Effect of Metal Ions on Iron Oxidation Rate of Thiobacillus ferrooxidans Used in a Bioleaching Process

Bioleaching에 사용되는 Thiobacillus ferrooxidans의 철산화 속도에 미치는 금속 이온의 영향

The activity of microorganisms is an important factor that determines the efficiency of the bacterial recovery of precious metals from low-grade ore. Metal-leaching microorganisms must have a tolerance, within the concentration levels encountered to leached metals. In this study, the tolerance levels of Thiobacillus ferroxidans to the single and mixed metal ions systems, composed of $Zn^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Ni^{2+}$, and $Cd^{2+}$ were investigated. When single metal ions of $Zn^{2+}$ (10~60 g/L), $Cu^{2+}$ (1~6 g/L), $Ni^{2+}$ (1~6 g/L), or $Cd^{2+}$ (1~6 g/L) were added to the growth medium of T. ferrooxidans, the iron oxidation rate of this bacterium was not significantly inhibited. The maximum inhibition percentage observed on the iron oxidation rate of T. ferrooxidans was approximately 50% in the medium supplemented with two or three mixed metal ions of $Cu^{2+}$, $Ni^{2+}$, and $Cd^{2+}$. However, when $Zn^{2+}$ was also added to the medium with the other metal ions, the inhibitory effect on the iron oxidation activity of T. ferroxidans was remarkably increased.

저품위 광석으로부터 유가 금속을 회수하기 위한 생물용출법의 적용에 있어 미생물의 활성은 매우 중요하며, 제련미생물은 금속이온에 대해 어느 정도 내성을 가지고 있어야 한다. 본 연구에서는 대표적인 제련미생물인 Thiobacillus ferrooxidans의 철산화속도에 미치는 단독 혹은 혼합 금속이온의 영향을 조사하여, T. ferrooxidans의 금속이온에 대한 내성 특성을 조사하였다. 생장 배지에 $Zn^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Ni^{2+}$, 및 $Cd^{2+}$를 단독으로 첨가한 경우(첨가농도범위, $Zn^{2+}$ 60g/L이하, $Cu^{2+}$, $Ni^{2+}$, 및 $Cd^{2+}$ 6 g/L 이하)에는 T. ferrooxidans에 의한 철산화속도는 금속이온의 첨가량에 크게 저해 받지 않았다. $Zn^{2+}$를 제외한 $Cu^{2+}$, $Ni^{2+}$, 및 $Cd^{2+}$의 2 성분 혹은 3 성분의 혼합금속이온을 첨가한 경우에는 T. ferrooxidans의 철산화 활성에 대한 혼합 금속이온의 저해 효과는 최대 50% 정도로 크게 나타나지는 않았다. 그러나, $Zn^{2+}$을 타 금속이온과 2 성분 혹은 3 성분을 혼합하여 생장 배지에 첨가한 경우에는 T. ferrooxidans의 철산화 활성 저해에 대한 혼합 금속이온의 상승 효과가 큰 것을 밝혔다.