Біометалургія

У даній статті ми розглянемо таку область металургії, яка називається - биометаллургией.

Її головною відмінністю від простої металургії є сам процес виділення металів з руд та інших гірських порід, а точніше продуктів за рахунок яких цей процес здійснюється.

Живі микрометаллурги

У процесі розвитку та дослідження сфери біоматеріалів, більш глибоко вивчалася і формувалося напрямок виробництва металів і мінералів (силікати в диатомеях, карбонати у безхребетних і апатити у хребетних) живими організмами: мікробами, бактеріями, археями.

Ці живі мікроорганізми використовують в таких виробничих процесах, як:

• мікрофільтрація,
• биовыщелачивание,
• вироблення нафтохімічних продуктів,
• обробці відходів (ядерні) і т. д.

Крім цього, якщо виділення особливих компонентів із руди під впливом екстремально високої температури або отруйних хімічних розчинів є небезпечним або неефективним, так само використовують живі організми.

Після вирощування певних видів мікробів биодобыча здійснюється автоматично, і такий спосіб значно економічніше, ніж нанодобыча або інші способи видобутку мінералів на молекулярному рівні.

Металургія майбутнього

Отже, повторимося, сфера металургії вивчає способи отримання металів і мінералів з руди і різних мінералів, за рахунок використання мікроорганізмів і їх метаболітів, називається биометаллургией.

 "Металлобакетрии-робота на льоду" 

Де застосовується биометаллургия?

В життя биометаллургию використовують у процесі вилуговування таких елементів, як мідь, уран та інших металів з «бідної» руди, якщо відпрацювання стандартними способами є малорентабельною.

Наприклад, зебестоимость міді, отриманої за рахунок технологій биометаллургии, в два разаменьше. Биометаллургию застосовують для отримання металів з миш'яковистих мідно-цинкових концентратів, коли традиційні технології абсолютно неефективні.

У сутності, биометаллургический технологічний процес полягає в окисленні організмами певних металів, після чого вони перетворюються в розчинні зв'язку.

Биометаллургия застосовна і для збагачення:

• підземних порід,
• гірських порід,
• сульфидизацию окислених руд та інших.

За рахунок застосування биометаллургических технологій вдається істотно збільшити видобуток важливих компонентів із сировини.

Биометаллургические процеси досить просто автоматизувати,, що дозволяє збільшити продуктивність і, що особливо важливо, виробництво за такої технології, не дає шкідливих викидів в атмосферу, надра і т. д.

Це цікаво!

Найбільш нетрадиційну сталь зроблений в Японії. Її поліпшує компонентом став ванадій, видобутий не з руди, а ...асцидий (клас хордових з підтипу оболочников).

насправді, такі морські тварини накопичують ванадій з води. Для видобутку мікроелемента, асцидий збирають, сушать, після чого спалюють. І це вже з попелу видобувають рідкісний метал.

Так, цей спосіб досить клопітка, проте в регіонах з бідними надрами, він навіть дуже вигідний.

Вченими доведено, що деякі представники флори і фауни здатні в значній кількості зберігати в собі різні елементи з води, повітря і все, що їх оточує. Здатність певні рослин накопичувати Fe в 6 тис. разів вище концентрації у водному середовищі.

Наприклад, в крові у восьминогів міститься велика кількість міді, а здатність поглинати її у молюсків в 200 разів вище утримання її в природі. Ті ж асцидії збирають в собі до 0,5% ванадію, а медуза - цинку, олова, свинеца, радіолярії - стронцій.

Але не тільки тварини здатні накопичувати в собі різні елементи. Представники рослинного світу так само здатні поглинати й акумулювати елементи. Алюміній накопичується в фикусах і ламінарії, радій - у болотній ряске, йод і бром - у різних видах водоростей.

А тепер, трошки історії...

Первісток биометаллургии

В дренажних водах, за рахунок визначених водних і повітряних умов, окислюючись складові частини гірських порід насичують рудникову воду елементами заліза, сірчаною кислотою. Після відкачування на її поверхні всюди видно жовтувато-коричневі опади гідратів (окис заліза).

Важливий той факт, що окислення заліза в рудникових водах відбувався значно інтенсивніше, ніж в лабораторіях. Цьому виною є бактерії -Thiobacillus. У силу вміння окислювати закисленное залізо в кислому середовищі отримали назву - ферроксиданс (железоокисляющие).

На малюнку №1 - зображені бактерії зі слизовими стеблинками, №2 - нитчасті бактерії.

Перша інформація про залізоокисляючих бактеріях з'явилася ще в 1888 р. від мікробіолога С. Н. Виноградського.

Знадобилося багато часу на їх дослідження. Отримані результати варті того.

Залізобактерії і кругообіг заліза в природі

Для отримання одного грама органічних сполук своєї цитоплазми і ядра клітини, ферробактерии утилізують 464 р вуглекислої закису заліза, продукуючи з неї окисні сполуки.

Вченими виявлено важлива здатність залізобактерій в круговороті заліза на землі.

Підводні металурги

Залізобактерії перекачують залізо з надр землі на поверхню, і сприяють його відкладенню у вигляді залізних руд. Завдяки ним відбулося формування нашого Криворізького родовища і залізорудних покладів в районі Великих озер в США.

Таємницю формування утворень залізних і марганцевих руд в озерах розкрили вчені Санкт-Петербурга. Вони назвали, невідомі досі організми- "підводними металургами".

Їх головна функція полягає у виробництві рудних пластів і конкрецій, які здійснюються за рахунок окиснення розчинених у воді іонів металів, що далі осідають на дні.

Біологи змогли виявити даний мікроорганізм, хоча він практично непомітний, навіть під суперпотужним електронним мікроскопом.