Joey Kyber / Piksel, CC BY-SA 

Biyo-madenleme bilim kurgu tarafından vaat edilmiş bir tekniktir: cevher, metal, cep telefonları ve sabit disklerden metale sızan mikroorganizmalarla dolu geniş bir tank.

Fütüristik geliyor, ancak şu anda dünya altınının% 5'ini üretmek için kullanılıyor ve Dünyadaki bakırın% 20'i. Ayrıca nikel, çinko, kobalt ve nadir toprak elementlerini çıkarmak için daha az oranda kullanılır. Ancak belki de en heyecan verici potansiyeli, cep telefonlarından yenilenebilir enerji teknolojisine kadar her şey için çok önemli olan nadir toprak elementlerini çıkarmaktır.

Queensland'ın kuzeybatısında bitkin bir uranyum madeni olan Mary Kathleen madeni, nadir toprak elementlerinde tahmini bir 4 milyar dolar tutarındadır. Biomining, dışarı çıkarmak için uygun maliyetli ve çevre dostu bir seçenek sunar.

Biyo-madencilik, diğer gezegen gövdelerinde kullanılabilecek kadar çok yönlüdür. Biyo yıkama çalışmaları Uluslararası uzay istasyonunda, yeryüzündeki aşırı ortamlardan gelen mikroorganizmaların, soğuk, sıcak, radyasyon ve alan boşluğuna maruz kaldıklarında kayalardan çok çeşitli önemli mineralleri ve metalleri süzebileceğini göstermiştir.

Bazı bilim adamları bile inanıyor Biyo-maden teknolojilerinin yardımı olmadan diğer gezegenleri kolonileştiremeyiz.

Nasıl Çalışır?

Tanklardaki mikroorganizmalar, mineralleri herhangi bir kaynak malzemeden süzer. Kuzeybatı Pasifik Ulusal Laboratuvarı'nın İzniyle.

Biyo-madenleme büyük, kapalı, karıştırılmış tank reaktörleri (biyoreaktörler) içinde gerçekleşir. Bu cihazlar genellikle su, mikroorganizmalar (bakteri, archaea veya mantarlar), cevher materyali ve mikroplar için bir enerji kaynağı içerir.

Gereken enerji kaynağı, iş için gerekli olan spesifik mikropa bağlıdır. Örneğin, altın ve bakır, kükürt ve demirin oksidasyonu yoluyla inorganik kaynaklardan enerji elde edebilen mikroorganizmalar kullanılarak biyolojik olarak "sülfürik cevherlerden" süzülür.

Bununla birlikte, nadir toprak elementleri organik bir karbon kaynağı gerektiren mikroorganizmalar kullanılarak sülfürik olmayan cevherlerden biyolojik olarak ayrılır, çünkü bu cevherler kullanılabilir bir enerji kaynağı içermez. Bu durumda, mikropların büyümesini sağlamak için şekerler eklenir.

Tüm canlı organizmalar, temel enzim reaksiyonlarını gerçekleştirmek için metallere ihtiyaç duyarlar. İnsanlar metallerini yiyeceklerindeki iz konsantrasyonlarından alırlar. Bununla birlikte, mikroplar metalleri ortamlarındaki minerallerden çözerek elde ederler. Bunu organik asitler ve metal bağlayıcı bileşikler üreterek yaparlar. Bilim adamları bu özellikleri, mikropları çözelti içinde cevherlerle karıştırarak ve en üstte yüzen metalleri toplayarak kullanırlar.

Sıcaklık, şekerler, tankın karıştırılma hızı, asitlik, karbon dioksit ve oksijen seviyelerinin en iyi çalışma koşullarını sağlamak için izlenmesi ve ince ayar yapılması gerekir.

Biyolojik madenciliğin yararları

Geleneksel madencilik yöntemleri sert kimyasallar, çok fazla enerji gerektirir ve birçok kirletici madde üretir. Buna karşılık, biyo-madencilik az enerji kullanır ve organik asitler ve gazlar gibi az miktarda mikrobiyal yan ürün üretir.

Ucuz ve basit olduğu için, biomining, geleneksel yöntemlerle ekonomik olmayan, düşük dereceli metal kaynaklarından (maden atıkları gibi) yararlanabiliyor.

Ülkeler giderek Finlandiya, Şili ve Uganda gibi biyo-madenciliğe yöneliyorlar. Şili, zengin bakır cevherlerinin çoğunu tüketti ve şu anda biomining kullanıyor, Uganda ise on yıldan fazla bir süredir bakır maden atıklarından kobalt çıkarıyor.

Nadir toprak elementlerine neden ihtiyacımız var?

Nadir toprak elementleri arasında periyodik tablonun altına yakın bir yerde bulunan 15 latantan grubu, ayrıca skandiyum ve itriyum bulunur. Hemen hemen tüm elektronik cihazlarda yaygın olarak kullanılırlar ve elektrikli araç ve yenilenebilir enerji endüstrileri tarafından gittikçe daha fazla aranırlar.

Bu elementlerin benzersiz atomik özellikleri onları mıknatıs ve fosfor olarak kullanışlıdır. Elektrikli taşıtlarda, rüzgar türbinlerinde, sabit disk sürücülerinde, tıbbi cihazlarda güçlü hafif mıknatıslar ve enerji verimliliği aydınlatmasında ve cep telefonlarının, televizyonların ve dizüstü bilgisayarların LED'lerinde fosfor olarak kullanılırlar.

İsimlerine rağmen, nadir toprak elementleri nadir değildir ve bazıları Dünya kabuğunda bakır, nikel ve kurşuntan daha fazla miktarda bulunur. Bununla birlikte, cevherleri oluşturan bu primer metallerin (yararlı bir maddenin kolaylıkla çıkarılabileceği doğal olarak oluşan bir mineral veya kaya) aksine, nadir toprak elementleri yaygın olarak dağılır. Bu nedenle ekonomik olarak uygulanabilir olması için genellikle demir ve bakır gibi birincil metallerin yanında ikincil ürünler olarak madencilik yapılır.

Dünyadaki nadir toprak elementlerinin% 90'inden fazlası, üretim tekellerinin, ticari kısıtlamaların ve yasadışı madenciliğin fiyatlara neden olduğu Çin'den geliyor. çarpıcı biçimde dalgalanmak yıllar sonra.

Yenilenebilir enerji teknolojilerinin çoğu nadir toprak metallerine dayanır. Pixabay

Raporlar ABD Enerji Bakanlığı, Avrupa Birliği, Ve ABD istihbarat komisyonu Birkaç nadir toprak elementini, temiz enerji, yüksek arz riski ve ikame eksikliği konusundaki önemine bağlı olarak kritik materyaller olarak etiketlemiştir.

Bu raporlar, araştırma ve geliştirmeyi, potansiyel azaltma stratejisi olarak biyomalizasyon gibi alternatif madencilik yöntemlerine teşvik ediyor.

Bu çağrıları hedge etmek, laboratuarlarda Curtin, ve Berkeley Üniversiteler, nadir bulunan toprak element elementli mineralleri çözmek için mikroorganizmaları kullanmışlardır. Bu pilot ölçekli çalışmalar, ekstraksiyon oranlarının geleneksel madencilik yöntemlerine göre daha da büyüdüğü ile umut verici sonuçlar verdi.

Elektroniklerin çoğu bilinen kısa bir ömre ve geri dönüştürülebilirliğe sahip olmadığından, laboratuvarlar “kentsel” biyo-madenciliği deniyorlar. Mesela, biyolojik olarak inceleyen çalışmalar, nadir toprak elementlerinin fosfor tozundan çıkarılması floresan küreleri kaplamak ve mikroorganizmaların nadir toprak elementlerini elektronik atıklardan geri dönüştürmek için kullanılması sabit sürücü mıknatısları.

Nadir toprak elementleri teknolojimizin geleceği için kritik öneme sahiptir. Biyo-madencilik, bu değerli kaynakları hem çevresel açıdan sürdürülebilir hem de ekonomik açıdan uygun bir şekilde elde etmenin bir yolunu sunar.

Yazar hakkında

Marcos Voutsinos, Doktora Adayı, Jeomikrobiyoloji, Melbourne Üniversitesi

Bu yazı orijinalinde Konuşma. Okumak Orijinal makale.

İlgili Kitaplar

Kaliforniya'da İklim Uyum Finansmanı ve Yatırım

Yazan Jesse M. Keenan
Bu kitap, iklim değişikliğine uyum ve esnekliğe yatırım yapan tarifesiz yatırım sularında gezinirken, yerel yönetimler ve özel şirketler için bir rehber niteliğindedir. Bu kitap sadece potansiyel fon kaynaklarını belirlemek için bir kaynak kılavuz olarak değil aynı zamanda varlık yönetimi ve kamu maliyesi süreçleri için bir yol haritası olarak da hizmet vermektedir. Finansman mekanizmaları arasındaki pratik sinerjilerin yanı sıra, farklı ilgi alanları ve stratejiler arasında ortaya çıkabilecek çatışmaları vurgular. Bu çalışmanın ana odağı Kaliforniya Eyaleti iken, bu kitap devletlerin, yerel yönetimlerin ve özel girişimlerin toplumun iklim değişikliğine toplu uyumuna yatırım yapmak için bu kritik ilk adımları nasıl atabilecekleri hakkında daha geniş bir görüş sunuyor. Amazon'da Mevcut

Kentsel Alanlarda İklim Değişikliğine Uyum için Doğaya Dayalı Çözümler: Bilim, Politika ve Uygulama Arasındaki Bağlantılar

Nadja Kabisch, Horst Korn, Jutta Stadler, Aletta Bonn
Bu açık erişimli kitap, kentsel alanlarda iklim değişikliğine uyum için doğa temelli çözümlerin önemini vurgulamak ve tartışmak için bilim, politika ve uygulamadan elde edilen araştırma bulgularını ve deneyimleri bir araya getiriyor. Doğa temelli yaklaşımların toplum için çoklu faydalar yaratma potansiyeline vurgu yapılır.

Uzmanların katkıları, devam eden politika süreçleri, bilimsel programlar ve küresel kentsel alanlarda iklim değişikliği ve doğa koruma önlemlerinin pratik uygulaması arasında sinerji oluşturmak için öneriler sunar. Amazon'da Mevcut

İklim Değişikliğine Uyum Konusunda Eleştirel Bir Yaklaşım: Söylemler, Politikalar ve Uygulamalar

yorum yapan: Silja Klepp, Libertad Chavez-Rodriguez
Bu düzenlenmiş cilt, iklim değişikliğine uyum söylemleri, politikaları ve uygulamalarıyla ilgili çok disiplinli bir bakış açısıyla eleştirel bir araştırmayı bir araya getiriyor. Kolombiya, Meksika, Kanada, Almanya, Rusya, Tanzanya, Endonezya ve Pasifik Adaları gibi ülkelerden gelen örneklere dayanarak, bölümler uyum önlemlerinin taban seviyesinde nasıl yorumlandığını, dönüştürüldüğünü ve uygulandığını ve bu önlemlerin nasıl değiştiğini veya müdahale ettiğini açıklamaktadır. güç ilişkileri, yasal çoğulculuk ve yerel (ekolojik) bilgi. Bir bütün olarak, kitap zorlukları kültürel çeşitlilik, çevresel adalet ve insan hakları ile feminist veya kesişimsel yaklaşımları dikkate alarak iklim değişikliğine uyum perspektifini oluşturdu. Bu yenilikçi yaklaşım, iklim değişikliğine uyum adına gelişen yeni bilgi ve güç yapılandırmalarının analizine izin verir. Amazon'da Mevcut

Yayıncıdan:
Amazon'daki alımlar sizi getirme maliyetini düşürmeye gidiyor InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, ve ClimateImpactNews.com hiçbir ücret ödemeden ve tarama alışkanlıklarınızı izleyen reklamverenler olmadan. Bir linke tıklasanız da, bu seçilmiş ürünleri satın almasanız bile, Amazon ziyaretinde aldığınız her şey bize küçük bir komisyon öder. Size herhangi bir ek maliyet yoktur, bu yüzden lütfen çabaya katkıda bulunun. Ayrıca bu linki kullanabilirsiniz Amazon’u istediğin zaman kullanmak, çabalarımızı desteklemeye yardımcı olmak için.