Dit klink futuristies, maar dit gebruik tans ongeveer 5% van die wêreld se goud en 20% van die wêreld se koper. Dit word ook in mindere mate gebruik om nikkel-, sink-, kobalt- en seldsame elemente te onttrek. Maar miskien is dit die opwindendste potensiaal om uitsonderlike aardelemente te onttrek, wat van alles van selfone tot hernubare energie tegnologie noodsaaklik is.
Die Mary Kathleen-myn, 'n uitgeputte uraanmyn in Noordwes-Queensland, bevat 'n beraamde A $ 4-biljoen in seldsame-elemente. Biomining bied 'n koste-effektiewe en omgewingsvriendelike opsie om dit uit te kry.
Biomining is so veelsydig dat dit op ander planetêre liggame gebruik kan word. Bioleaching studies Op die internasionale ruimtestasie het mikroörganismes uit ekstreme omgewings op Aarde getoon, kan 'n groot verskeidenheid belangrike minerale en metale van rotse lek wanneer dit aan die koue, hitte, straling en vakuum van die ruimte blootgestel word.
Sommige wetenskaplikes glo selfs Ons kan nie ander planete koloniseer sonder die hulp van biominingstegnologie nie.
Mikroorgaïsme in tenks lek die minerale uit enige bronmateriaal. Geregtigheid van die Stille Oseaan Noordwes Nasionale Laboratorium.
Biomining vind plaas in groot, geslote, geroerde tenk reaktore (bioreaktore). Hierdie toestelle bevat gewoonlik water, mikroörganismes (bakterieë, argea of ​​swamme), ertsmateriaal en 'n bron van energie vir die mikrobes.
Die benodigde bron van energie hang af van die spesifieke mikrobe wat nodig is vir die werk. Byvoorbeeld, goud en koper word biologies "uitgelek" van sulfiediese erts met behulp van mikroörganismes wat energie van anorganiese bronne kan aflei, via die oksidasie van swael en yster.
Seldsame grondelemente word egter van bio-onafgehit van nie-sulfiediese ertse gebruik gemaak van mikroörganismes wat 'n organiese koolstofbron benodig, omdat hierdie ertse nie 'n bruikbare energiebron bevat nie. In hierdie geval word suikers bygevoeg om die mikrobes te laat groei.
Alle lewende organismes het metale nodig om basiese ensiemreaksies uit te voer. Mense kry hul metale uit die spore konsentrasies in hul kos. Mikrobes verkry egter metale deur hulle op te los van die minerale in hul omgewing. Hulle doen dit deur organiese sure en metaalbindende verbindings te vervaardig. Wetenskaplikes gebruik hierdie eienskappe deur mikrobes in oplossing met ertse te meng en die metaal in te samel terwyl dit na die top dryf.
Die temperatuur, suikers, die tempo waarteen die tenk geroer word, suurheid, koolstofdioksied en suurstofvlakke moet almal gemonitor word en fyn ingestel word om optimale werksomstandighede te bied.
Die voordele van biomining
Tradisionele mynmetodes vereis sterk chemikalieë, baie energie en produseer baie besoedelstowwe. In teenstelling, biomining gebruik min energie en lewer min mikrobiese neweprodukte soos organiese sure en gasse.
Omdat dit goedkoop en eenvoudig is, kan biomining lae graad bronne van metale (soos my uitskot) effektief benut, wat andersins onekonomies sou wees met behulp van tradisionele metodes.
Lande word toenemend besig om na biominasie soos Finland, Chili en Uganda te draai. Chili het baie van sy koperryke erts uitgeput en gebruik nou biomining, terwyl Uganda al meer as 'n dekade kobalt uit kopermynuitvalle onttrek.
Hoekom het ons seldsame aardelemente nodig?
Die seldsame aardelemente sluit in die groep 15 lanthanides naby die onderkant van die periodieke tabel, plus skandium en yttrium. Hulle word wyd gebruik in feitlik alle elektronika en word toenemend gesog deur die elektriese voertuig en hernubare energiebedrywe.
Die unieke atoom eienskappe van hierdie elemente maak dit bruikbaar as magnete en fosforse. Hulle word gebruik as sterk liggewig magnete in elektriese voertuie, wind turbines, hardeskyf aandrywe, mediese toerusting en as fosfor in energie doeltreffendheid beligting en in die LED's van selfone, televisies en skootrekenaars.
Ten spyte van hul naam, is seldsame elemente nie skaars nie, en sommige is eintlik meer volop as koper, nikkel en lood in die aardkors. In teenstelling met hierdie primêre metale wat ertsen vorm ('n natuurlike minerale of rots waarvan 'n bruikbare stof maklik verkry kan word), word seldsame aardelemente wyd versprei. Om sodoende ekonomies haalbaar te wees, word hulle gewoonlik as sekondêre produkte langs primêre metale soos yster en koper gemyn.
Meer as 90% van die wêreld se seldsame aarde-elemente kom van China waar produksiemonopolieë, handelsbeperkings en onwettige mynbou pryse tot gevolg gehad het fluktueer dramaties oor die jare.
Die meeste hernubare energie tegnologie hang van seldsame aardmetale af. Pixabay
Verslae van die Amerikaanse departement van energie, Europese Unie, En die Amerikaanse intelligensie kommissie het verskeie seldsame aardelemente as kritieke materiale gemerk, gegrond op hul belangrikheid om skoon energie, hoë toevoerrisiko en gebrek aan plaasvervangers te maak.
Hierdie verslae bevorder navorsing en ontwikkeling in alternatiewe mynboumetodes soos biomining as 'n moontlike versagtende strategie.
Lyk hierdie oproepe, laboratoriums in Curtin, en Berkeley Universiteite het mikroörganismes gebruik om gewone, skaars-aard-element-draende minerale op te los. Hierdie pilootskaalstudies het belowende resultate getoon, met onttrekkingskoerse wat nader aan dié van konvensionele mynmetodes groei.
Omdat die meeste elektronika 'n berugte kort lewensduur en swak herwinbaarheid het, eksperimenteer laboratoriums met 'stedelike' biomining. Byvoorbeeld, bioleaching studies het sukses in onttrekking van seldsame aarde-elemente uit die fosforpoeier voering fluorescerende globes, en die gebruik van mikroörganismes om seldsame aardelemente van elektroniese afval te herwin soos hardeskyf magnete.
Die elemente van seldsame aard is van kritieke belang vir die toekoms van ons tegnologie. Biomining bied 'n manier om hierdie waardevolle hulpbronne op 'n manier te kry wat beide omgewingsvolhoubaar en ekonomies haalbaar is.
Marcos Voutsinos, PhD Kandidaat, Geomikrobiologie, Universiteit van Melbourne
Jy is hier: Tuis > Sosiale en politieke > omgewing > klimaat > Aanpassing en mitigasie > Biomining Die Elemente Van Die Toekoms