La biominería es el tipo de técnica prometida por la ciencia ficción:un enorme tanque lleno de microorganismos que lixivian el metal del mineral, viejos teléfonos móviles y discos duros.

Suena futurista pero actualmente se utiliza para producir alrededor del 5% del oro del mundo y el 20% del cobre del mundo. También se utiliza en menor medida para extraer níquel, zinc, elementos de cobalto y tierras raras. Pero quizás su potencial más emocionante es la extracción de elementos de tierras raras, que son cruciales en todo, desde teléfonos móviles hasta tecnología de energía renovable.

La mina Mary Kathleen, una mina de uranio agotada en el noroeste de Queensland, contiene un estimado de A $ 4 mil millones en elementos de tierras raras. Biomining ofrece una opción rentable y ecológica para sacarlo.

La biominería es tan versátil que se puede utilizar en otros cuerpos planetarios. Los estudios de biolixiviación en la estación espacial internacional han demostrado que los microorganismos de ambientes extremos en la Tierra pueden lixiviar una gran variedad de minerales y metales importantes de las rocas cuando se exponen al frío. calor, radiación y vacío del espacio.

Algunos científicos incluso creen que no podemos colonizar otros planetas sin la ayuda de tecnologías de biominería.

¿Como funciona?

La biominería tiene lugar en grandes cerrado, reactores de tanque agitado (biorreactores). Estos dispositivos generalmente contienen agua, microorganismos (bacterias, arqueas u hongos), material mineral, y una fuente de energía para los microbios.

La fuente de energía requerida depende del microbio específico necesario para el trabajo. Por ejemplo, el oro y el cobre se "lixivian" biológicamente de los minerales sulfídicos utilizando microorganismos que pueden obtener energía de fuentes inorgánicas, a través de la oxidación de azufre y hierro.

Sin embargo, Los elementos de tierras raras se bio-lixivian a partir de minerales no sulfídicos utilizando microorganismos que requieren una fuente de carbono orgánico. porque estos minerales no contienen una fuente de energía utilizable. En este caso, se agregan azúcares para permitir que los microbios crezcan.

Todos los organismos vivos necesitan metales para llevar a cabo reacciones enzimáticas básicas. Los seres humanos obtienen sus metales de las trazas de concentración en sus alimentos. Microbios sin embargo, obtener metales disolviéndolos de los minerales de su entorno. Lo hacen produciendo ácidos orgánicos y compuestos que se unen a metales. Los científicos explotan estos rasgos mezclando microbios en solución con minerales y recolectando el metal mientras flota hacia la parte superior.

La temperatura, azúcares la velocidad a la que se agita el tanque, acidez, Los niveles de dióxido de carbono y oxígeno deben ser monitoreados y ajustados para proporcionar condiciones de trabajo óptimas.

Los beneficios de la biominería

Los métodos de minería tradicionales requieren productos químicos agresivos, mucha energía y producen muchos contaminantes. A diferencia de, la biominería utiliza poca energía y produce pocos subproductos microbianos como ácidos orgánicos y gases.

Porque es barato y sencillo La biominería puede explotar eficazmente fuentes de metales de baja ley (como relaves de minas) que de otra manera serían antieconómicas utilizando métodos tradicionales.

Los países están recurriendo cada vez más a la biominería como Finlandia, Chile y Uganda. Chile ha agotado gran parte de sus minerales ricos en cobre y ahora utiliza la biominería, mientras que Uganda ha estado extrayendo cobalto de los relaves de las minas de cobre durante más de una década.

¿Por qué necesitamos elementos de tierras raras?

Los elementos de tierras raras incluyen el grupo de 15 lantánidos cerca de la parte inferior de la tabla periódica, más escandio e itrio. Se utilizan ampliamente en casi toda la electrónica y son cada vez más buscados por las industrias de vehículos eléctricos y energías renovables.

Las propiedades atómicas únicas de estos elementos los hacen útiles como imanes y fósforos. Se utilizan como imanes fuertes y ligeros en vehículos eléctricos, turbinas de viento, unidades de disco duro, equipos médicos y como fósforos en la iluminación de eficiencia energética y en los LED de los teléfonos móviles, televisores y laptops.

A pesar de su nombre, Los elementos de tierras raras no son raros y, de hecho, algunos son más abundantes que el cobre. níquel y plomo en la corteza terrestre. Sin embargo, a diferencia de estos metales primarios que forman minerales (un mineral natural o una roca de la que se puede extraer fácilmente una sustancia útil), los elementos de tierras raras están muy dispersos. Por lo tanto, para que sean económicamente viables, generalmente se extraen como productos secundarios junto con metales primarios como el hierro y el cobre.

Más del 90% de los elementos de tierras raras del mundo provienen de China, donde los monopolios de producción, Las restricciones comerciales y la minería ilegal han provocado que los precios fluctúen drásticamente a lo largo de los años.

Informes del Departamento de Energía de EE. UU., Unión Europea, y la comisión de inteligencia de EE. UU. han etiquetado varios elementos de tierras raras como materiales críticos, en función de su importancia para la energía limpia, alto riesgo de suministro, y falta de sustitutos.

Estos informes fomentan la investigación y el desarrollo de métodos de minería alternativos, como la biominería, como una posible estrategia de mitigación.

Atendiendo estas llamadas, laboratorios en Curtin, y las universidades de Berkeley han utilizado microorganismos para disolver minerales comunes que contienen elementos de tierras raras. Estos estudios a escala piloto han mostrado resultados prometedores, con tasas de extracción cada vez más cercanas a las de los métodos de minería convencionales.

Debido a que la mayoría de los productos electrónicos tienen una vida útil notablemente corta y poca reciclabilidad, los laboratorios están experimentando con la biominería "urbana". Por ejemplo, Los estudios de biolixiviación han tenido éxito en la extracción de elementos de tierras raras del polvo de fósforo que recubre los globos fluorescentes. y el uso de microorganismos para reciclar elementos de tierras raras de desechos electrónicos, como imanes de disco duro.

Los elementos de tierras raras son fundamentales para el futuro de nuestra tecnología. La biominería ofrece una forma de obtener estos valiosos recursos de una manera que sea tanto ambientalmente sostenible como económicamente viable.

Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.