三天內(nèi)“吃掉”鐵釘智利科學(xué)家計(jì)劃用“食金屬”細(xì)菌凈化采礦業(yè)

在自然界中，有被稱之為“食鐵獸”的動(dòng)物，可強(qiáng)力破壞銅鐵。不過(guò)“食鐵獸”憑借的是鋒利的牙齒，現(xiàn)如今，一種微生物被發(fā)現(xiàn)可用來(lái)“吞噬”金屬。

近日，智利生物學(xué)家納達(dá)克·瑞爾斯通過(guò)讓微生物處于饑餓的狀態(tài)下，在三天內(nèi)完成了一根鐵釘?shù)摹巴淌伞边^(guò)程?，F(xiàn)在，她想用同樣的方法，以微生物瓦解大型采礦料斗，從而幫助清除金屬?gòu)U料。

瑞爾斯展示“食金屬”細(xì)菌中的釘子

瑞爾斯目前經(jīng)營(yíng)著一家叫做Rudanac Biotec的實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室位于距離圣地亞哥1100公里的工業(yè)區(qū)安托法加斯塔內(nèi)。

安托法加斯塔是一個(gè)神奇的區(qū)域，它處于沙漠中，是世界上最干旱的區(qū)域之一，但同時(shí)它也是智利最大的采礦和冶金工業(yè)所在地。該地區(qū)分布著大量可回收和不可回收金屬垃圾，如果不融化，這些垃圾將永遠(yuǎn)散落在沙漠中。

瑞爾斯在大學(xué)期間提出了她的想法，當(dāng)時(shí)她在一家采礦工廠進(jìn)行測(cè)試，使用微生物來(lái)改善銅提取。在這個(gè)過(guò)程中她意識(shí)到采礦業(yè)有不同的需求，例如金屬?gòu)U料的處理方式。

受到采礦業(yè)經(jīng)驗(yàn)的啟發(fā)，瑞爾斯在她的實(shí)驗(yàn)室啟動(dòng)了一個(gè)名為Spiromet的項(xiàng)目，專注于“廢金屬的生物分解”。

“我們的產(chǎn)品由生物技術(shù)解決方案組成，該解決方案由適應(yīng)極端條件的不同微生物組成，這些微生物以金屬為食，并產(chǎn)生在工業(yè)中具有多種應(yīng)用的生物技術(shù)解決方案，其中包括提高濕法冶金過(guò)程中銅的回收率?！彼龔?qiáng)調(diào)說(shuō)。

借助各種尺寸的試管和燒瓶、液體溶液和顯微鏡，瑞爾斯將研究重點(diǎn)放在鉤端螺旋體細(xì)菌（Leptospira，簡(jiǎn)稱鉤體）上。該鉤體屬于一種極端微生物，這意味著其可以在極端條件下存活，只需要通過(guò)元素氧化就可為自身獲取能量。

瑞爾斯從距離安托法加斯塔350公里、海拔4200米的塔蒂奧間歇泉周圍提取該鉤體。這種微生物生活在酸性環(huán)境中，在很大程度上不受大多數(shù)金屬濃度相對(duì)較高的影響。

“但當(dāng)它們餓了時(shí)，它們必須找到一種方法來(lái)適應(yīng)和養(yǎng)活自己?！比馉査贡硎?。

最開始的時(shí)候，該鉤體需要兩個(gè)月的時(shí)間才能完成指甲分解。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)兩年的試驗(yàn)，現(xiàn)在的微生物可以在短短三天內(nèi)“吃掉”指甲，吞噬金屬的速度也在顯著增加。此外，當(dāng)分解過(guò)程完成時(shí)，剩下的只是微紅色的液體殘留物。

目前該解決方案的可行性已在一系列實(shí)驗(yàn)中得到驗(yàn)證。但下一步實(shí)驗(yàn)卻遲遲無(wú)法取得進(jìn)展，瑞爾斯表示，“我需要大量的資金來(lái)確定這個(gè)方法是否能吞噬中型光束或料斗”。

據(jù)了解，智利是世界領(lǐng)先的金屬出口國(guó)。尤其是銅產(chǎn)業(yè)，占據(jù)了智利國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的10%以上，但也因此智利產(chǎn)生了大量污染環(huán)境的采礦廢料。

瑞爾斯進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

金屬?gòu)U料

“很多人不認(rèn)為金屬?gòu)U料是污染物，因?yàn)樗?jīng)過(guò)冶煉等回收過(guò)程，但事實(shí)上并不是所有的金屬?gòu)U料都能經(jīng)過(guò)這個(gè)過(guò)程。例如，廢棄的車輛，所有這些涂漆的金屬結(jié)構(gòu)都不能通過(guò)冶煉等過(guò)程?！比馉査菇忉屨f(shuō)。采礦設(shè)備顯然也屬于不能回收的行列。

那么廢金屬不熔化回收會(huì)發(fā)生什么呢？

據(jù)悉，在這種情況下，廢金屬通常會(huì)隨著雨水和環(huán)境的暴露而積攢起來(lái)，并逐漸氧化，而這個(gè)過(guò)程其實(shí)也是重金屬不斷釋放的過(guò)程，從而導(dǎo)致環(huán)境污染。

由于智利的法律要求采礦行業(yè)必須消除其產(chǎn)生的廢料，各大礦業(yè)公司為此付出了高昂的代價(jià)，比如使用大噸位卡車運(yùn)輸廢料，20公里的花費(fèi)便高達(dá)2萬(wàn)美元。

因此，當(dāng)該技術(shù)提案在通過(guò)實(shí)驗(yàn)室的一些重要測(cè)試后，已經(jīng)有礦業(yè)公司對(duì)這項(xiàng)研究表現(xiàn)出濃厚的興趣。

一方面，“化學(xué)和微生物測(cè)試”已經(jīng)證明該技術(shù)不會(huì)傷害人類或環(huán)境。而且在采礦提取過(guò)程中使用該微生物將被認(rèn)定為是“綠色采礦”。因?yàn)榕c傳統(tǒng)使用硫酸和其他試劑相比，其污染的影響要低得多。

另一方面，該技術(shù)可以完全消除金屬?gòu)U物，除了應(yīng)用循環(huán)經(jīng)濟(jì)外，還可以減少60%的費(fèi)用。正如瑞爾斯所說(shuō)，廢料生物分解后產(chǎn)生的溶液有多種應(yīng)用，其中之一是提高采礦業(yè)硫化物中銅的回收率。此外，它還可以去除金屬結(jié)構(gòu)中的氧化并產(chǎn)生濃縮的鐵溶液。

值得一提的是，此項(xiàng)技術(shù)具有全球應(yīng)用可能，因?yàn)樗梢苑纸馊魏晤愋偷慕饘俳Y(jié)構(gòu)，不僅可以用于采礦，還可以用于建筑、港口和鐵路行業(yè)等。

目前瑞爾斯正在為該產(chǎn)品和工藝申請(qǐng)國(guó)家和國(guó)際專利。但更重要的是，她希望它能幫助所有礦區(qū)減少金屬浪費(fèi)。