自青铜时代以来,采矿技术并没有太大变化:要从矿石中提取有价值的金属,需要施加热量和化学试剂,如木炭。但这种技术需要大量能源,这意味着对于金属浓度较低的矿石来说,成本太高。
矿工们越来越多地转向细菌,这些细菌可以廉价且在环境温度下从低品位矿石中提取金属。通过使用细菌,矿业公司只需在废堆中播撒微生物并用稀酸灌溉,就可以从金属浓度低于1%的矿石中提取高达85%的金属。在堆内,Acidithiobacillus 或 Leptospirillum 细菌氧化铁和硫以获取能量。当它们吞噬时,会产生活性三价铁和硫酸,这会降解岩石物质并释放出有价值的金属。
生物技术也被用于清理旧矿山产生的酸性径流,在此过程中提取最后一点珍贵的金属。Desulfovibrio 和 Desulfotomaculum 等细菌可以中和酸并产生硫化物,这些硫化物与铜、镍和其他金属结合,将它们从溶液中拉出来。
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由于高品位矿石日益稀缺,生物采矿近年来取得了前所未有的增长。据矿业顾问 Corale Brierley 估计,全球近 20% 的铜来自生物采矿,自 20 世纪 90 年代中期以来,产量翻了一番。“矿业公司过去丢弃的东西,我们今天称之为矿石,”Brierley 说。
下一步是将细菌清洁工应用于矿山废料。威尔士班戈大学研究酸性矿山排水生物解决方案的 David Barrie Johnson 估计,细菌矿山清理需要 20 年才能实现收支平衡。“随着世界走向一个减少碳依赖的社会,我们必须寻找能源需求更低、更自然的方式做事,”Johnson 说。“那是长远目标,事情正朝着那个方向顺利发展。”