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在一項(xiàng)成熟的銅礦和金礦開(kāi)采工藝中，天然存在的細(xì)菌被用于從礦石中分解出所含金屬。與熔煉技術(shù)不同的是，這種方法幾乎不消耗任何能源。類(lèi)似地，細(xì)菌將很快被用于幫助回收利用工業(yè)廢棄物。

Axel Schippers將他的“珍寶”存放在位于漢諾威的德國(guó)聯(lián)邦地球科學(xué)與自然資源研究所。在這里，大約1,500株細(xì)菌在零下140℃的溫度下被冷凍保存。Schippers是一位地球微生物學(xué)家，在需要的時(shí)候，他可以讓這些在低溫下處于休眠狀態(tài)的生物恢復(fù)活力。這些細(xì)菌包括酸微菌屬、酸硫桿狀菌屬、鉤端螺菌屬和氧化硫化桿菌屬等。Schippers解釋道，“這些細(xì)菌都是嗜酸細(xì)菌，也就是說(shuō)，它們喜歡酸性環(huán)境，可以將金屬硫化物氧化。正因如此，它們都能在生物冶金中發(fā)揮重要作用。”

在一種被稱(chēng)為“生物浸出”的提煉方法中，礦物所含金屬在酸和空氣的作用下被溶解出來(lái)。

生物冶金是一項(xiàng)以使用細(xì)菌為基礎(chǔ)的金屬提煉技術(shù)。Schippers表示：“現(xiàn)在，全球范圍內(nèi)有15%左右的銅礦開(kāi)采在使用這項(xiàng)技術(shù)，還有3%左右的金礦開(kāi)采使用了這項(xiàng)技術(shù)。此外，這項(xiàng)技術(shù)在鎳、鈷和鋅等礦物的開(kāi)采中也有少量使用。”智利的許多銅礦場(chǎng)以及加納、南非、中亞和澳大利亞等國(guó)家和地區(qū)的一些金礦都是進(jìn)行生物冶金的中心。

富含銅、鋅和鎳等的金屬礦物大多由金屬硫化合物（金屬硫化物）構(gòu)成。這些化合物是不可溶解的，因此，提煉其中的金屬成分的方法就是在熔爐中加熱這些礦石，這個(gè)過(guò)程需要消耗大量能源。Schippers解釋道，“與之相反的是，細(xì)菌可以溶解這些金屬，而不要求像熔煉設(shè)備那樣的高溫。”

一個(gè)尤為高效的生物冶金方法是被稱(chēng)為“生物浸出”的技術(shù)。Schippers說(shuō)：“在這項(xiàng)工藝中，將稀硫酸噴灑到壓碎的礦石上。這將刺激巖石中天然存在的嗜酸細(xì)菌的生長(zhǎng)。這些細(xì)菌以礦石為食，將不可溶解的金屬硫化物氧化，從而將之變?yōu)榭扇芙獾慕饘倭蛩猁}。”從礦石堆底部滲出的液體富含被溶解的金屬。通過(guò)對(duì)該溶液進(jìn)行電解處理，即可提煉出固態(tài)的純金屬。

Schippers已知適用于生物冶金的細(xì)菌有30多株，并且這個(gè)數(shù)字還在穩(wěn)步增長(zhǎng)。“顯然，這擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。如今我們知道哪些細(xì)菌適用于哪種特定礦物，以及最為重要的，它們?cè)谑裁礃拥臈l件下能夠高效地工作。”長(zhǎng)期以來(lái)，生物冶金一直被視為替代傳統(tǒng)熔煉技術(shù)的環(huán)保解決方案，因?yàn)楹笳卟粌H要消耗大量能源，而且會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)致酸雨的元兇——二氧化硫。Schippers解釋道，“但在現(xiàn)代化熔煉工廠(chǎng)，這已不是問(wèn)題，因?yàn)?9%以上的二氧化硫都被轉(zhuǎn)化為硫酸，后者現(xiàn)已成為煉銅的重要副產(chǎn)品。”

盡管如此，生物冶金的獨(dú)到之處在于其很低的能源需求，特別是對(duì)于處理金屬含量很低的礦石。Schippers說(shuō)：“生物冶金不會(huì)取代傳統(tǒng)熔煉技術(shù)。盡管其能耗很高，但對(duì)于富礦，傳統(tǒng)熔煉技術(shù)的效率依然高得多。不過(guò)，隨著物價(jià)攀升，當(dāng)開(kāi)采低級(jí)礦藏在經(jīng)濟(jì)上變得切實(shí)可行時(shí)，生物冶金將真正替代傳統(tǒng)熔煉技術(shù)。”

生物冶金也被引進(jìn)到鎳、鈷和鋅等礦物的開(kāi)采中。采用了這項(xiàng)技術(shù)的礦場(chǎng)經(jīng)營(yíng)者包括芬蘭的Talvivaara采礦公司，該公司開(kāi)發(fā)了自有生物浸出工藝，采用細(xì)菌同時(shí)從同一個(gè)礦床開(kāi)采出多種不同的金屬。該公司正在芬蘭Sotkamo鎮(zhèn)的礦場(chǎng)使用這項(xiàng)工藝，這里的礦藏曾在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)被視為品位太低，因而其開(kāi)采在商業(yè)上不可行。拜生物冶金技術(shù)所賜，Talvivaara公司現(xiàn)已成為歐洲最大的鎳生產(chǎn)商。

Schippers透露，有一個(gè)領(lǐng)域尚待深入研究，他說(shuō)：“將生物冶金用于開(kāi)采稀土在很大程度上仍處于試驗(yàn)階段。”然而，在工業(yè)廢棄物后處理和回收利用方面，細(xì)菌的使用頗具商業(yè)合理性。Schippers指出，“實(shí)驗(yàn)室研究和試點(diǎn)研究已經(jīng)表明，可以利用細(xì)菌來(lái)對(duì)原本只能采用填埋法進(jìn)行處理的礦渣進(jìn)行后處理，因?yàn)檫@些礦渣含有大量重金屬。”鑒于這種礦渣中的殘余金屬含量之高，到頭來(lái)這種處理方式甚至可能在經(jīng)濟(jì)上吸引力。正如Schippers所解釋的那樣，目前在實(shí)驗(yàn)室中試用的工藝尚不具備商業(yè)可行性。但只要物價(jià)飆升，這種情況很快就會(huì)改觀。到那個(gè)時(shí)候，采用生物浸出技術(shù)來(lái)處理礦渣和電子廢料，以提取其中含有的貴重金屬將很可能變得有利可圖。