Кіріспе
Металл өндіру әдісі. Биолизинг – тірі организмдерді пайдалану арқылы металдарды олардың кендерінен алу немесе босату процесі. Биолизинг – биогидрометаллургияның бірнеше қолданыстарының бірі болып табылады және мыс, мырыш, қорғасын, сынап, антимон, никель, молибден, алтын, күміс және кобальтты қамтитын кендерді немесе концентраттарды өңдеу үшін бірнеше әдістер қолданылады. Биолизинг екі негізгі санатқа бөлінеді. Біріншісі – құрамындағы металдарды, мысалы алтын мен күмісті босату үшін, микроорганизмдерді пайдаланып, берік минералдарды тотықтыру. Көбінесе тотықтыруға түсетін минералдар пирит және арсенопирит болып табылады. Екінші санат – байланысқан металды босату үшін сульфидті минералдарды лизингтеу, мысалы, никельді алу үшін пентландитті лизингтеу, немесе мысты алу үшін халкоцитті, ковелитті немесе халкопиритті лизингтеу.
Bioleaching is the extraction or liberation of metals from their ores through the use of living organisms. Bioleaching is one of several applications within biohydrometallurgy and several methods are used to treat ores or concentrates containing copper, zinc, lead, arsenic, antimony, nickel, molybdenum, gold, silver, and cobalt. Bioleaching falls into two broad categories. The first, is the use of microorganisms to oxidize refractory minerals to release valuable metals such and gold and silver. Most commonly the minerals that are the target of oxidization are pyrite and arsenopyrite. The second category is leaching of sulphide minerals to release the associated metal, for example, leaching of pentlandite to release nickel, or the leaching of chalcocite, covellite or chalcopyrite to release copper.
Саңырауқұлақтармен
Биошалу үшін бірнеше саңырауқұлақ түрлерін қолдануға болады. Саңырауқұлақтар электрондық қалдықтар, каталитикалық түрлендіргіштер және қалалық қалдықтарды өртеуден қалған ұшқыш күл сияқты көптеген әртүрлі субстраттарда өсірілуі мүмкін. Тәжірибелер екі саңырауқұлақ штаммының (Aspergillus niger, Penicillium simplicissimum) Cu және Sn-ті 65%-ға, ал Al, Ni, Pb және Zn-ті 95%-дан астамға еріте алатынын көрсетті. Aspergillus niger лимон қышқылы сияқты кейбір органикалық қышқылдарды өндіре алады. Бұл шалу түрі металды микробиологиялық тотығуға емес, металды тікелей ерітетін қышқылдардың көзі ретінде микробиологиялық метаболизмге сүйенеді.
Экономикалық тиімділік
Биоличинг жалпы алғанда қарапайым, сондықтан дәстүрлі процестерге қарағанда пайдалану және күту арзан, себебі күрделі химиялық зауыттарды басқару үшін аз мамандар қажет. Бактериялар үшін төмен концентрация мәселе емес, өйткені олар металлдарды қоршаған қалдықтарға назар аудармай, кейбір жағдайларда 90%-дан астам металл алуға қол жеткізеді. Бұл микроорганизмдер минералдарды құраушы элементтеріне жіктеп, энергия алады. Компания бактериялар жұмысын аяқтағаннан кейін ерітіндіден иондарды жинап алады. Биоличинг басқа технологиялармен өңдеуге тым кедей болатын, мысалы, алтын сияқты төмен концентрациялы кендерден металл алу үшін қолданылуы мүмкін. Ол дәстүрлі процесте жоғары шығынға және энергия тұтынуға әкелетін кең көлемді ұсақтау және ұнтақтау процесін ішінара алмастыруға болады. Бактериялық личингтің төмен құны металл алуға жұмсалатын уақыттан артық болғандықтан. Мыс сияқты жоғары концентрациялы кендерді бактериялық личингке қарағанда балқыту арқылы өңдеу тиімдірек, себебі бактериялық личинг процесі балқытуға қарағанда баяу жүреді. Биоличингтің баяудығы жаңа кен орындары үшін ақша ағынының кешігуіне себеп болады. Дегенмен, әлемдегі ең ірі мыс кені, Чилидегі Эскондидада бұл процесс тиімді болып көрінеді. Экономикалық тұрғыдан бұл өте қымбат, және көптеген компаниялар бастағаннан кейін сұранысқа ілесе алмай, қарызға батып кетеді.
Ғарышта
2020 жылы ғалымдар Халықаралық ғарыш станциясында (ISS) әртүрлі гравитациялық ортада жүргізілген эксперимент арқылы микроорганизмдерді биокөшу арқылы ғарышта базальт тау жыныстарынан пайдалы элементтерді алу үшін қолдануға болатынын көрсетті.
Қоршаған ортаға әсері
Бұл процесс дәстүрлі өндіру әдістерінен гөрі экологиялық тұрғыдан тиімді. Компания үшін бұл пайда әкелуі мүмкін, себебі балқыту кезінде күкірт диоксидінің шығарындыларын шектеу өте қымбат. Бактериялар табиғи түрде өсетіндіктен, ландшафтқа аз зиян тиеді және кен орны мен оның төңірегі салыстырмалы түрде бұзылмаған күйде қалуы мүмкін. Бактериялар кен жағдайында көбейетіндіктен, оларды оңай өсіруге және қайта пайдалануға болады. Кейде бұл процесте улы химикаттар да түзіледі. Күкірт қышқылы мен түзілген H+ иондары жер асты және жер үсті суларына сіңіп, оларды қышқылдандырып, экологиялық зиян келтіруі мүмкін. Қышқыл кен суларынан ағып шығатын темір, мырыш және мырыш сияқты ауыр иондар да бар. Бұл ерітіндінің pH деңгейінің жоғарылауы, тұщы сумен сұйылту нәтижесінде, осы иондардың шөгінді түзеуіне және "Сары бала" ластануының пайда болуына әкеледі. Осы себептерге байланысты биокөлдеуді мұқият жоспарлау қажет, өйткені процесс биоқауіпсіздіктің бұзылуына алып келуі мүмкін. Басқа әдістерден өзгеше, биокөлдеуді бастағаннан кейін тоқтату қиын, себебі ылғалды ауа райы мен табиғи бактериялардың әсерінен процесс жалғаса береді. Финляндиядағы Талвиваара сияқты жобалар экологиялық және экономикалық тұрғыдан сәтсіз аяқталды.