Giriş: Metal Recovery'de Mikrobiyoloji Devrimi

Nadir ve değerli metaller için küresel talep, elektronik, yenilenebilir enerji teknolojileri ve gelişmiş üretim tarafından artmaya devam ediyor. Geleneksel ekstraksiyon yöntemleri - açık-pit madenciliği, smelting ve kimyasal leaching – en başta metaller, yüksek enerji tüketimi ve habitat yıkımı ile ilgili yöntemler geliştiriyor: madencilik endüstrisi daha düşük maliyetlerle daha az ekolojik kesintiye uğruyor.Bu tür sorunlar ve biyoteknolojiler için biyolojik sorunlarla ilgili olarak, biyolojik sorunlar ve biyoteknolojiler.

Madencilikte Biyoteknoloji Nedir?

Madencilikte Biyoteknoloji - biyohidrojenülji olarak adlandırılır - canlı organizmalar, öncelikle bakteriler, okçular ve mantarlar, maden kaynaklarından metallerin çıkarılmasını kolaylaştırmak için. Bu mikroorganizmalar doğal olarak metallerle ilişkili olarak, biyolojik, susuzluk ve karmaşıklaşma gibi süreçlerle etkileşim kurarlar.En iyi bilinen uygulama, kromatları,

Örneğin, alüminyum ve sulfurt gibi organik bileşikler elde eden ve bakır ve altın kurtarmada yaygın olarak kullanılan oksidiyoolitler[Dönemli bakteridir).Chromobacterium violaceum[Dönemli)[Döneticiler[Döneticiler[Döneticiler için farklı ürünlerde kullanılabilir.

Bioleaching Works Nasıl Biyoleaching Works

Doğrudan ve Indirect Mechanisms

Biyoleaching iki birincil yol boyunca meydana gelir.InETHFLT:0) Sömürgeci biyoleaching), bakteriler, metal sulfid doğrudan, metal iyonları kullanarak, metal iyonları serbest bırakmak için enzymatik tepkiler alır.

Anahtar Mikroorganizm ve onların Rolleri

En alternatif biyoleaching mikroplar, genciye ait değildir: 0,0)Acidithiobacillus[Dönetici:2)) Yüksek sıcaklık ortamları için, termophilic[DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDüzücükler [Dörtücük demir ve sulağıt metalleri için demirler) ve spertizeler için yüksek çözünürlükte 60 °C'ye kadar hızlanır.

Endüstriyel Süreç Yapıları

Ticari biyoleaching genellikle üç konfigürasyondan birinde uygulanır:

  • [FONT:0) Oap leaching:[Dönetici: Ore ezilir, büyük yığınlarda yığılır ve bakteri içeren bir asit çözümü ile rerigated. hamile çözüm, metal kurtarma için toplanır ve işlenir.
  • [FONT:0]Stirred-tank reaktörler: Güzel bir zemin veya kontrol altındaki mikroplarla sıvı bir ortamda askıya alınır (pH, sıcaklık, oksijen). Bunlar altın taşıma gibi yüksek değerli konsantre konsantre konsantre konsantre konsantre konsantre konsantre konsantre konsantreler için kullanılır.
  • [FONT:0)In-situ leaching: Mikrobes ve besin çözümleri doğrudan yeraltı veya vücutlara delikler yoluyla enjekte edilir, metalleri yerinde çözün.

Bioleaching'in Ötesinde: Diğer Biyoteknoloji Yöntemleri

Rerakter Altın Ores için Biyooksitasyon

Birçok altın yatak “kahkaha”dır -altın pirite veya arseno pirite gibi sulfid mineralleri içine kilitlenir ve 1980'lerde gelişmiş olan BIOX® süreci, Güney Afrika, Brezilya ve Avustralya'daki operasyonlarla birlikte, yüksek basınç oxidasyona (otomatik) ihtiyaç duyar.

Biyohidrasyon ve Biyoakcumulation

Dilute çözümleri için - benim drenaj, endüstriyel atık su veya elektronik hurdalardan gelen leachates -biosps[Döneticiler) Dünyadaki küçük plazminler (örneğin, karboxyl ve fosfat grupları gibi) daha yavaştır.

Mikrobily Indük Mineral Precipitation

Bazı bakteriler metalleri çözünemeyen sulfides veya karbonatları kimyasal ortamı değiştirmekle önlenebilir. Örneğin, sulfate-reter bakterileri çinko gibi metalleri önletirler, bakır ve nikel sulfides gibi. Bu, metalleri kendi sularında remobilize etmek için seçici olarak kullanılabilir.

Özel Metallere Uygulamaları

Copper: The Pioneer Success Story

Copper bioleaching on yıllardır ticari olarak başarılı olmuştur, Şili'deki Escondida madeninin tahminen% 10–15'i için muhasebe, düşük derece kromatografi (CuFeS2) veya elektrot ile tedavi etmek için ekonomik olmayan ürünler için geçerlidir (SX-EW), yüksek hacimli sütlülükten elde etmek için daha az miktardaki tasarruf sağlar.

Altın: Rerakter Deposits

Altın biyooksidasyon, biyooksidasyonun% 50 ila 70'den fazla bir süre önce altın kromozomu kullanarak elde ettiği standart bir tedavi haline geldi.(Dörtücükler) Bu işlem aynı zamanda sadece altın sinojen bakteri (Cumart) ile sınırlı miktarda yüksek çözünürlükte (Cumart) ile desteklenmektedir.

Nickel ve Cobalt

Nickel daha sonraitler (köksüz veya) ve nikel sulfides her ikisine de biyoteknolojik olarak tedavi edilebilir.ETHFLT:0)Acidiaobacillus ferrooxidans) ve [[0|0|0|0|0|onurt, bakır ve nikel madenlerin ürünü için, biyoleachingler düşük kuyruklarda ve lityum-oksidanlar için test edilir.

Nadir Dünya Elements (REEs)

DÖRTÜNCÜŞÜNDE GÜŞTERİ GÖRÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜN

Çevre ve Ekonomik Avantajlar

Azaltılmış Kimyasal Ayak izi

Geleneksel bakır smelting, sulfur dioksiti, asit yağmuruna öncü, altın yantasyonun toksik kyani çözümlerinin dikkatli bir şekilde yönetilmesini gerektirir. Bioleaching büyük ölçüde bu tehlikeleri ortadan kaldırır: süreç, situ (bu yeniden kullanılabilir), ve geleneksel madencilik yerine, bakırdan oluşan bir azalmayı göstermiştir.

Enerji Verimliliği

Enerji miktarı çok fazla enerji harcıyor - bakırın ton başına 20 GJ'ye kadar. Bioleaching, sadece pompalanması ve aerasyon için enerji gerektiren, enerji tasarrufu için,% 30-50 oranında tahmin edilmektedir.

Low-Grade Ores için Ekonomik Viability

Yüksek sınıf depozitolar tükeniyor gibi, madencilik endüstrisi, her zaman düşük notların işlenmesine karşı mücadele ediyor. Biyoleaching, ekonomik olarak bakırın az olduğu kadar, geleneksel smelting için kârsız olan yaklaşık% 0.2'dir. Dahası, teknoloji genellikle 20-30'luk bir miktar atık salaklığı, kuyrukları ve aşırı yükleri - kaynakların içine geri dönülmesi için sermaye yatırımı.

Meydanlar ve Sınırlar

Kinetic Constraints

Biyolojik tepkiler kimyasallardan doğal olarak daha yavaştır. Daha hızlı büyüyen organizmalar, besleyici tedariki ve genetik olarak üretilen oxidasyon oranlarıyla ilgili olarak aylar sürebilir.Bu daha yavaş oran yüksek oranlarda bir bariyer olabilir. Araştırmacılar bunu daha hızlı büyüyen organizmalar, optimizasyon tedariki seçerek ele alabilir ve genetik olarak mühendisliksel olarak gelişmiş oxidasyon oranları ile güçlenebilir.

Mikrobial Hassasiyet ve Kontrol

Endüstriyel ortamlar mikroorganizmalar üzerinde stres getiriyor: sıcaklık dalgalanmaları, toksik metaller, yüksek katı konsantrasyonlar ve değişken bir pH. Boyutta sağlıklı mikrobiyal nüfusun sağlanması zor.Altoksit mikropların süreci bozabilir. Kapalı-loop karıştırılmış-tank reaktörler, daha sıkı kontrole izin verir, ancak sermaye maliyetlerini artırır.

Membran Ores için Sınırlı Uygunluk

Biyoleaching, sulfid veyaes için en etkilidir.Fizik veyaerler farklı mikrobiyal stratejiler gerektirir - organik asit üreten heterotrofik mantarlar gibi - bu daha az gelişmiş ticari olarak. Birçok oksit tabanlı dünya yatakları için, geleneksel asit leaching daha pahalıya uygun kalır. Bununla birlikte, mantar biyoleaching ve mühendisinde ilerlemeler yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş genişliyor.

Future Prospects and Research

Genetik Mühendisliği ve S Sentetik Biyoloji

Genetik araçlar, "süpere" tasarımının biyomining için kullanılmasına olanak sağlar. Örneğin, bilim adamları, birçok substratı taklit etmek için genleri eklemiştir:0)E. li), bir altın özel biyoleaklama ajanı oluşturmak için. Diğer çabalar metal toleransı artırmak, enzim üretimini artırmak ve bu tür biyosynthesisleri kolayca sentezleyebilmek için temeller.

Elektronik Atıkların Kentsel Madeni

Elektronik atık (e-waste) altın, gümüş, bakır ve nadir dünyaların önemli konsantrasyonlarını içerir - Coventry'den yapılan bir çalışma, “kent madenciliği”nde önemli bir rol oynamaya hazır.Mevcut pilot projeler, sadece 8 gün içinde altınların% 68'ini kullanabilir.

Geometrik Ekonomi ile Bütünleşme

Biyoteknolojik yöntemler, dairesel ekonomi ilkeleri ile doğal olarak uyumludur.Süreklerden çıkarılan metaller ve yarıklar üretime geri dönebilir. Biyoorpsiyon sütunları rafinerilerden su israf edebilir, aksi takdirde kaybolmak için metalleri geri kazanacaktır.MINT Innovation).

Alan-Scale Şeytanlar ve Endüstri Kabul

Biyoleaching bakır ve altın için olgun olsa da, diğer metaller için yaygın olarak kabul edilmesi ölçeklendirme gerektirir. AB tarafından finanse edilen proje), BHP, Rio Tinto) ve biyoteknoloji şirketleri, bakırın derin yataklarının bakteri-injected çözümleri kullanarak test edilir. Benzer girişimler hedef nikel, cobalt ve çinko. maden devleri arasındaki ortaklıklar bugün 30'dan fazla büyüdü.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Biyoteknoloji sadece deneysel bir merak değildir - pratik, ölçeklenebilir bir çözüm zaten düşük kaliteli metallerin çıkarılmasını yeniden şekillendirir. İyi yapılandırılmış biyoleaklamadan, genetik mühendislikte, süreç kontrolüne ve reaktör tasarımına söz verir, dünya daha düşük çevresel etki için daha fazla metal talep eder, düşük kaliteli kaynaklar için daha kolay hale gelir. hız, istikrar ve ölçeklenebilirlik meydan okumaları, genetik mühendislikte hızlı ilerlemeler, süreç kontrolü, ve reaktör tasarımı söz konusu engellerin üstesinden gelmek için.