BIOLIXIVIACINDEMINERALESSULFURADOS

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Biolixiviacion mejorada de minerales refractarios de oro y de plata
Conference Paper · October 2016
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 1 
 
BIOLIXIVIACION MEJORADA DE MINERALES SULFURADOS 
REFRACTARIOS DE ORO Y DE PLATA 
 
Janitzi Yunuén Meza Ródriguez1, José Luis Rico Cerda2, Gérard Ulibarri3, Liliana Marquez-Benavides4 
Diana Cecilia Maya Cortés5, Juan Manuel Sánchez-Yáñez1* 
 
 1Microbiología Ambiental, Instituto de Investigaciones Químico Biológicas. (1*correspondiencia: 
syanez@umich.mx).2Catalisis, Facultad de Ingeniería Química, 4Manejo de Residuos Sólidos y Medio 
Ambiente, Instituto de Investigaciones Agrícolas Pecuarias y Forestales; 5Alimentosde la Facultad de 
Químicofarmacobiologia, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Morelia, Mich, México, 
3Deparment of Chemestry and Biochemestry, Laurentian University, Sudbury, Ontario, Canadá 
 
 
Resumen 
La extracción de metales a partir de minerales sulfurados de oro y plata se realiza por 
métodos fisicoquímicos que causan contaminación ambiental. Una opción ecológica 
para los minerales sulfurados de oro y plata es la biolixiviación (BLX) por 
microorganismos que manera directa e indirecta lo extraen. El objetivo de esta fase de 
investigación fue: i) aislar consorcios microbiano biolixivantes. Para ello muestras de 
diferente minerales sulfurados de oro y plata se usaron para aislar microorganismos 
biolixiviantes con base a las variables respuesta: concentración de minerales 
sulfurados de oro y plata, pH, potencial redox, producción de SO4, generación de acido 
cítrico y metales solubilizados. Los resultados indican minerales sulfurados de oro y 
plata que los son fuente de microorganismos biolixiviantes, del tipo de bacterias 
quimiolitotroficas, y hongos, ambos con tolerancia a más de un metal solubilizado a 
partir del ataque biológico de los minerales. Investigación en progreso realiza 
experimentación para mejorar la cinética de la BLX de MISUOROPA por consorcios 
microbianos. Agradecimientos a: Proyecto 2.7 (2016) CIC-UMSNH, BIONUTRA, SA de 
CV, Maravatio, Mich, Conceptos Holísticos Ulíbarrri S.A. de C.V., Mich., México y 
CONACYT por beca a la primera autora. 
 
Palabras clave: Minerales sulfurados refractarios, biolixiviación fúngica. 
 
 
Introducción 
La obtención de metales preciosos o metales de alto valor por métodos fisicoquímicos 
resulta costoso y daña al ambiente. Una opción a esta problemática,es la lixiviación 
biológica o biolixiviación (BLX) que utiliza microorganismos para la disolución directa o 
 
 
 2 
 
indirecta de minerales. Los microorganismos más utilizados son las bacterias 
quimilitotróficas (BQT) y los hongos productores de ácidos orgánicos (HBLX). 
 
Objetivos 
 Seleccionar consorcios microbianos para la máxima biolixiviación de minerales 
sulfurados refractarios. 
 Encontrar condiciones de pH y concentración de metales soportables de las 
bacterias biolixiviantes para optimizar la técnica de la biolixiviación respecto al 
tiempo y la extracción de metales preciosos. 
Material y métodos 
Se colectó una muestra de mineral de 3 diferentes vetas y 5 muestras de suelo 
(diferente sitio con profundidad de 0 a 30 cm) de la mina “El Águila”, en San José de 
Gracia, Oaxaca (Cuadro 1). 
Cuadro 1. Muestras colectadas de suelo y de minerales sulfurados refractarios de oro y 
de plata. 
# Material Identificación 
Posibles 
metales 
1 Suelo de mina Su - 
2 Mineral veta 1 = Normal MV1 Pb, Mg 
3 Mineral veta 2 =La Luz MV2 Ag, Zn 
4 Mineral veta 3 = Splay 66 MV3 Au 
5 Mineral de Cu-LMA MCu Cu 
*Cu=Cobre / LMA= Laboratorio de Microbiología Ambiental 
 
Aislamiento de microorganismos autóctonos biolixiviantes de minerales de Au y 
Ag 
El aislamiento de los microorganismos autóctonos biolixiviantes de los materiales 
colectados, se realizó por duplicado, durante 30 días, en matraces Erlenmeyer de 500 
ml con medio líquido mineral (MLM) esterilizado, cuya composición por litro es 1 g de 
NH4NO3, 0.7 g de MgSO4, 0.5 g de K2HPO4 y 1.5 g de FeCl3-6H2O, cada 5 días se 
tomaron valores de pH y Eh. A cada matraz se le agregaron 200 ml de MLM y fue 
inoculado con suelo y con diferentes minerales (MV1-N, MV2-LL, MV3-S, MCu), pH a 
4.0 con H2SO4 (Porro & Tedesco, 1990). 
 
 
 3 
 
Purificación y caracterización macroscópica de microorganismos autóctonos 
biolixiviantes de minerales sulfurados refractarios de Au y de Ag 
La purificación de los microorganismos autóctonos se realizó con la inoculación de 2 ml 
de cada MLM en medio sólido mineral (MSM), compuesto por cada litro 1 g de NH4NO3, 
0.7 g de MgSO4, 0.5 g de K2HPO4, 1.5 g de FeCl3-6H2O y 18 g de agar a pH = 4.0 
(Ossa & Márquez, 2005). Cada inoculación para la purificación se hizo por duplicado, la 
incubación se realizó a 30°C por 25 días. Para la caracterización de los 
microorganismos autóctonos aislados, se realizó una identificación macroscópica, 
enfatizado a aspectos de: forma, tipo de borde, superficie, pigmento, brillo, olor y 
consistencia (Pírez & Mota, 2008). 
 
Adaptación fisiológica de los hongos a pH ácido y elevada concentración de 
minerales sulfurados refractarios de oro y de plata 
La adaptación fisiológica de los microorganismos purificados se realizó en MSM, en 
ciclos adaptativos donde, de forma consecutiva, se disminuyó el valor de pH y se 
aumentó la concentración de mineral, la variable respuesta que se tomó fue el tiempo 
de crecimiento para cada hongo por separado. Se realizaron 10 ciclos adaptativos cuya 
duración varió con base en el tiempo de crecimiento (Marrero-Coto et al., 2010), 
 
Biolixiviación por agitación de minerales sulfurados refractarios de oro y de plata 
Se realizó un experimento de BLX por agitación con los hongos autóctonos aislados de 
minerales, purificados y adaptados a pH = 2.6 y con concentraciones de cada mineral 
mineral = 3.2 g de minerales/L , con 30 días de duración. Las variables respuesta de la 
BLX fueron el pH y el Eh del medio, la concentración de sulfatos, de ácido cítrico y de 
metales. 
 
Cuadro 2. Diseño experimental para la biolixiviación fúngica de minerales sufurados de 
oro y de plata. 
Tratamiento 
MLM 
(200 ml) 
MV1,V2,V3 
(g/L) H1 H2 H3 H4 H5 H6 
Control 
Absoluto 
+ - - - - - - - 
Control 
relativo 
+ 3.2 - - - - - - 
BLX1 + 3.2 + + - - - - 
BLX2 + 3.2 - - + + - - 
BLX3 + 3.2 - - - - + + 
BLX4 + 3.2 + + + + + + 
MLM=Medio líquido mineral; MV1,V2,V3=Mineral de la veta 1,2 y 3; HX=Hongo X; CA=Control absoluto= medio 
líquido mineral; CR=Control relativo=medio líquido mineral + mineral de la veta 1, 2 y 3; BLX-X=Biolixiviación X; 
 
 
 
 
 4 
 
Resultados 
Los microorganismos que intervienen en los procesos de lixiviación son capaces de 
oxidar minerales para las reacciones de BLX que les permite sintetizar sus 
componentes celulares a partir de compuestos inorgánicos, como la fijación del CO2 de 
la atmósfera. (Correa et al., 2011; Lock, 2012). 
 
Aislamiento y purifificación de microorganismos autóctonos biolixiviantes de 
minerales sulfurados refractarios de Au y Ag 
Se lograron identificar 6 cepas distintas de hongos. Se realizó una caracterización 
macroscópica colonial de los microorganismos autóctonos aislados de diferentes 
características que serán utilizados para la BLX de minerales, es decir, una lixiviación 
fúngica. Al respecto, se ha reportado que ésta tiene ciertas ventajas respecto a la 
lixiviación bacteriana, entre ellas, 1) tener una capacidad de crecer los hongos bajo pH 
más alto y por lo tanto es más conveniente en la BLX de los residuos alcalinosólidos, 2) 
constituye un proceso más rápido con fase de retardo más corta y 3) la producción de 
metabolitos excretados como los ácidos orgánicos, los cuales son utilizados para la 
formación de complejos con iones de metal, reduciendo de este modo su toxicidad para 
la biomasa (Anjum et al., 2009). 
 
Biolixiviación por agitación de minerales sulfurados refractarios de oro y de plata 
 Concentración de metales biolixiviados de minerales sulfurados refractarios 
La concentración de metales en la BLX de minerales sulfurados refractarios de Au y Ag 
después de 30 días, donde se observa que la mayor concentración de metales soluble 
se realizó por la BLX-1que es la consorcio del H1 y H2, sin diferencia estadística con la 
concentración de metales liberados por la BLX-4, el consorcio con mayor diversidad, al 
respecto, se sabe que como la BLX es un proceso basado en la capacidad de los 
microorganismos para transformar compuestos sólidos en elementos solubles y 
extraíbles para su recuperación, en este proceso se obliga a los microorganismos en 
consorcio a desarrollarse en un medio rico en metales, por lo que éstos buscan la 
manera de liberar dichos elementos a la solución para utilizarlos en su propio desarrollo 
ya que los metales son de importancia en su metabolismo. 
 
 
 
 5 
 
 
 
CA=Control absoluto=Medio líquido mineral; CR=Control relativ o=Medio líquido mineral+Mineral de la v eta 1,2 y 3; 
BLX-1=Biolixiv iación de minerales con hongos 1 y 2; BLX-2=Biolixiv iación de minerales con hongos 3 y 4; 
BLX-3=Biolixiv iación con hongos 5 y 6; BLX-4=Biolixiv iación de minerales con hongo 1, 2, 3, 4, 5 y 6. 
Figura 1. Medición de la concentración de metales en el experimento preliminar de 
biolixiviación de minerales sulfurados refractarios de oro y de plata. 
 
 
 
*Letras distintas con diferencia estadística ANOVA-Tukey a 5% de significancia - STATGRAPHICS Centurion XVLI 
CA=Control absoluto=Medio líquido mineral; CR=Control relativ o=Medio líquido mineral+Mineral de la v eta 1,2 y 3; 
BLX-1=Biolixiv iación de minerales con hongos 1 y 2; BLX-2=Biolixiv iación de minerales con hongos 3 y 4; 
BLX-3=Biolixiv iación con hongos 5 y 6; BLX-4=Biolixiv iación de minerales con hongo 1, 2, 3, 4, 5 y 6. 
Figura 2. Concentración de metales solubilizados por hongos biolixiviantes a 30 días de 
experimento. 
 
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0 5 10 15 20 25 30
C
o
n
ce
n
tr
ac
ió
n
 d
e
 m
e
ta
le
s 
b
io
lix
iv
ia
d
o
s 
(m
g/
L)
Tiempo (días)
CA
CR
BLX-1
BLX-2
BLX-3
BLX-4
0,00d 0,01
d
0,26a
0,16b
0,11c
0,24a
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
CA CR BLX-1 BLX-2 BLX-3 BLX-4
C
o
n
ce
n
tr
ac
ió
n
 d
e
 m
e
ta
le
s 
b
io
lix
iv
ia
d
o
s 
(m
g/
L)
 
 
 6 
 
 
Referencias 
 
 Anjum, F., Bhatti, H. N., Ghauri,M. A., Bhatti, I. A., Asgher, M., & Asi, M. R. 
(2009). Bioleaching of copper, cobalt and zinc from black shale by Penicillium 
notatum. African Journal of Biotechnology, 8(19). 
 
 Correa, J. D. O., Bedoya, L. O., Builes, J. G., Restrepo, E. M., & Godoy, M. A. M. 
(2011). Aplicaciones biotecnológicas en minería aurífera: Estado del arte sobre la 
oxidación bacteriana de arsenopirita (FeAsS). Revista Informador Técnico, (75). 
 
 Lock, D. H. (2012). Aplicaciones en la biometalurgia. Revista de Química,23(1-2), 
25-30. 
 
 Marrero-Coto, J., Díaz-Valdivia, A., & Coto-Pérez, O. (2010). Mecanismos 
moleculares de resistencia a metales pesados en las bacterias y sus 
aplicaciones en la biorremediación. 
 
 M. Pírez & M. Mota (2008). Estructura y morfología microbiana. Temas de de 
bacteriología y virología 23-42. Disponible en línea: 
http://www.higiene.edu.uy/cefa/2008/MorfologiayEstructuraBacteriana.pdf 
 
 Porro, S., & Tedesco, P. H. (1990). Biolixiviacion de un mineral de 
manganeso y plata. Revista de Metalurgia (Madrid), 26. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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