شیوه های زیستی تولید نانوذرات فلزی به دلایل فنی، اقتصادی و زیست محیطی، مورد توجه قرار دارد. لیکن، سرعت اندک تولید محصول در این روش ها، کاربرد آن ها را به عنوان جایگزینی مناسب برای سایر روش ها محدود می سازد. بعلاوه، تاکنون تولید زیستی موفقیت آمیز نانوذرات از منابع و پساب های معدنی که حاوی غلظت های پایینی از فلزات مختلف هستند، بعنوان یک منبع ارزان و به صرفه، گزارش نشده است. لذا، هدف از انجام این تحقیق، ارائه راهکاری برای حل این دو مساله اساسی، یعنی افزایش سرعت ساخت نانوذرات و بررسی امکان بهره گیری از منابع معدنی مانند پساب های اسیدی حاصل از فعالیت های معدنی و یا محلول بیولیچینگ بعنوان پیش ماده برای تولید زیستی نانوذرات می باشد. به این منظور، ابتدا نانوذرات سولفید مس از محلول سولفات مس خالص با بکارگیری قارچ فوساریوم اوکسیسپروم تولید و ویژگی های آن با استفاده از آنالیزهای دستگاهی مانند طیف سنجی جرمی، ماورای بنفش و مادون قرمز بسط فوریه، میکروسکوپ الکترونی عبوری و روبشی و پراکنش انرژی اشعه ایکس شناسایی شد. نانوذرات حاصل، دارای ترکیب کوولیتی و از دیدگاه شکل شناسی، کروی و دارای اندازه متوسط nm 3 بوده و توسط هاله هایی از پروتئین به قطر nm 20 پوشیده شده بودند. در ادامه، قابلیت منابع و پساب های معدنی مجتمع مس سرچشمه برای استفاده بعنوان پیش ماده مطالعه و نشان داده شد که نانوذرات حاصل، دارای ترکیب و خواص مشابه محصول سولفات مس خالص بوده و اندازه ای در حدود nm 40-5 داشتند. در نهایت، به منظور افزایش سرعت تولید، فرایند نوین الکتروبیوسنتز نانوذرات معرفی و قارچ مورد استفاده، در مرحله رشد، در معرض جریان الکتریکی مستقیم قرار گرفت. نتایج نهایی، آشکار ساختندکه اعمال جریان الکتریکی باعث کاهش رشد و جلوگیری از تشکیل هیف و در مقابل افزایش مصرف قند و تولید آنزیم شد. همچنین، بدلیل تولید بالای آنزیم توسط سلول های تحت جریان، ثابت شد که تولید آنزیم تنها به قسمت خاصی از هایفا محدود نمی شود. بعلاوه، سرعت تولید نانوذرات توسط سلول های تحت جریان، در مقایسه با حالت طبیعی، سه برابر افزایش یافت. در پایان با توجه به نتایج حاصل، به نظر می رسد که تولید نانوذرات با شیوه زیستی از دید کمّی توانایی رقابت با روش های شیمیایی را نداشته و پژوهش های آتی در این زمینه، باید بر روی کاربردهایی تازه از نانوذرات تولید شده به شیوه زیستی که با قابلیت ها و ویژگی های منحصربفرد آن ها تناسب دارند متمرکز شوند.

هرزروی سیال حفاری به عنوان یکی از مشکلات اصلی فراروی صنعت نفت جهان، عمده زمانهای از دست رفته دستگاه حفاری را به خود اختصاص داده است. در برخی موارد، بدلیل عدم توانایی و یا حتی عدم درمان به موقع و یا بهینه این معضل، خسارات جبران ناپذیری رخ داده است. برای مقابله با این مهم، راهکارها و روش های مختلف و گسترده ای در سراسر دنیا مورد استفاده قرار می گیرند. روش مرسوم مواجهه با هرزروی گل حفاری در کشورمان، مبتنی بر اثبات پیلهای lcmمی باشد که عملاً هزینه هنگفت و راندمان پایینی از خود به جای گذاشته است. در راستای نیل به هدف بهینه سازی روش درمان هرزروی در کشورمان، در تحقیق حاضر در دو بخش آزمایشگاهی و میدانی طی مطالعاتی گسترده، به امکان تغییر روش مرسوم کنترل هرزروی پرداخته شده است. در مطالعات آزمایشگاهی، دو دستگاه جهت شبیه سازیچاه های با شکاف در میانه و ته چاه ساخته شده و آزمایش هایی جهت مقایسه کارایی روش مرسوم کنترل هرزروی و روش پیشنهادی انجام شد که نتایج، بهینه بودن روش تزریق lcm را نشان داد. علاوه بر مطالعات آزمایشگاهی، در یکی از مخازن نفتی جنوب غرب کشور که حفاری چاه های آن همواره با هرزروی های شدید همراه بوده، روش تزریق lcm آزموده شد و نتایج حاصل از این روش با نتایج روش مرسوم کنترل هرزروی مقایسه شد و مطالعات میدانی نیز همانند مطالعات آزمایشگاهی، بر کارایی بالاتر روش پیشنهادی نسبت به روش مرسوم صحه گذاشت.

بیولیچینگ با کنترل الکتروشیمیایی پتانسیل پالپ یک روش نوین است که در این رساله برای اولین بار به صورت پیوسته به اجرا در آمد. در این تحقیق سیستم پیوسته¬ای شامل یک رآکتور 12 لیتری و دو رآکتور پنج لیتری طراحی و ساخته شد و آزمایش¬های لیچینگ شیمیایی، لیچینگ باکتریایی و بیولیچینگ با کنترل الکتروشیمیایی پتانسیل پالپ در دمای °c47 و درصد جامد 15% انجام شدند. در این سیستم کنسانتره کالکوپیریتی مجتمع مس سرچشمه که حاوی 3/24% مس و 08/28% آهن بود مورد استفاده قرار گرفت که عمده کانی مس¬دار موجود در آن کالکوپیریت (46%) بود. در فرآیند لیچینگ شیمیایی و تحت بهترین شرایط بررسی شده در این تحقیق (اندازه ذرات 30 میکرون و غلظت اسید g/l20) در حدود 10% مس طی مدت زمان 7 روز بازیابی شد. آزمایش¬های بیولیچینگ بر اساس طرح فاکتوریلی کامل انجام شدند تا تاثیر پارامترهای اندازه ذرات، غلظت اسید محلول لیچینگ و زمان ماند بر بازیابی مس از کنسانتره مورد نظر تعیین گردد. نتایج به دست آمده نشان داد که افزایش زمان ماند و کاهش اندازه ذرات تاثیر مثبتی بر بازیابی مس داشت در حالی که غلظت اسید محلول لیچینگ تاثیر معنی داری بر انحلال مس نشان نداد. در بهترین شرایط بیولیچینگ (زمان ماند هفت روز، غلظت اسید g/l20 و اندازه ذرات 30 میکرون) بازیابی مس به بیش از 54% رسید. لیچینگ با کنترل پتانسیل پالپ به صورت الکتروشیمیایی در محدوده بهینه (mv, ag/agcl440-420) بازیابی مس را در مقایسه با فرآیند بیولیچینگ معمولی در شرایط مشابه بیش از 75% افزایش داد. در بهترین شرایط بررسی شده در این تحقیق (زمان ماند هفت روز، پتانسیل mv, ag/agcl440-420، غلظت اسید 8 گرم بر لیتر و اندازه ذرات 30 میکرون) بازیابی مس به حدود 94% رسید. از آنجا که در این تحقیق دانسیته پالپ نسبتا بالا، دمای معتدل و خردایش متوسط برای دست یافتن به بازیابی بالای مس به کار برده شد از این رو این تکنولوژی از پتانسیل بالایی برای صنعتی شدن برخوردار است.

فناوری های زیستی به عنوان روش جدیدی در استحصال فلزات از جایگاه ویژه ای در صنایع ‏متالورژی برخوردار است. بیولیچینگ در مقایسه با سایر روش های متداول فرآوری، فرآیندی ساده، ‏کارا و اقتصادی است. یکی از مشکلات عمده و محدود کننده فرآیندهای بیولیچینگ سرعت پایین ‏واکنش می باشد که فرآیند را از لحاظ اقتصادی توجیه پذیر نمی کند. هدف اصلی این تحقیق ‏ارزیابی نقش خردایش و اندازه ذرات بر کارایی باکتری های ترموفیل معتدل و سینتیک فرآیند در ‏عملیات بیولیچینگ کنسانتره کالکوپیریتی می باشد. در این راستا باکتری های ترموفیل معتدل ‏جداسازی شده از مجتمع مس سرچشمه با کنسانتره کالکوپیریتی این مجموعه در درصد جامد های ‏مختلف سازگار و تست های آزمایشگاهی برای بررسی تأثیر درصد جامد و اندازه ذرات طراحی و ‏انجام گردید. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که افزایش درصد جامد تا مقادیر 15% جامد و ‏کاهش اندازه ذرات تا مقدار 16 میکرون باعث افزایش سرعت انحلال و بازیابی مس می شود. ضمنا ‏تحت شرایط بهینه(درصد جامد 15% و اندازه ذرات 16میکرون) حدود 82 % مس از کنسانتره ‏کالکوپیریتی بازیابی می شود.‏

هدف این تحقیق بررسی تاثیر دی اکسیدکربن و عصاره مخمر به عنوان منابع تامین کننده کربن بر بیولیچینگ مس از کنسانتره فلوتاسیون و غبار کنورتور مجتمع مس سرچشمه است. آزمایش ها در دو دمای 35 و 50 درجه با استفاده از باکتری های مزوفیل و ترموفیل معتدل انجام شدند. نتایج این تحقیق نشان می دهد که عصاره مخمر و دی اکسید کربن برای رشد باکتری ها و بیولیچینگ مس مهم و مفید می باشند. بازیابی مس از کنسانتره فلوتاسیون با استفاده ار باکتری های ترموفیل معتدل حدود 55 درصد است. اضافه کردن غبار کنورتور به کنسانتره فلوتاسیون بازیابی بالاتر مس را به دنبال دارد.