미래를 구성하는 요소들 Biomining

 파일 20180124 72597 1twk9y1.png? ixlib = rb 1.1 조이 퀴어 / 픽셀, CC의 BY-SA 

바이오 매스 (Biomining)는 과학 소설에 의해 약속 된 기술의 일종으로, 광석, 오래된 휴대폰 및 하드 드라이브에서 금속을 빨아들이는 미생물로 채워진 광대 한 탱크입니다.

그것은 미래 지향적 인 것으로 들리지만, 현재 세계의 금의 5 %를 생산하는 데 사용되고 있습니다. 세계 구리의 20 %. 또한 니켈, 아연, 코발트 및 희토류 원소를 추출하는데도 덜 사용됩니다. 그러나 휴대 전화에서부터 재생 에너지 기술에 이르기까지 모든 분야에서 중요한 희귀 원소를 추출하는 것이 가장 흥미로운 방법 일 것입니다.

퀸즐랜드 북서부의 소진 된 우라늄 광산 인 Mary Kathleen 광산에는 희토류 원소로 추정되는 X $ X billion이 포함되어 있습니다. Biomining은 비용 효율적이고 환경 친화적 인 옵션을 제공합니다.

바이오 매스는 매우 다양하여 다른 행성 기관에서 사용할 수 있습니다. Bioleaching 연구 국제 우주 정거장에서 지구의 극한 환경에있는 미생물은 감기, 열, 복사 및 공간의 진공에 노출 될 때 암석에서 여러 가지 중요한 미네랄과 금속을 침출 할 수 있음을 보여주었습니다.

어떤 과학자들은 심지어 믿는다. 우리는 바이오 매닝 기술의 도움없이 다른 행성들을 식민지화 할 수 없습니다.

어떻게 진행합니까?

기후 탱크의 미생물은 모든 원료 물질에서 미네랄을 침출합니다. Pacific Northwest National Laboratory의 의례.

바이오 매스는 크고 폐쇄 된 교반 탱크 반응기 (생물 반응기) 내에서 발생합니다. 이러한 장치는 일반적으로 물, 미생물 (세균, 고세균 또는 진균), 광석 물질 및 미생물에 대한 에너지 원을 포함합니다.

필요한 에너지 원은 작업에 필요한 특정 미생물에 달려 있습니다. 예를 들어, 금과 구리는 황과 철의 산화를 통해 무기 공급원으로부터 에너지를 끌어낼 수있는 미생물을 사용하여 황화물 광석에서 생물학적으로 "침출"됩니다.

그러나, 희토류 원소는 유기 탄소원을 필요로하는 미생물을 사용하여 비 황화물 광석에서 바이오 리용되며, 이는 이들 광석에 사용 가능한 에너지 원이 포함되어 있지 않기 때문입니다. 이 경우 미생물이 자라도록 설탕이 첨가됩니다.

모든 생명체는 기본적인 효소 반응을 수행하기 위해 금속이 필요합니다. 인간은 음식에서 미량 농도로 금속을 얻습니다. 그러나 미생물은 환경에서 미네랄을 용해하여 금속을 얻습니다. 그들은 유기산과 금속 결합 화합물을 생산함으로써 이것을합니다. 과학자들은 용액 속 미생물을 광석과 혼합하고 금속이 위로 떠있을 때 금속을 수집하여 이러한 특성을 이용합니다.

온도, 설탕, 탱크가 교반되는 속도, 산도, 이산화탄소 및 산소 수준 모두 최적의 작업 조건을 제공하기 위해 모니터링하고 미세 조정해야합니다

바이오 매밍의 장점

전통적인 광산 방법은 가혹한 화학 물질, 많은 에너지 및 많은 오염 물질을 필요로합니다. 대조적으로, 바이오 매스는 거의 에너지를 사용하지 않으며 유기산 및 가스와 같은 미생물 부산물을 거의 생성하지 않습니다.

저렴하고 간단하기 때문에, 바이오 미 닝은 기존 방법을 사용하면 경제적이지 못한 저급 금속 (예 : 광산 찌꺼기)을 효과적으로 활용할 수 있습니다.

핀란드, 칠레, 우간다와 같은 국가들은 점점 바이오 메 이니 팅으로 눈을 돌리고 있습니다. 칠레는 구리가 풍부한 광석의 대부분을 다 써 버렸고 현재는 생물 광산을 이용하고 있으며, 우간다는 10 년 이상 구리 광산 찌꺼기에서 코발트를 추출 해왔다.

왜 희귀 한 지구 요소가 필요한가요?

희토류 원소는 주기율표의 바닥 근처에있는 15 란타 니드 그룹과 스칸듐 및 이트륨을 포함합니다. 그들은 모든 전자 장치에 널리 사용되고 있으며 점점 더 전기 자동차 및 재생 에너지 산업에 의해 추구되고 있습니다.

이러한 요소의 고유 한 원자 적 특성으로 인해 자석 및 인광체로 유용합니다. 이 제품들은 전기 자동차, 풍력 터빈, 하드 디스크 드라이브, 의료 장비 및 에너지 효율 조명 및 LED, 휴대 전화, TV 및 노트북의 강력한 경량 자석으로 사용됩니다.

그들의 이름에도 불구하고, 희토류 원소는 희귀하지 않고 지구의 지각에서 구리, 니켈 및 납보다 실제로 풍부합니다. 그러나 광석 (천연 광물 또는 유용한 물질을 쉽게 추출 할 수있는 암석)을 형성하는 이들 1 차 금속과는 달리 희토류 원소가 널리 분산되어있다. 따라서 경제적으로 실현 가능하기 위해 일반적으로 철 및 구리와 같은 1 차 금속과 함께 2 차 제품으로 채굴됩니다.

세계 희토류 원소 중 90 % 이상이 중국에서 생산 독점, 무역 제한 및 불법 광산으로 인해 가격이 상승한 곳입니다. 극적으로 변동하다 수년에 걸쳐.

기후 대부분의 신 재생 에너지 기술은 희토류 금속에 의존합니다. Pixabay

로부터 보고서 미국 에너지 부, 유럽 ​​연합미국 정보위원회 깨끗한 에너지, 높은 공급 위험 및 대체물 부족에 대한 중요성을 토대로 몇 가지 희토류 원소를 중요한 물질로 분류했습니다.

이 보고서는 잠재적 인 완화 전략으로 바이오 매 이닝과 같은 대체 채굴 방법으로 연구 및 개발을 장려합니다.

이 전화에주의하면서, 커틴의 메이크업 시연, 그리고 한국에서 사랑을 담아 보낸 버클리 대학들은 미생물을 이용해 희토류 원소가 함유 된 일반적인 미네랄을 용해 해왔다. 이러한 파일럿 규모의 연구는 유망한 결과를 보여 주었으며 추출 속도는 기존의 광산 방법에 가깝게 증가했습니다.

대부분의 전자 제품은 수명이 짧고 재활용 성이 좋지 않기 때문에 실험실에서는 "도시"바이오 매뉴 닉을 실험하고 있습니다. 예를 들어, 바이오 리서치 연구는 형광체 분말로부터 희토류 원소를 추출 형광 글로브를 라이닝하고, 미생물을 사용하여 희귀 한 지구의 원소를 전자 폐기물 하드 드라이브 자석.

희토류 원소는 우리 기술의 미래에 매우 중요합니다. 바이오 매스는 환경 적으로 지속 가능하고 경제적으로 실현 가능한 방법으로 이러한 귀중한 자원을 얻을 수있는 방법을 제공합니다.

저자에 관하여

마르코스 Voutsinos, 박사 후보, Geomicrobiology, 멜버른 대학교

이 기사는 원래에 게시되었습니다. 대화. 읽기 원래 기사.

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