puede ser en parte debido a la solubilidad del CO2 se reduce a 50 C y en parte debido a que estas bacterias son conocidos por ser ineficaces en la absorcin de CO2. Especies Sulfobacillus son nutricionalmente verstil y tambin capaz de un crecimiento hetertrofos [16,55]. La mayora de los miembros de las arqueas son hetertrofos, aunque se han reportado algunas especies del gnero Sulfolobus creciendo autotrfico. Detalles de la ruta de fijacin de CO2 son desconocidas aunque se ha sugerido que acetil-CoA carboxilacin puede ser un paso clave y que la sntesis de protena biotina carboxilasa y biotina-carboxilo-carrier son mayores bajo condiciones de limitacin de CO2 [54]. Este complejo est codificado por genes adyacentes a genes que codifican una transferasa putativo carboxilo propionil-CoA y juntos estas observaciones estn de acuerdo con la sugerencia de que Acidianus brierleyi tiene una va de 3- hidroxipropionato modificado para la fijacin de CO2 [41]. Otros tipos de arqueas tales como la Ferroplasma tienen los genes necesarios para fijar el dixido de carbono a travs de la va reductora acetil CoA [92]. Como Sulfobacillus spp., El crecimiento autotrfico de Sulfolobus spp. se ve reforzada en el 1% enriquecida con CO2 del aire [54].6.2 nitrgeno, fosfato y oligoelementosBasado en el peso seco, el nitrgeno es el siguiente elemento ms importante despus de carbono para la sntesis de nueva masa celular. Niveles de amonio de 0,2 mM se han notificado a ser suficiente para satisfacer el requisito de nitrgeno de al. ferrooxidans [91]. Las altas concentraciones de nitrgeno inorgnico u orgnico son inhibidora para planchar la oxidacin. Exactamente la cantidad de nitrgeno debe estar presente en un medio de crecimiento ser dependiente de la cantidad de crecimiento de las clulas para ser soportado. El amonaco es altamente soluble en soluciones cidas y se ha encontrado que trazas de amonaco presente en el aire pueden ser absorbidos fcilmente en medio de crecimiento. Por lo tanto, la determinacin de los requisitos exactos de nitrgeno es difcil de estimar. En las operaciones comerciales, sulfato de amonio grado fertilizante barato se aade tpicamente a los tanques de biooxidacin o montones de biolixiviacin para asegurar que el nitrgeno se dispone de suficiente [23].La capacidad de At. ferrooxidans para reducir dinitrgeno atmosfrico en amonaco se inform y los genes de la enzima nitrogenasa (nifHDK) fueron clonados hace varios aos [52,64,69]. La capacidad de fijar el nitrgeno es probablemente una propiedad general de At. ferrooxidans como por lo menos quince cepas de At. ferrooxidans han demostrado que contienen los genes nitrogenasa (Rawlings, no publicado). L. ferrooxidans tambin fue demostrado para contener genes nifHDK, para reducir acetileno a etileno (una prueba comn para la actividad de la nitrogenasa) y al mismo tiempo para oxidar ferroso a hierro frrico en concentraciones de oxgeno bajas [56]. Esta actividad fue reprimida por amonaco, una fuerte indicacin de la actividad de fijacin de nitrgeno. La fijacin de nitrgeno (NIF) opern y muchos de los elementos reguladores de un nif L. ferrooxidans del ro Tinto se han aislado y secuenciado [62,63]. Curiosamente el anlisis del genoma de Leptospirillum tipo II (L. ferriphilum) indic la ausencia de genes para la fijacin de nitrgeno en esta especie [92].Actividad de la enzima nitrogenasa es inhibida por el oxgeno. Se encontr que At. ferrooxidans crecen en hierro no fijan el nitrgeno cuando aireado, pero comenzaron a fijar el nitrgeno una vez que la concentracin de oxgeno haba cado [52]. Por lo tanto, la cantidad de fijacin de nitrgeno se realiza en depsitos biooxidacin altamente aireados o montones es incierto. Sin embargo, la aireacin de montones no es homognea y la fijacin de nitrgeno podra tener lugar en las partes de un montn donde el oxgeno est ausente o su concentracin es suficientemente baja. La sensibilidad de la nitrogenasa al oxgeno plantea un problema especial para leptospirilli porque, como lo que se sabe, se utiliza slo el hierro como su donante de electrones y es probablemente estrictamente aerbico. Un mecanismo por el que la nitrogenasa puede ser protegido contra el oxgeno es la proteccin respiratoria, por lo que el consumo rpido de oxgeno por un citocromo oxidasa es mantiene una baja concentracin de oxgeno compatible con la fijacin del nitrgeno. Se ha sugerido que bd citocromo es responsable de la proteccin respiratoria en At. ferrooxidans [10]. Se ha encontrado que Leptospirillum tipo II tambin tiene genes que codifican las dos oxidasas ccb3 y terminales bd a pesar de que no tiene la nitrogenasa [92]. Uno puede especular que si bd citocromo tambin est presente en L. ferrooxdans, este citocromo podra ser responsable de la proteccin respiratoria de su nitrogenasa.7. Fuentes de energaComo se describe en una seccin anterior, la solubilizacin de minerales se considera que es un proceso qumico que resulta de la accin de hierro frrico y / o cido, tpicamente cido sulfrico. Por lo tanto, independientemente de las temperaturas a las que crecen en los microorganismos, que desempean el papel principal en la lixiviacin de metales a partir de minerales son o bien de hierro o azufre-oxidantes organismos. El hierro y el azufre sirven como donantes de electrones durante la respiracin.7.1 oxidacin del hierroEl hierro ferroso se oxida fcilmente a hierro frrico y de esta manera puede servir como un donador de electrones. El Fe2 + / Fe3 + redox pareja tiene un potencial normal de electrodo positivo (770 mV a pH 2). Como resultado solamente de oxgeno es capaz de actuar como un aceptor de electrones natural y en presencia de protones con el producto de la reaccin de agua siendo (O2 / H2O 820 mV a pH 7). El uso de hierro como un donador de electrones por lo tanto ocurrir slo durante la respiracin aerbica. Sin embargo, bajo condiciones aerbicas, el hierro ferroso se oxida espontneamente a hierro frrico a menos que el pH es bajo. Por lo tanto, las bacterias acidfilas extremadamente son capaces de utilizar el hierro ferroso como donante de electrones de una manera que no es posible para las bacterias que crecen a pH neutro. Debido a que la diferencia en el potencial redox entre el Fe2 + / Fe3 + y pares redox O2 / H2O es pequeo y porque slo un mol de electrones se libera por mol de hierro oxidado, grandes cantidades de hierro ferroso necesitan ser oxidado para producir relativamente poco masa celular. Estas grandes cantidades de hierro no son transportados a travs de la membrana celular, pero permanecen fuera de la clula y cada tomo de hierro ferroso simplemente entrega sus electrones a un soporte situado en la envoltura celular (vase ms adelante).El mecanismo de oxidacin de hierro ha sido ms ampliamenteestudiado por la bacteria At. ferrooxidans. Un modelo para la oxidacin del hierro se muestra en la Figura 1. Esta bacteria contiene un opern rus que se propone para codificar para la cadena de transporte de electrones que se utiliza durante la oxidacin de hierro ferroso [2]. Este opern consiste en genes de un citocromo oxidasa de tipo aa3, un citocromo-c membrana externa de alto peso molecular se encuentra (Cyc2) [97], un tipo citocromo C4, un bajo peso molecular de protenas rusticyanin contiene cobre (de la que el opern deriva su nombre) y un ORF propuso para codificar una protena periplsmica de funcin desconocida. La deteccin de rusticyanin se ha relacionado con el crecimiento de al. ferrooxidans en hierro y se ha demostrado que la expresin del opern rus era de 5 a 25 veces ms altos durante el crecimiento en hierro en comparacin con azufre [99]. De hecho, se ha calculado que hasta el 5% de la protena celular total de At. ferrooxidans cuando se crece en hierro se compone de rusticyanin [19]. Se ha sugerido que rusticyanin probablemente funciona como un depsito de electrones de tal manera que se tarda fcilmente electrones disponibles en la membrana externa y los canales de ellos por la va respiratoria [76]. Rusticyanin sirve como funcin de amortiguamiento redox asegurar que la membrana externa Cyc2 aceptor de electrones permanece en un estado totalmente oxidado, listo para recibir electrones de hierro ferroso, incluso en presencia de fluctuaciones a corto plazo de oxgeno.Curiosamente aporusticyanin ha sido implicado en la adhesin de At. clulas ferrooxidans de pirita [4]. Aunque el opern rus est claramente implicado en la oxidacin del hierro, todava no se sabe si los componentes del opern son suficientes para el hierro el sistema de transporte de electrones o si otros componentes, tales como el gen iro para una alta oxidasa hierro potencial redox (HiPIP) podra tambin desempean un papel [50]. HiPIPs podran no estar presente en todas las cepas de At. ferrooxidans y podra desempear un papel ms importante en la oxidacin de azufre que la oxidacin del hierro.Una pregunta que tiene intrigado a los investigadores es si las cadenas de transporte de electrones del hierro-oxidacin de diferentes organismos estn relacionados. Bob Blake (Xavier University) y sus colegas han investigado los componentes de la oxidacin del hierro en al menos cinco microorganismos diferentes acidfilas, tres bacterias (Acidithiobacillus ferrooxidans, m1 bacteria no identificada, ferrooxidans Leptospirillum), y dos arqueas (Sulfobacillus Metallicus y Metallosphaera Sedula) [5,6 ]. En todos los cinco organismos a los componentes de la cadena de transporte de electrones eran muy diferentes y la conclusin fue que la capacidad de utilizar el hierro ferroso como donante de electrones probablemente ha evolucionado independientemente en varias veces. Aunque la oxidacin del hierro es el ms estudiado en el At. ferrooxidans, se sabe lo suficiente para sugerir que el mecanismo en L. ferrooxidans (y, presumiblemente, L. ferriphilum) deben ser sustancialmente diferente. Considerando que, At. ferrooxidans era capaz de crecer en hierro ferroso a potenciales redox de hasta aproximadamente 800 mV, L. ferrooxidans fue capaz de oxidacin a potenciales redox de 950 mV ms cerca de [7,37]. El efecto de esto es que, aunque At. ferrooxidans pueden superar L. ferrooxidans a altas proporciones de ferroso a hierro frrico (como ocurre durante las primeras etapas de la oxidacin de hierro), L. ferrooxidans outcompetes At. ferrooxidans una vez que la concentracin de hierro frrico se hace alta [74]. En un proyecto de secuenciacin del genoma de la comunidad microbiana, Banfield y compaeros de trabajo [92] informaron el montaje de un genoma casi completo de Leptospirillum grupo II, que se cree ser la misma que L. ferriphilum. Este genoma contiene un citocromo rojo, presumiblemente el mismo que el citocromo rojo identificado previamente en L. ferrooxidans [5]. Otros componentes tpicos de las cadenas de transporte de electrones incluyen citocromo tipo cbb3 oxidasas terminales hemo-cobre putativos y citocromo tipo bd oxidasas quinol. Se construy una cadena de transporte de electrones supuesto para el grupo II Leptospirillum tanto para la respiracin de descenso y los flujos de electrones NADH sntesis cuesta arriba

Figura 1Modelo de la va de transporte de electrones de oxidacin de hierro del At. ferrooxidans basado en parte en las referencias [10, 75] Modelo de la va de transporte de electrones de oxidacin de hierro del At. ferrooxidans basado en parte en las referencias [10, 75]. Los electrones se transfieren de la membrana situada citocromo c 2 [97] para rusticyanin y luego a lo largo de uno de dos caminos. El camino cuesta abajo es a travs de c4 citocromo (Cyt1) a Aa3 citocromo [2] o la cuesta arriba, revertir trayectoria de transporte de electrones a travs de c4 citocromo (CytA1) a un BC1 complejo I y una oxidorreductasa NADH-Q [28]. At. ferrooxidans tiene hasta doce citocromos c [98] y una variedad de oxidasas del citocromo algunos de los cuales parecen desempear roles diferentes en funcin de si se est oxidan el hierro o azufre [10]. El NADH es responsable de la reduccin de mercurio usando un reductasa mercrico Mer y se requiere la aa3 citocromo a reducir el mercurio a travs del mecanismo dependiente de hierro nico descubierto en At. ferrooxidans [84].

7,2 azufre como una fuente de energa

El cido responsables del medio ambiente pH muy bajo en el que se encuentran acidophiles extremas es ms a menudo el cido sulfrico. Este cido sulfrico es producido por la oxidacin de RISCs (reduccin de compuestos de azufre inorgnicos). Para que se produzca la oxidacin biolgica, los RISCs sirven como un donador de electrones con el oxgeno que acta como el aceptor de electrones energticamente ms favorable. La cantidad potencial de la energa que se puede hacer disponible cuando un tomo de azufre a partir de un mineral de sulfuro se oxida a sulfato es mucho mayor que cuando el hierro se oxida [66]. Naturalmente RISCs que ocurren estn presentes dondequiera minerales que contienen sulfuros estn expuestos a la superficie. Una variedad de RISCs se liberan como resultado de la reaccin qumica de minerales de sulfuro con agua, el hierro frrico y oxgeno [79].Los intentos de investigar las vas involucradas en la oxidacin de azufre por bacterias acidfilas han demostrado ser un reto. La reactividad qumica de muchos compuestos intermedios de azufre ha significado que algunos intermedios pueden ser producidos por una combinacin de reacciones espontneas y enzimticas [76,79]. No obstante, se estn haciendo progresos. Trabajar con At. ferrooxidans, En thiooxidans y RISC-oxidante acidophilium Acidiphilium, Rohwerer y arena [76] propusieron un modelo para la oxidacin del azufre elemental y libre de sulfuro. Azufre elemental extracelular es movilizado por los grupos tiol de protenas especficas de la membrana externa y se transporta en el citoplasma como azufre sulfano persulfide (vase la Figura 2). Este azufre persulfide se oxida a sulfato ms por un sulfito: oxidorreductasa aceptor con los electrones ms probable que se transfieren a los citocromos.El glutatin juega un papel catalizador en la activacin de azufre elemental, pero no se consume durante la oxidacin de azufre sulfano enzimtica. Oxidacin de sulfuro requiere el disulfuro de glutatin que reaccion no enzimticamente con sulfuro para dar glutatin persulfide antes de la oxidacin enzimtica. Sulfuro libre se oxida a azufre elemental en el periplasma por un sulfuro separado: quinona oxidorreductasa. La reaccin con los grupos tiol de las protenas de membrana externa mantiene el azufre de valencia cero de la precipitacin en el periplasma

figura 2Un modelo compuesto de oxidacin del azufre va de transporte de electrones del At. ferrooxidans basado en las referencias [10, 76, 96]. Los grupos tiol de las protenas de membrana externa se cree que transportar el azufre al periplasma donde se oxida por una dioxigenasa de azufre periplsmico (SDO) para sulfito y una oxidorreductasa aceptor sulfito (SOR) para sulfato de [76]. Aunque otras oxidasas del citocromo estn presentes, una oxidasa del citocromo ba3 y un complejo bc1 II junto con un ubiquinol oxidasa de tipo bd se cree que desempean los papeles principales durante la oxidacin de azufre [10, 96]. Rusticyanin y una protena de oxidacin de hierro (no se muestra) tambin podran estar involucrados en la oxidacin de azufre pero su papel exacto todava por determinar [96].En un estudio de las protenas inducidas cuando At. ferrooxidans clulas fueron cultivadas en azufre en comparacin con el hierro, se encontr que una protena de membrana externa, una protena de transferencia de azufre tiosulfato putativo, una protena de unin putativo tiosulfato / sulfato, una protena putativa de exportacin cpsula de polisacrido y varias otras protenas de funcin desconocida se indujeron [ 67]. La protena de transferencia de azufre tiosulfato y el tiosulfato / protenas de unin a sulfato parecan estar transcripcionalmente ligado a un gen para una oxidasa terminal. Varias otras protenas implicadas en la oxidacin de azufre tambin se han identificado incluyendo una dioxigenasa de azufre, un rodanasa y una protena outermembrane kD 40. Sin embargo, lo que las protenas son necesarias para la oxidacin de diferentes RISCs est lejos de ser comprendido. Adems, se han reportado estudios sobre la bioqumica de la oxidacin del azufre incluyendo evidencia de un complejo bc1 y varios citocromo oxidasas (bd y Ba3) que se producen en concentraciones ms altas cuando se crece en azufre que el hierro [10]. Un modelo en el que se ha propuesto los componentes de hierro y la oxidacin de azufre tanto electrones de alimentacin en un tipo aa3 citocromo c oxidasa para dar cuenta de los datos de expresin de genes y bioqumicos [96]. Hay indicios de que puede haber ms uniformidad en las vas utilizadas por al menos los de azufre-oxidantes bacterias Gram-negativas [30,76] que hay en vas de oxidacin del hierro. Esto probablemente no se estira a las arqueas de azufre-oxidantes, donde se han aislado los sistemas independientes tiol. Independientemente de la va utilizada, el producto de oxidacin final de RISCs es sulfato y esto resulta en una disminucin en el pH.7.3 Otras fuentes de energaIones metlicos solubles son con frecuencia presentan razonablemente altas concentraciones en ambientes muy cidos. Los iones metlicos que existen en ms de un estado de oxidacin y que tienen potenciales redox que son ms negativo que el par redox O2 / H2O, tienen el potencial de servir como donadores de electrones para las bacterias acidfilas. Un At. ferrooxidans-bacteria como se inform para oxidar directamente Cu + a Cu2 + [51,53] y U4 + a U6 + bajo condiciones aerobias y que estas reacciones de oxidacin se acoplaron a la fijacin de CO2 [24]. Sin embargo, siempre que el hierro frrico est presente, es difcil de demostrar inequvocamente la oxidacin biolgica del metal en contraposicin a la oxidacin qumica del metal por el hierro frrico. Del mismo modo se ha informado de que Mo5 + puede ser oxidado a Mo6 + y una oxidasa de molibdeno se ha aislado a partir de extractos celulares de At. ferrooxidans [85]. El potencial tambin existe que la oxidacin de oxianiones tales como As3 + (ASO2 -) para As5 + (AsO4 3-) puede servir como un donador de electrones alternativo para organismos acidfilas [83]. Un anlisis de la At. ferrooxidans ATCC23270 genoma revel que hasta las once de citocromos c estuvieron presentes [98]. Una citocromo c era especfico para el crecimiento en azufre, tres eran especficos para el crecimiento en hierro y varios fueron producidos en ambos sustratos. El gran nmero de molculas de citocromo C tambin podra ser un reflejo de la versatilidad de donantes de electrones (y aceptores de electrones) que la bacteria es capaz de utilizar.La cepa tipo de At. ferrooxidans ATCC23270, as como los otros dos At. ferrroxidans se encontraron cepas probadas para crecer por la oxidacin de hidrgeno, pero no At. thiooxidans o L. ferrooxidans [27]. Cuando crece en hidrgeno que tenan un amplio pH ptimo de pH 3,0 a 5,8 sin crecimiento que ocurre a pH 6,5. La oxidacin de hidrgeno pareca estar reprimida por la presencia de S0, Fe2 + y el mineral sulfuroso. En un estudio posterior, slo uno de cada seis At. cepas ensayadas ferrooxidans podra utilizar hidrgeno como donador de electrones para apoyar la fijacin de CO2 y el crecimiento celular con el oxgeno como aceptor de electrones [58]. Hay una posibilidad de que algunos aislados de los genes Leptospirillum podran ser capaces de usar hidrgeno como un donador de electrones, aunque esto todava no se ha demostrado.8. Relacin con el oxgeno y electrones alternativo aceptadores Los acidfilos quimiolitotrficas requieren grandes cantidades de energa para apoyar su estilo de vida auttrofa. Como puede esperarse, su aceptor terminal de electrones ms comnmente utilizado es el oxgeno como este es energticamente la opcin ms favorable. Como se describi anteriormente, el potencial redox de la pareja Fe2 + / Fe3 + es casi tan positivo como el de O2 / H2O y, en consecuencia frrico hierro es un aceptor de electrones alternativo potencialmente adecuado. Para un acidfilo auttrofa para ser capaz de utilizar el hierro frrico como aceptor de electrones debe ser capaz de utilizar RISCs o molculas distintas de hierro ferroso como donante de electrones. La oxidacin de azufre y tetrationato acoplado a la reduccin de hierro frrico en condiciones anaerbicas se ha demostrado que se producen en el caso de At. ferrooxidans [88]. Tambin se ha demostrado que varios aunque no todos los aislamientos de esta bacteria pueden crecer utilizando el H2 o reduccin acoplada-S0 de hierro frrico [58]. Otros azufre-oxidantes auttrofos como At. thiooxidans y At. caldus son aparentemente incapaz de catalizar la reduccin de hierro frrico en la ausencia de aire [35]. Adems de la capacidad de utilizar el hierro frrico, el At. ferrooxidans tambin es capaz de reducir Mo6 +, Cu2 + y Co2 + cuando se usa azufre elemental como un donador de electrones [86,87]. At. ferrooxidans y At. thiooxidans han informado a reducir V5 + a V4 +, sin embargo, si el vanadio oxidado sirvi como un receptor de electrones para la respiracin era poco claro como se airearon los matraces de agitacin [11]. Como se describi anteriormente, la gran variedad de molculas de citocromo c podra reflejar la versatilidad de At. ferrooxidans de utilizar una amplia variedad de receptor de electrones.El potencial de crecer por la respiracin hierro frrico es an mayor entre los hetertrofos extremadamente acidfilas ya que la reduccin de hierro frrico se puede acoplar a la oxidacin de muchos compuestos orgnicos. De hecho, algunas especies Acidiphilium son capaces de reducir el hierro frrico incluso bajo condiciones aerbicas tales como en matraces de agitacin y en la superficie de placas de agar, aunque se mejora la reduccin de hierro frrico cuando las concentraciones de oxgeno son relativamente bajos [44]. Adems, minerales amorfos o cristalinos no slo solubles sino tambin insolubles tales Fe (OH) 3 y jarosita se pueden reductivamente solubilizan por Acidiphilium SJH usando hierro frrico [12]. Respiracin hierro frrico tiene la ventaja de regenerar donante de electrones hierro ferroso adicional para los auttrofos obligados de hierro-oxidante debera condiciones aerbicas de nuevo prevalecen.9. Propiedades acidfilasDesde un punto de vista industrial es esencial que los microorganismos Biominera son capaces de crecer a pH bajo y toleran altas concentraciones de cido. Dos razones importantes para esto son para habilitar el ciclismo hierro y para permitir el transporte de electrones inverso a tener lugar. Se requiere un pH bajo para el ciclo de hierro mediante el cual el hierro ferroso sirve como un donador de electrones en condiciones aerbicas y de hierro frrico como un aceptor de electrones alternativo energticamente favorable si la concentracin de oxgeno cae. Esto ha sido descrito anteriormente. Hierro frrico es casi insoluble en un pH neutro, mientras que en soluciones de cido se incrementa su solubilidad. Por consiguiente, la posibilidad de utilizar el hierro frrico como aceptor de electrones alternativo es fcilmente disponible para acidophiles pero menos disponible para neutrfilos aerbico o acidophiles moderados porque el hierro frrico es casi totalmente insoluble en ambientes neutros, aerbicas. El pH externa del ambiente en el que acidophiles extremas, tales como microbios crecen Biominera es baja (por ejemplo, pH 1,0-2,0), mientras que el pH celular interno se mantiene cercano a la neutralidad [20]. Esta diferencia resulta en un gradiente de pH empinada travs de la membrana celular. Este gradiente de pH es importante para los propsitos nutricionales, especialmente cuando se utiliza un reductor dbil tal como hierro ferroso como donante de electrones. Organismos auttrofos tienen una alta exigencia de compuestos tales como NAD (P) H para reducir su fuente de carbono (CO2) para producir los azcares, nucletidos, aminocidos y otras molculas a partir del cual se sintetiza nueva masa celular. Bacterias hetertrofas no tienen tan alto una demanda de NAD (P) H como su fuente de carbono es ms reducido que el CO2 y de hidrgeno tomos retirados de su fuente de nutricin pueden ser utilizados para satisfacer su requisito de NAD (P) H ms bajo. Auttrofos chemolithotrophic requieren un gran gradiente de protones transmembrana para generar la fuerza motriz de protones requerida para energizar la sntesis de NAD (P) H. Este proceso se conoce como el transporte de electrones inversa o la va 'cuesta arriba' transferencia de electrones [9]. Aunque este fenmeno no ha sido estudiado en muchos de hierro o azufre-oxidantes quimiolitotrofos, una fuerte evidencia de que ha sido presentada cuando se crece en hierro, At. ferrooxdians contiene un complejo citocromo bc1 nico que funciona de forma diferente desde el complejo bc1 utilizados durante la oxidacin de azufre y est implicada especficamente en la va 'cuesta arriba' [28]. Una forma de ver esto es que el crecimiento en soluciones de cido es una necesidad nutricional ya que se requiere un gran gradiente de pH transmembrana para producir los tomos de hidrgeno necesarios para reducir el CO2 a la celda de masas.10. La adaptabilidad y capacidad de competir en un ambiente no estril En muchos procesos industriales que dependen de la utilizacin de microorganismos es importante que el proceso se mantiene en gran medida libre de contaminacin por organisms.From no deseado de la descripcin de los procesos de biominera dadas en la introduccin est claro que 'no estril' abrir tanques agitados o se utilizan pilas expuestas al medio ambiente. Tales procesos son susceptibles a la "contaminacin" por los microorganismos presentes en los minerales, concentrados, soluciones de nutrientes inorgnicos, aire agua, etc. Teniendo en cuenta los enormes volmenes de minerales que han de ser procesados, la relativamente baja valor del producto y la naturaleza de un entorno de minera la prevencin rentable de contaminacin sera imposible de alcanzar. Afortunadamente esto no es necesario. El objetivo del proceso es la biodegradacin del mineral o concentrado y uno busca organismos que son capaces de hacer esto ms eficazmente. Esos microorganismos que son capaces de degradar el mineral son ms eficazmente tambin los que crecer el ms rpido y por lo tanto tienen los tiempos de duplicacin ms rpido. En un proceso de flujo continuo tal como el proporcionado por una serie de tanques de lixiviacin completamente mezclados, los microorganismos en los tanques estn siendo continuamente lavados. Hay as una fuerte seleccin positiva para los microbios que crecen ms eficazmente en el mineral como aquellos microbios que crecen y se dividen el ms rpido se someten a menos lavar y dominar la poblacin microbiana en los tanques de biooxidacin. Hay pocos procesos de fermentacin biolgicos que comparten esta ventaja con otro ejemplo notable es el proceso de tratamiento de lodo activado de aguas residuales, donde se seleccionan los organismos con la capacidad de crecer ms eficazmente sobre los residuos en el agua.Anterior experiencia investigadora no declarada por el autor ha encontrado que despus de un perodo de funcionamiento, las capacidades metablicas de una poblacin de organismos Biominera pueden mejorar fuera de todo reconocimiento desde el cultivo inoculado originalmente en los tanques. Se podra predecir que las poblaciones naturales de microorganismos estn adaptados para sobrevivir bajo las fiesta o hambre condiciones muy variables que se viven en la naturaleza en lugar de las optimizados, condiciones controladas de un tanque biooxidacin. Los primeros experimentos sobre el oro-biooxidation se llevaron a cabo en una serie de tres o cuatro de flujo continuo, gaseosas, reactores de tanque agitado. Como estos reactores son caros de construir y operar, la velocidad de descomposicin concentrado tiene un efecto importante sobre la economa del proceso [23]. El proceso inicial era muy lento porque las culturas inadaptados de bacterias biooxidacin probablemente no estaban sintonizados a un rpido crecimiento y posiblemente tambin debido a que fueron sensibles a la arsnico liberado de la arsenopirita. Inicialmente se requera un tiempo de retencin de ms de doce das para la biooxidacin suficiente para permitir la recuperacin de oro ms de 95% [73]. Sin embargo, un perodo de seleccin de alrededor de dos aos en una escala de laboratorio y luego proceso de flujo continuo a escala de planta piloto result en una reduccin en el tiempo de retencin del concentrado en los reactores a siete das. Durante los dos primeros aos de funcionamiento en una planta de biooxidacin de flujo continuo a gran escala la tasa de crecimiento de las bacterias ha mejorado an ms para que el tiempo de retencin se haba reducido a alrededor de 3,5 das. Al mismo tiempo, la concentracin de slidos en el licor se aument de 10 a 18% de modo que el mismo equipo podra ser utilizado para tratar casi cuatro veces la cantidad de concentrado por da como inicialmente. Este proceso fue desarrollado por Gencor SA [23,93] y registrado como el proceso Biox.11. tolerancia de metal y resistenciaUna caracterstica importante de los quimiolitotrofos acidfilas es su tolerancia general de altas concentraciones de iones metlicos y otros. Los niveles de resistencia de varias bacterias y arqueas acidfilas a As3 +, Cu2 +, Zn2 +, Cd2 + y Ni + han sido recientemente revisado y no sern cubiertos aqu en detalle [25]. Como se predijo, los niveles de resistencia muestran una variacin considerable tensin. Adaptacin a altos niveles de resistencia de metal sobre la exposicin a un metal es probable que sea responsable de gran parte de la variacin. At. ferrooxidans parece ser particularmente resistentes a los metales y la bacteria se ha informado de crecer en medio que contiene Co2 + (30 g / l), Cu2 + (55 g / l), Ni2 + (72 g / l), Zn2 + (120 g / l) , U3O8 (12 g / l) y Fe2 + (160 g / l). En un estudio comparativo de dos en dos. ferrooxidans, dos ferrooxidans L. y un At. thiooxidans cepa, se encontr que At. ferrooxidans y L. ferrooxidans fueron aproximadamente igualmente resistentes a Cu2 +, Zn2 +, Al3 +, Ni2 + y Mn2 +, pero que L. ferrooxidans fue ms sensible (