Biolixiviación de cobre y zinc a partir de tarjetas de circuitos impresos, mediante consorcios nativos de bacterias acidófilas ferroxidantes de la Región Arequipa

Abstract

La minería representa una de las principales actividades antropogénicas, así también la producción de Residuos de Aparatos Eléctricos Electrónico (RAEE) tienen como resultado la liberación de metales pesados al medio ambiente, es necesario formular nuevas estrategias eco-amigables para prevenir el impacto de la contaminación ambiental. La presente investigación plantea la biolixiviación de Placas de Circuitos Impresos (PCBs) para la extracción de cobre y zinc en un sistema de Reactores de Tanque Agitado (STR), con un consorcio bacteriano acidófilo ferrooxidante nativo de la región Arequipa, Perú. Para lo cual se prepararon las PCBs hasta obtener un tamaño de partícula ≤300µm, luego se identificó la concentración de cobre (10.63%) y zinc (0.13%). Además, se obtuvieron 2 consorcios de bacterias nativas de las localidades minas de San Cristóbal (SC) y San Juan de Chorunga (SJ). Luego se realizaron ensayos de tolerancia de 10.5 a 38g/L de cobre y zinc en medio 9K, a 30°C y 150 rpm. La tolerancia se determinó con la concentración inhibitoria (CI) del crecimiento, para SC fue a 28g/L de cobre y 33g/L de zinc, para SJ fue 33g/L de cobre y 38g/L de zinc; además la prueba de comparación de T demostró que el consorcio de SJ es más tolerante que el consorcio de SC para cobre y zinc. Se determinación del perfil bacteriano del consorcio más tolerante de SJ mediante secuenciación de alto rendimiento con amplicón de ARNr 16S, identificando los géneros de Acidiphilium y Leptospirillum. Luego el consorcio de SJ se adaptó hasta 10g/L de PCBs; para realizar ensayos de tolerancia de 5g/L a 20g/L de PCBs en medio 9K, a 30°C y 150 rpm, logrando determinar un crecimiento óptimo en 10g/L con 1.2x107 bacterias/mL y un índice de tolerancia (IT)= 0.383. Los ensayos de biolixiviación se realizaron en un sistema de 3 biorreactores de tanque agitado acoplado a un sistema de aireación, cada tanque contenía 3L de medio 4.5K con un pH inicial de 2 y un inoculo de 10% (v/v) del consorcio de SJ a condiciones de 30°C, 150rpm y 500mL/min; luego de 5 días de crecimiento bacteriano, se observó la oxidación de Fe2+ a Fe3+ por la coloración rojiza del medio con 1.1x107 bacterias/mL; posterior a cada reactor se añadió 10g/L de PCB dando inicio a la biolixiviación; además se monitoreo el crecimiento, pH, potencial redox (ORP) y la concentración de cobre y zinc. Para lo cual, el consorcio de SJ presento una extracción máxima de cobre y zinc con 728.67 y 11.95mg/L respectivamente, logrando una eficiencia de biolixiviación de 68.55% en cobre y 91.36% en zinc; además presento con un crecimiento logarítmico, un pH que se estabilizó a los 6 días de 2.09 a 2.17 y el ORP que aumento hasta estabilizarse a los 7 días de 679.53 a 682.63 mV