Mecanismo de biosorción de oro y platino en soluciones acuosas mediante biomasa muerta de Aspergillus niger

Abstract

Mineral leaching and precious metal recovery with microorganisms are techniques based on the use of non-pathogenic bacteria, yeasts, and fungi. The ability of some biomasses to recover metals from solutions is the basis for innovation in recovery technologies, such as adsorbing precious metals dissolved in a liquid medium. In this investigation, the biosorption of gold and platinum from a liquid medium was studied using dead biomass of the fungus Aspergillus niger. Batch experiments were carried out with synthetic unitary and binary solutions in the biomass-metals system, with known concentrations of gold or platinum (20 ppm), and one of the metals copper, calcium, titanium, or aluminum (50 ppm); they were put in contact with the fungus for 120 minutes at pH 4, to establish the biosorption capacity of Aspergillus niger on the metals, as well as the adsorption selectivity of platinum and gold in the presence of the metals copper, calcium, titanium, aluminum, and iron. The metals included in the experimentation with synthetic solutions are those contained in the gold-bearing mineral subject of this study. During the experimental work, the variables: pH, electrical conductivity, and redox potential (ORP) were monitored. At the end of the contact, aliquots of the residual aqueous medium were collected to be analyzed by atomic absorption techniques and UV-Vis spectroscopy; the biomass was analyzed by FT-IR, and SEM before and after contact with the pregnant solution. For the biosorption of Au and Pt (separately), 98 and 100 % were recovered, respectively, after 120 minutes of solution-biomass contact at pH 4. This establishes that the recovery depends largely on the active (functional) sites on the biomass surface. From the results of the biosorption kinetics, it is established that the mechanism governing the process is physisorption.

La lixiviación de minerales y recuperación de metales preciosos con microorganismos es una técnica basada en el uso de bacterias, levaduras y hongos no patógenos. La capacidad de algunas biomasas para recuperar metales de soluciones es la base para la innovación en tecnologías de recuperación; por ejemplo, para adsorber metales preciosos disueltos en un medio líquido. En esta investigación, se estudió la biosorción de oro y platino de un medio líquido utilizando biomasa muerta del hongo Aspergillus niger. Se llevaron a cabo experimentos tipo lote con soluciones sintéticas unitarias y binarias en el sistema biomasa-metales, con concentraciones conocidas de oro o platino (20 ppm) y alguno de los metales cobre, calcio, titanio o aluminio (50 ppm); fueron puestas en contacto con el hongo durante 120 minuto a pH 4, para establecer la capacidad de biosorción de Aspergillus niger sobre los metales, así como la selectividad de bioadsorción de platino y oro en presencia de los metales cobre, calcio, titanio, aluminio, y hierro. Los metales incluidos en la experimentación con soluciones sintéticas son los que contiene el mineral aurífero motivo de este estudio. Durante el trabajo experimental fueron monitoreadas las variables pH, conductividad eléctrica y potencial de óxido-reducción (ORP). Al finalizar el contacto se recolectaron alícuotas del medio acuoso residual para analizarlas mediante las técnicas de espectroscopía de absorción atómica y de UV-Vis; la biomasa fue analizada por FT-IR y MEB antes y después del contacto con la solución preñada con metales. Para la bioadsorción de los metales Au y Pt (por separado), se recuperaron el 98 y 100 % respectivamente, después de 120 minutos de contacto solución-biomasa a pH 4, estableciendo que la recuperación depende en gran medida de los sitios activos (funcionales) en la superficie de la biomasa. De los resultados de la cinética de biosorción se establece que el mecanismo que rige el proceso es fisisorción.