Desulfurizace uhlí a aplikace bakteriálního loužení

Desulfurizace uhlí a aplikace bakteriálního loužení
Černé uhlí patří odedávna k nejvíce využívaným nerostným bohatstvím na zemi. Postupem času a hlavně vývojem stále nových technologií se dospělo k jeho efektivnějšímu těžení. Jednou z těchto mnoha metod je tzv. desulfurizace, v současné době se při této metodě uplatňuje i jeho bakteriální loužení.

Co tedy uhlí je?

Obecně uhlí (nebo též lidově řečeno uhel) je hnědá, černá nebo hnědo-černá hořlavá hornina. Získává se dolováním z povrchových nebo hlubinných dolů a používá se jako palivo. Uhlí je složeno především z uhlíku, vodíku a kyslíku, obsahuje však také další chemické prvky především síru a příměsi radioaktivní (uran a thorium). Od doby průmyslové revoluce je uhlí především důležitou energetickou surovinou. Velká část světové výroby elektřiny (40%) využívá spalování uhlí, které probíhá v klasických uhelných respektive v tepelných elektrárnách. Rozeznáváme několik typů této suroviny a to, černé uhlí, hnědé (lignit) a antracit. Právě u posledně jmenovaného typu se jedná o nejkvalitnější uhlí, které se používá na vytápění a k výrobě chemikálií.

Desulfurizace

Jak už sám název napovídá, hlavním úkolem této metody je odstranění nebo snížení obsahu síry v uhlí. Je to proto, že se síra při spalování uvolňuje do ovzduší ve formě oxidů, kde se vzdušnou vlhkostí vymývá ve formě tzv. kyselých dešťů, které nepříznivě působí na rostliny a hmotný majetek.

Charakter černého uhlí se určuje mineralogicko-petrografickým rozborem, kde se zjistilo, že macerálová skupina vitrinitu byla zastoupena kolonitem, který vykazoval na některých zrnech kontrakční pukliny. Tyto pukliny byly vyplněny pyritem nebo se tento nerost též vyskytoval ve formě framboidů a shluků. Známe dva druhy pyritu, syngenetický pyrit, který vzniká v první fázi prouhelnění, je jemně prorostlý a vtroušen do uhelné matrice a epigenetický pyrit, který je geologicky mladší, vytváří větší krystaly v puklinách a v jiných poruchách uhlí. Bakteriální desulfurizace uhlí je založena na snížení obsahu síry mikrobiální cestou. Síra se v uhlí vyskytuje v následujících formách:

• anorganická - Fe disulfidy, sulfidy, sulfáty, elementární síra;
• organická.

Aplikace bakteriálního loužení při desulfurizaci uhlí

Metodika bakteriálního loužení spočívá v několika krocích. Nejprve se musí vzorek upravit tak, aby jeho zrnitost 100 % pod 0,5 mm a médium 9K. Jako loužící mikroorganismus se zde využívá bakteriální kultura Thiobacillus ferroxidans , která oxiduje sloučeniny síry. Optimální teplota loužení je pak 26 - 30 °C a pH 1,8 - 2,0. Průběh spočívá ve sledování úbytku dvojmocného železa a poté stanovení obsahu síry a jednotlivých forem. Na závěr se provádí mineralogicko petrografická analýza vzorku.
Princip oxidace pyritu bakteriemi Thiobacillus ferrooxidans

 Přímé loužení
• FeS2 + 3,5 O2 + H2O = FeSO4 + H2SO4

• 2 FeSO4 + 0,5 O2 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + H2O

 Nepřímé loužení
• Fe2(SO4)3 + FeS2 = 3 FeSO4 + 2 S°

• 2 S° + 3 O2 + 2 H2O = 2 H2SO4

Těžba nerostného bohatství naší Planety dnes patří mezi nejvýznamnější průmyslové obory na světě, ale musíme si uvědomit, že také patří mezi největší znečišťovatelé životního prostředí kolem nás. Využití mikroorganismů k těžbě, například černého uhlí, by mohlo v budoucích letech alespoň trošku naší Planetě ulehčit.

Autor Jiří Kubečka

Zdroje:
Literatura: Elektronická skripta VŠB-TU Ostrava

Internetové zdroje:

http://cs.wikipedia.orghttp://encyklopedie.seznam.cz/heslo/180068-uhli