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Centro de Investigación en
Materiales Avanzados S.C.
Escuela Superior de Ingeniería U.A. de C.
Titulo :
Bio-colector alternativo para la recuperación de materia orgánica
en el proceso de flotación.
Autores:
Ramos-Escobedo,G.T.(1,2),Pecina-Treviño,E.T.(1)†,CamachoOrtegon,L.F.(1),Fraga–MorenoM(1);GámezGalvanI.N;.(1),
OrranKa-Borunda,E.(2)
Acapulco,Gro.Octubre2015
Coahuila
Biotecnología
Biominería.
2
Diagrama de Flujo Típico de una Planta Lavadora de
Carbón(Coahuila,México)
CARBONIFERA DE SAN PATRICIO, S.A. DE C.V.
Diagrama de Flujo del Proceso del Lavado del Carbón
PROCESO
RECEPCION Y PREPARACION CTU
D
I
A
G
R
A
M
A
ALIMENTACION
C.T.U. 26 a 34
% Cza
M1
TOLVA
PARRILLA FIJA
Y QEBRADOR
A 1" Diam.
CICLON DE
MEDIO DENSO
CRIBA DE 8' X 16'
LAV Y MEDIOS
M4
F
L
U
J
O
L
A
V
A
D
O
R
A
M 11
CONO
CILINDIRCO
M2
M7
CTU DE -1" X 0
T ERM I NA DO
MEDIOS DE -1" + 28M
CRIBA DE 8' X
12' PRELAVADO CTU DE - 1" + 28 M
D
E
P
L
A
N
T
A
PRODUCT O
C. LAVADO DE -1" + 28 M
M5
CTU ALIM.
FLOT.
CTU -1" + 28M
MEDIO DENSO
RECUPERADORES
MAGNETICOS
MEDIO
DILIUIDO
QUEBRADOR BRADFORD
CRIBA 4' X 16'
DESPERDICIO
M5
CONCENTRADOS
13.5 + - 1 %% CZA
SECADORA
CENTRIFUGA
M6
MEDIOS 22 A 25% CZA.
M8
M3
CTU - 28M X 0
CELDAS DE
FLOTACION (3)
CONCENTRADO
DE FLOTACION
M9
C. LAV DE - 28 M X 0
RECHAZO BRADFORD + 1"
M 10
COLAS DE
FLOTACION
FILTROS DE
VACIO
RECHAZO 65 a 80 % CENIZA
DESPERDICIO
FLOTACION -28# x0
TANQUE
ESPESADOR
LA M E R O
Trescircuitos(CiclonesdeMedioDenso,EspiralesyCeldasdeFlotación)
Haytresmecanismosdiferentesporlascualesocurrela
bio-modificacióndelmineraldurantelabioflotación:
•  Unióndelascélulasmicrobianasalsustratosólido.
•  Reaccionesdeoxidación.
•  Adsorcióny/oreacciónquímicaconlosproductosde
metabolitos(EPS)
Laaplicacióndelabiotecnologíaenlaminería
sé base en la restauración de la calidad
ambiental de las áreas uKlizadas por la
acKvidad minero-metalúrgicas que logra la
extraccióndemineralesúKlesparaelhombre.
Estodebidoa:
► Creciente complejidad y empobrecimiento de
los minerales
► Agotamiento de las reservas de minerales
oxidados
► Aumento en los costos de producción
► Severas legislaciones anti-contaminantes
VENTAJAS:
• Pocainversióndecapital.
• BajoCostodeoperación.
• No genera más contaminantes durante
elproceso.
• Permiteeltratamientodemineralesde
bajaley.
• Permite explotar los recursos mineros
enformasmáslimpiayeconómica.
El presente trabajo tiene como finalidad aprovechar los residuos
finos de carbón provenientes de las plantas lavadoras de la
Región Carbonífera de Coahuila.
El esquema de investigación involucra un aspecto innovador,
evaluar reactivos alternativos como bacterias y aceites orgánicos
residuales en la aglomeración de finos de carbón, que contribuyen
al conocimiento actual sobre el tema.
Además de cumplir con la necesidad industrial de nuevas
tecnologías más amigables con el medio ambiente al emplear
reactivos biodegradables (bacterias y aceite orgánico).
Evaluar evaluar el efecto de la bacteria S.
carnosus como un bio-colector para la
recuperación de carbón fino en los procesos
de flotación.
Pertenece a la familia Staphylococacceae orden
Bacillales, clase Bacilli, Phylum Firmicutes.
• Existen más de 52 especies.
• Es una bacteria no patógena.
• La morfología de la bacteria son cocos Gram positivos
• Carecen de flagelos
• No producen esporas .
• No presentan motilidad.
• Membrana citoplasmática.
• Capa gruesa de peptidoglicano. Representa el
componente mayoritario de la pared celular (50-80% en
peso)
• Ácidos teicoicos y lipoteicoicos, que sirven como
agentes quelantes y en ciertos tipos de adherencia.
• Generan polisacáridos y proteínas antes ácidos
orgánicos como oxálicos, fórmico y acido acético.
• Es una bacteria de tipo Hidrófobica.
El presente trabajo tiene como finalidad aprovechar los residuos
finos de carbón provenientes de las plantas lavadoras de la
Región Carbonífera de Coahuila.
El esquema de investigación involucra un aspecto innovador,
evaluar reactivos alternativos como bacterias y aceites orgánicos
residuales en la aglomeración de finos de carbón, que contribuyen
al conocimiento actual sobre el tema.
Además de cumplir con la necesidad industrial de nuevas
tecnologías más amigables con el medio ambiente al emplear
reactivos biodegradables (bacterias y aceite orgánico).
pH 6,7,8,9
Lectura D.O
Caldo (Bact.+Medio)
Determinación cell/ml
para diferentes pH
Electrolito KNO3 [1x103 M]
Númerodebacterias
Pre-culKvoS.carnosus
FaseEstacionaria
Fase
Exponencial
Fasede
Latencia
Fasede
Muerte
Tiempo
Ajustar [1X109 cell/ml]
Prueba de Adhesión Carbón
-1 gr de M. Carbón
- 50 ml de Caldo/
electrolito
AdhesionTest
pH 6
pH 7
pH 8
pH 9
Badh=(Bo–B)*V
Wmtra*As
2.2
ESI. -U.A de C
C F M
C F P
B :B entonita
Q :C ua rz o
Y :Y es o
K :K a olinita
C :C a rbona todeC a lc io
Q
2.0
1.8
1.6
C os θ
1.4
1.2
K
Y
Q
K
Y
CK
K
Q
1.0
KK C
Q
K
K K K
Q
K
Q
B
Y
0.8
0.6
0.4
0.2
Q
Y
Q
0.0
10
C
Q
20
K
Q
K
Q
K
Y K B KC
30
40
50
C C QQ Q Q
2 θ-S c a le
60
70
80
Fig. 1 Patrón de DRX muestras de carbón fino CFM y CFP
90
100
CinéticadeCrecimientodeS.carnosus.
ESI. -U.A de C
FaseEstacionaria
Fase
de
Lact.
1.00E+11
9.00E+10
8.00E+10
Log(cell/ml)
7.00E+10
6.00E+10
5.00E+10
4.00E+10
3.00E+10
Fase Exponencial
2.00E+10
1.00E+10
0.00E+00
0
10
20
30
40
Tiempo,Hrs
Figura 2. Curva de crecimiento S. carnosus.
50
60
70
ESI. -U.A de C
ADHESION DE BACTERIA (CELL/ML)
6.00E+11
CFM pH6
CFM PH7
CFM PH8
CFM PH9
CFP pH6
CFP PH7
CFP PH8
CFP PH9
5.00E+11
4.00E+11
3.00E+11
2.00E+11
1.00E+11
0.00E+00
0
6
12
18
24
30
TIEMPO (H)
36
42
48
Figura 3. Isothermas de adhesión de la bacteria S. carnosus en las muestras de Carbón Fino CFM,
CFP a pHs de 6, 7,8, 9.. Utilizando 1 gr de Carbón en 50 ml solución (caldo y/o medio de cultivo).
ESI. -U.A de C
a)
b)
Fig. 4. Micrografías SEM obtenida durante la prueba de adhesión de la bacteria S. carnosus sobre la
superficie de las muestras de carbón a) CFM, b) CFP. Experimentación realizada a un pH= 9 y un
tiempo de adhesión de 12hrs.
ESI. -U.A de C
Absorbancia, %
CFM carbón + S. carnosus
Arámaticos
C-H
C=C
Aromáticos Alifático
C-H
C-H
Polisacáridos
carbón CFM control
ácido Nucleicos
-OH
Alifaticos
C-H
Aromáticos
C-H
Carbón CFP control
3000
2500
2000
Polisacaridos
Ácido Nucléico
Control S. carnosus
Ctrl. S. carnosus
3500
Alifático
C-H
Aromático
C-C
Aromáticos
C-H
Proteinas
Proteinas
4000
Polisacaridos
Ácido Nucléico
Carbón CFP + S.carnosus
Alifático
Aromáticos C=H
-OH
Amida I
Amida II
Aromáticos
C=C
Absorbancia, %
Amida I
Amida II
Aromáticos
C-H
Proteinas
Lipidos
b)
Ácidos Nucléicos
1500
-1
Longitud de Onda (cm )
1000
4000
3500
3000
2500
2000
1500
-1
Longitud de Onda (cm )
1000
Fig. 5 Espectrofotometría infrarrojo (IR) de las muestras CFM y CFP antes y después de
interactuarconlabacteriaS.carnosus.pH=9
LipidosPolisacáridos
Proteinas
Lipidos
a)
ESI. -U.A de C
100
a)
100
90
90
80
80
70
60
F lota bilida d%
F lota bilida d%
70
50
40
30
1 g C a rbonF inoC F M
20
9
C ontrol
0
1
2
B a c te ria + A ire 3
4
T ie m po(m inutos )
B a c te ria + N 2
5
60
50
40
30
1 g C a rbonfinoC F P
9
20
pH = 9 C onc .de ba c te ria :[1 x 1 0 C e ll/m l]
10
0
b)
6
pH = 9 .0 C onc .de B a c te ria :[1 x 1 0 C e ll/m l]
10
7
0
C ontrol
0
1
2
B a c te ria + A ire 3
4
B a c te ria + N 2
5
6
T im e (m inute s )
Fig. 6. Microflotación usando S.Carnosus como colector a un pH =9 en las muestras de carbón fino a) CFM y b) CFP.
7
ESI. -U.A de C
Como conclusiones a este trabajo tenemos lo siguiente:
•  La existencia de ácidos grasos en la superficie de la
bacteria
se adhiere selectivamente sobre las
partículas de carácter hidrofóbico.
•  El grado de hidrofobicidad que adquiere la bacteria
sobre el substrato depende de la cantidad de células
adheridas a la partícula de carbón.
•  La formación de la bio-película conformada por
ácidos grasos y polisacáridos provoca un cambio de
la carga superficial del mineral al ser extraído.
ESI. -U.A de C
¡Gracias por
compartir tus
conocimientos y
experiencias!.
Pero sobre todo por
ser una gran amiga
para todos.
Dr.aTesesaPecinaTreviño
ESI. -U.A de C