Растворить в кислоте: ученые заставят бактерии извлекать металлы из горной породы
Новое исследование показывает, что алюминий, магний и другие металлы, содержащиеся в отходах горнодобывающей промышленности, могут быть растворены и извлечены благодаря кислотообразующим бактериям. Исследователь Натан Ван Вик считает, что этот способ обогащения руд обладает большим потенциалом для снижения загрязнения окружающей среды, продления срока службы шахт и обеспечения промышленности сырьем.
Ежегодно на Земле производится более трех миллиардов тонн металла, который используется в различных технологических процессах. Однако содержание металлов в рудах снижается по мере разработки, что затрудняет доступ к сырью и делает его дороже. Это привело к росту цен на металлы и увеличению количества вредных отходов. Кроме того, повышается спрос на редкоземельные элементы, которые содержатся в руде в крайне низких концентрациях.
Шахтные отходы часто складируются в открытые терриконы на руднике. Это представляет опасность для окружающей среды, поскольку содержащиеся в отходах металлы могут попадать в грунтовые воды. Мелкодисперсные отходы могут переноситься ветром, как свинец во времена Древнего Рима. Но с этими отходами на самом деле не все так плохо.
Натан Ван Вик, исследователь в области экологии: «В отходах содержится значительное количество полезных металлов. Поэтому, если мы сможем извлечь металлы из отходов, мы сможем уменьшить загрязнение окружающей среды и производить больше сырья».
Растворение в биогенных кислотах
В своей докторской диссертации Натан Ван Вик исследовал, как можно извлечь металлы из отходов, используя кислоты, вырабатываемые бактериями. Исследованные им отходы представляли собой в основном остатки бокситов, минералов, содержащих алюминий и используемого в производстве «крылатого металла», а также отходы, образующиеся при производстве магния.
Исследования показывают, что биогенные кислоты извлекают почти 100% магния из богатых этим металлом отходов. Что касается остатков бокситов, то кислоты извлекли несколько металлов: 68% алюминия, 80% кальция и 59% титана, а также некоторые редкоземельные элементы — например, было извлечены 42% иттрия.
«Кислотное растворение шахтных отходов является многообещающим способом использования ценных ресурсов. Это сокращает количество отходов, защищает окружающую среду, создает сырье для промышленности и продлевает срок службы шахт. А также способствует развитию «зеленых» технологий, обеспечивая рабочие места. Применяя этот метод, мы получаем много преимуществ, вместо того чтобы бездумно выбрасывать отходы», — уверен Натан Ван Вик.
Бетон из того, что осталось
Положительным моментом этого метода является то, что остаточный материал можно комбинировать с дешевыми связующими для получения быстро отверждаемого бетона.
«Из отходов нашего производства мы можем делать строительные материалы, такие как бетон. Наш бетон не нуждается в энергоемком прокаливании».
«Более 7% всей электроэнергии, используемой в промышленности во всем мире, идет на производство бетона и цемента. Используя переработанные отходы, мы можем свести к нулю количество твердых отходов при добыче магния и значительно снизить мировое потребление энергии при переработке бокситов, — резюмирует Ван Вик.
Ученый считает, что метод биогенного кислотного растворения нуждается в доработке для обеспечения крупномасштабного производства, но лабораторные исследования показали, что это нестандартный эффективный процесс. Он надеется, что в будущем технология будет внедрена в горнодобывающей промышленности.
Недавно ученые рассказали, как выжить в жару без кондиционера.
