A evolução da atividade mineira tende a esgotar os minerais ricos e fáceis de processar. Como conseqüência têm se observado teores cada vez mais baixos nos minérios e aumento na complexidade das composições minérios. A preocupação com a proteção ambiental está crescendo. Tudo isto faz com que os custos da mineração e de processamento de minérios esteja aumentando. Grande número de depósitos de ouro estão associados a minérios sulfetados, principalmente à arsenopirita. Em muitos casos, o ouro (e outros metais preciosos) está encapsulado dentro dos grãos de sulfeto, ou faz parte do próprio retículo cristalino. Em tal situação ele não é acessível aos agentes lixiviantes - eles são chamados "minerais refratários". A moagem fina dos mesmos não é suficiente para fornecer recuperações satisfatórias de ouro. As técnicas disponíveis para processar estes depósitos são onerosas dada a complexidade do processamento. Como resultado, jazidas de baixos teores e/ou depósitos pequenos não são economicamente viáveis, na maioria das vezes. Assim, aumentar a eficiência de recuperação de ouro de minérios cada vez mais refratários, e ao mesmo tempo reduzir os custos de produção, tornou-se um problema crítico. Por outro lado, os processos convencionais de oxidação, principalmente a ustulação, muitas vezes podem ter um resultado pobre na recuperação do metal precioso devido à formação de escória (cinzas do carvão) ou compostos cianicidas. Aoxidação sob pressão é um processo sofisticado, que requer temperaturas e pressões elevadas, materiais resistentes à corrosão, além de fábrica de oxigênio. A biotecnologia é uma proposta alternativa e inovadora. Usa bactérias para quebrar a matriz mineral através da oxidação e liberar os metais - para serem recuperados através de processos convencionais. Os processos de oxidação biológica são usados para extrair metais de concentrados sulfetados. Outros contaminantes, como arsênio, antimônio, ) cádmio e outros também são solubilizados seletivamente. Metais básicos como o cobre são solubilizados e podem ser recuperados usando extração por solventes e eletrodeposição. Uma das chaves para o desenvolvimento desta tecnologia será entender o papel exato das bactérias que oxidam ferro e enxofre. Os mecanismos de bio-oxidação (direto e indireto) são importantes para descrever a solubilização do sulfeto mineral. Pelo mecanismo direto, a bactéria Acidithiobacillus ferrooxidans adere-se tenazmente à superfície mineral, promovendo a bio-oxidação. Pelo mecanismo indireto, a lixiviação química do sulfeto acontece pela redução do íon férrico em solução, o qual é re-oxidado pelo Acidithiobacillus. A contribuição de cada um desses mecanismos de lixiviação, depende das características do minério e das condições de operação. A interação entre a célula e a superfície mineral mostrou-se dependente de vários parâmetros físicos e bioquímicos. A ligaçãobacteriana para cada mineral depende do tipo do substrato de crescimento, concentração do substrato e características do mineral. Também depende das propriedades bioquímicas dos microorganismos e das condições de crescimento. Por outro lado, a composição da superfície bacteriana muda de acordo com o substrato de cultura. Alguns componentes da membrana externa, como as proteínas, poderiam ter um papel importante na adesão e na oxidação. Neste trabalho foram estudadas as variáveis que influenciam a velocidade de oxidação de um concentrado refratário de pirita aurífera. Inicialmente foi analisada a influência das características do minério sobre o processo de biolixiviação. Principalmente como a concentração do substrato mineral interfere com a atividade metabólica de Acidithiobacillus ferrooxidans. Também foram caracterizados os efeitos de alguns parâmetros: pH, presença inicial de íons férricos, e de reagentes de flotação no curso da biolixiviação. A ) caracterização metabólica dos microrganismos utilizados na oxidação bacteriana facilita a avaliação dos mecanismos envolvidos. As variáveis mais importantes estudadas num bio-reator Airlift de 12 L foram tamanho de inoculo, vazão de ar, porcentagem de sólidos e tempo de resistência. As variáveis de resposta foram tempo de lixiviação, concentração da massa celular, pH e extração de ouro. Os estudos detalhados contribuíram para a melhor compreensão de cinética da oxidação. A técnica deplanejamento estatístico experimental foi utilizada para avaliar os efeitos das variáveis importantes e as relações existentes entre elas.

The increase in mining activity is leading to the exhaustion of the rich and easy-to-process mineral deposits. As a result, ores have now decreased in grades and increased in mineralogical complexity. Also, conscience of environment care is growing. All of this results in that mining and mineral processing costs are increasing. A great number of ore deposits is associated to sulphide minerals, especially arsenopyrite. In many cases, gold (and other precious metals) is inclosed inside the sulphide grains or as part of the crystal lattice. In such a situation they are not accessible to leaching agents - they are called "refractory ores". Fine grinding is not enough to provide satisfactory recoveries of gold. The techniques available to process ores of this kind are expensive, given the processing complexity. As a result, most of the times, low grade ores and/or small deposits are not economically feasible. So, increasing the recovery of ores more and more refractory and at the same time reducing production costs becomes a critical job. On the other hand, conventional oxidation processes, specially roasting, may lead to poor results in precious metal recovery, due to the formation of slags (from coal ashes) or of cianicyde compounds. Pressure leaching is a sophisticated process, demanding high pressures, corrosion-resistant materials and an oxygen factory. Biotechnology is an alternative and innovative proposal. It uses bacteria to break down the mineralstructure through oxidation and to free the metals - which will be recovered by conventional techniques. Biological oxidation processes are used to extract metals from sulphide concentrates. Other contaminats, like As, Sb, Cd and others, are also selectively solubilized. So are basic metals like Cu and they must be recovered through solvent extraction and electrowinning. Key to this tecnology is understanding the exact role of the bacteria which oxidizes Fe and ) S. Bio-oxidation mechanisms (direct and indirect) are important to describe the sulphide mineral solubilization. By the direct mechanism, the bacterium Acidithiobacillus ferrooxidans strongly adheres to the surface of the mineral, promoting bioleaching. By the indirect mechanism, the leaching of the sulphide occurs via reduction of the ferric ion in solution, which is reoxidized by the Acidithiobacillus. The contribution of each of these mechanisms depends on the mineral's characteristics and on operational conditions. Cell and mineral surface interaction depends on many physical and biochemical parameters. Bacterial adhesion to each mineral depends on the kind of growing substratum, substratum concentration and mineral's characteristics. It also depends on microorganism biochemical properties and growing conditions. On the other hand, the bacterium surface composition changes according to culture substratum. Some of the external membrane components, like proteins, may have an importantrole in adhesion and oxidation. In this thesis, the variables affecting the oxidation rate of a refractory gold pyrite concentrate have been studied. To begin with mineral the characteristics' influence have been analyzed, especially, how mineral substratum concentration interferes on the metabolic activity of Acidithiobacillus ferrooxidans. Selected parameters effect have also been studied: pH, presence of ferric ions and flotation chemicals on bioleaching course. The metabolical characterization of the microorganism used makes easier the evaluation of the nechanisms. The most important variables found in a 12 L Airlift reactor are size of the inocullum, air flow, percent solids and residence time. Leaching time, cellular mass concentration, pH and gold extraction were the answer variable. Their detailed study contribute to a better comprehension of the oxidation kinetics. Statistical planning has been used to evaluate the effect of these variables and existing relations among then.