Бактерии добывают металлы | Научные открытия и технические новинки из Германии | DW | 01.01.2013
  1. Inhalt
  2. Navigation
  3. Weitere Inhalte
  4. Metanavigation
  5. Suche
  6. Choose from 30 Languages

Наука

Бактерии добывают металлы

Использование микроорганизмов для извлечения металлов из руд долгое время считалось недостаточно эффективным. Но теперь ситуация начинает меняться.

Ein Bergmann entfernt im Kaliwerk Werra des Grubenbetriebs Hattorf-Wintershall der K+S AG bei Philippsthal (Kreis Hersfeld-Rotenburg) mit einer Beraubemaschine loses Salzgestein von der Firste (Foto vom 23.07.2008). Dem Kasseler Düngemittelhersteller, derzeit im M-Dax notiert, werden gute Chancen eingeräumt, in den wichtigsten Aktienindex, den DAX, aufzusteigen. Foto: Uwe Zucchi dpa/lhe +++(c) dpa - Report+++ pixel

Добыча руды в Европе

Цены на золото, медь, никель и многие другие металлы за последние годы выросли настолько, что некоторые методы их добычи, считавшиеся ранее недостаточно экономичными и потому отвергнутые, теперь снова становятся предметом дискуссий и научных исследований. К этим методам относится, в частности, и так называемое бактериальное выщелачивание, то есть извлечение тех или иных химических элементов из руд, концентратов и горных пород с помощью бактерий или продуктов их жизнедеятельности. А бактерий таких немало. Профессор Аксель Шипперс (Axel Schippers), геомикробиолог, научный сотрудник Федерального ведомства по геонаукам и сырью в Ганновере, собрал в своей лаборатории более полутора тысяч штаммов разных бактерий, которые могут найти применение в процессе обогащения руд.

Микробный зоопарк

Собрание ученого - не база данных в привычном понимании этого слова и не коллекция, а нечто вроде "зоопарка" микробов, все обитатели которого находятся в глубокой зимней спячке, поскольку хранятся в условиях крайне низких температур, при минус 140 градусах. "Так получается менее трудоемко, - поясняет ученый. - Но все равно время от времени эти культуры приходится размораживать и пробуждать к жизни, чтобы убедиться, что они по-прежнему активны и не загрязнены".

Контекст

Хотя в "зоопарке" профессора Шипперса имеются, конечно, и весьма экзотические микроорганизмы, подавляющее большинство его обитателей составляют разные штаммы хорошо известных так называемых тионовых бактерий, получающих энергию за счет окисления практически всех сульфидных минералов, серы, а также соединений железа, меди, селена, сурьмы, урана и некоторых других элементов. Именно эти микроорганизмы представляют наибольший интерес с точки зрения их использования в бактериальном выщелачивании металлов из руд.

Для этого горную породу измельчают, смешивают с кислотой, а затем в раствор добавляют культуру подходящих бактерий, которые в процессе своей жизнедеятельности и переводят металл в раствор. Извлечь его оттуда можно, например, методом электролиза. Бактериальное выщелачивание считается относительно экологичной технологией. Во всяком случае, оно обходится без выбросов двуокиси серы в атмосферу и требует меньших энергозатрат, чем традиционная пирометаллургия с полным расплавлением шихты и разделением расплава на металл и шлак.

Каждому минералу - свою бактерию!

Использование микроорганизмов для выщелачивания металлов из руд уходит корнями в давние времена, когда о самом существовании бактерий никто еще не подозревал. Осмысленно и целенаправленно эта технология развивалась в прошлом столетии, но ближе к концу века утратила популярность. "Отчасти наша работа начинается теперь там, где мы ее прекратили 20-30 лет назад", - говорит профессор Шипперс. Это связано с тем, что, с одной стороны, резко выросли цены на металлы, а с другой - с тем, что исследователи обнаружили немало новых видов бактерий. "30 лет назад было известно всего несколько микроорганизмов, игравших роль в выщелачивании металлов, - поясняет ученый. - Сегодня их не менее трех десятков, и это число продолжает расти. Поэтому сейчас мы можем для каждого минерала подобрать оптимальный вид бактерий".

При добыче меди и золота метод бактериального выщелачивания применяется уже довольно широко: на его долю приходится несколько процентов мировой добычи этих металлов. Тут лидерами являются Австралия, страны Латинской Америки и Африки. А в Финляндии с помощью особого штамма бактерий удалось наладить добычу никеля, кобальта и цинка на одном из местных месторождений.

Нет пророка в своем отечестве

Однако бактериальную технологию, эффективную на одном месторождении, далеко не всегда можно перенести на другое: отличия в составе горных пород допускают использование только местных штаммов бактерий, а у каждого такого штамма - свои "привычки" и свои "потребности". "С этим у нас сейчас проблемы, - сетует профессор Шипперс. - Что касается совершенствования технологий извлечения металлов из руд, у нас есть интересные лабораторные наработки, выполненные в ходе прежних исследований, но испытать их в Германии в крупном масштабе и проверить на экономическую рентабельность у нас нет возможности".

Зато некоторые наработки находят практическое применение в международном масштабе. Так, в сотрудничестве с Клаустальским техническим университетом профессор Шипперс доказал, что с помощью бактерий можно будет санировать гигантские отвалы бедной руды на одной из шахт в Перу, причем продажа извлеченного металла позволит полностью окупить это мероприятие. А еще ученый намерен использовать некоторых обитателей своего микробного "зоопарка" для бактериального выщелачивания металлов из шлаков, отходов обогащения, свалок и так далее.