Evaluación de la acidulación de roca fosfórica empleando la bacteria acidófila Acidithiobacillus thiooxidans

En este trabajo se plantea un proceso para solubilización de fósforo a partir de una roca fosfórica empleando el ácido producido por la bacteria acidófila Acidithiobacillus thiooxidans. Inicialmente se realizó una caracterización mineralógica y química de la roca fosfórica que iba a ser acidulada por medio de las técnicas de DRX (difracción de rayos X), FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) y FRX (Fluorescencia de rayos X) para determinar los principales componentes del material. A partir de esta caracterización se determinó que la roca fosfórica estaba compuesta principalmente por las fases fluorapatita (58.3%), calcita (21.3%) y cuarzo (19.9%). A partir de la caracterización química usando FRX, se determinó que la roca fosfórica tenía un 1.1% de flúor, lo que podría ser un inconveniente para le crecimiento de la bacteria. Además, se pudo establecer que el criterio empleado para el procesamiento industrial CaO/P2O5 1.6 excedía los límites aceptados para acidular la roca con ácido sulfúrico, indicando que el proceso convencional de solubilización no era económicamente viable para el presente material. Ya que la roca fosfórica contaba con diferentes componentes que podrían hacer inviable el cultivo de A. thiooxidans, se plantearon dos esquemas de solubilización: un paso y dos pasos, y se determinó cuál de los dos era más adecuado para el proceso de solubilización. Se encontró que el proceso a un paso no era viable ya que no fue evidente el crecimiento de microorganismo ni la consecuente producción de ácido. Por otro lado, el proceso a dos pasos fue el seleccionado al lograr solubilizar el 100% de P y eliminar la calcita y la fluorapatita. Se determinó además la concentración óptima de azufre elemental a emplear, encontrando que al ensayar concentraciones de 1, 2, 3, 4 y 5% S0, la concentración de 4%S0 fue la más adecuada, ya que permitió a la bacteria producir mayor concentración de sulfatos con la menor cantidad de sustrato, llegando a valores de sulfatos de 70000 ppm. Con estas dos condiciones determinadas se llevó a cabo la solubilización de cuatro concentraciones de roca fosfórica (10, 15, 20 y 25%), empleando como ácido el sustrato producido por A. thiooxidans, después de 17, 23 y 29 días de crecimiento. Se encontró que a menor concentración de roca fosfórica y mayor tiempo de crecimiento hay mayor concentración de P solubilizado, las fases calcita y fluorapatita desaparecen, y el yeso pasa a ser la fase predominante. La mejor configuración fue la de 10% de roca fosfórica a 23 días de crecimiento, alcanzando 93% de P solubilizado. Para complementar este estudio se propuso un modelo cinético de la oxidación de azufre elemental por A. thiooxidans a partir de células libres y sulfatos producidos, consiguiendo hacer estimaciones dentro del 10% de error de la cantidad de sulfatos producidos y la población bacteriana, lo que podría ser de interés en el proceso de solubilización de P.

• Autores: Calle Castañeda, Susana María
• Fecha de publicación: 2016
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/56723
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/56723; http://bdigital.unal.edu.co/52635/
• Palabra clave: 57 Ciencias de la vida; Biología / Life sciences; biology; 62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering; 66 Ingeniería química y Tecnologías relacionadas/ Chemical engineering; Acidithiobacillus thiooxidans; Ácido sulfúrico; Fósforo; Modelo cinético; Roca fosfórica; Kinetic model; Phosphate rock; Phosphorous; Sulfuric acid
• Rights: openAccess
• License: Atribución-NoComercial 4.0 Internacional