Biomining De elementen van de toekomst

 Bestand 20180124 72597 1twk9y1.png? Ixlib = rb 1.1 Joey Kyber / Pixels, CC BY-SA 

Biomining is het soort techniek beloofd door science fiction: een enorme tank vol met micro-organismen die metaal uit erts, oude mobiele telefoons en harde schijven uitlogen.

Het klinkt futuristisch, maar het wordt momenteel gebruikt om ongeveer 5% van 's werelds goud en 20% van 's werelds koper. Het wordt ook in mindere mate gebruikt om nikkel-, zink-, kobalt- en zeldzame aarde-elementen te extraheren. Maar misschien is het meest opwindende potentieel het winnen van zeldzame aardelementen, die cruciaal zijn in alles, van mobiele telefoons tot duurzame energietechnologie.

De Mary Kathleen-mijn, een uitgeputte uraniummijn in het noordwesten van Queensland, bevat naar schatting A $ 4 miljard zeldzame-aarde-elementen. Biomining biedt een kosteneffectieve en milieuvriendelijke optie om het eruit te halen.

Biomining is zo veelzijdig dat het op andere planetaire lichamen kan worden gebruikt. Bioleaching-onderzoeken op het internationale ruimtestation hebben aangetoond dat micro-organismen uit extreme omgevingen op aarde een grote verscheidenheid aan belangrijke mineralen en metalen uit rotsen kunnen uitlogen wanneer ze worden blootgesteld aan de kou, hitte, straling en vacuüm van de ruimte.

Sommige wetenschappers geloven zelfs we kunnen andere planeten niet koloniseren zonder de hulp van biominingtechnologieën.

Hoe werkt het?

klimaat Micro-organismen in tanks logen de mineralen uit elk bronmateriaal. Met dank aan Pacific Northwest National Laboratory.

Biomining vindt plaats in grote, gesloten geroote tankreactoren (bioreactoren). Deze apparaten bevatten meestal water, micro-organismen (bacteriën, archaea of ​​schimmels), ertsmateriaal en een bron van energie voor de microben.

De benodigde energiebron is afhankelijk van de specifieke microbe die nodig is voor de taak. Goud en koper worden bijvoorbeeld biologisch "uitgeloogd" uit sulfidische ertsen met behulp van micro-organismen die energie kunnen afleiden uit anorganische bronnen, via de oxidatie van zwavel en ijzer.

Zeldzame aarde-elementen worden echter gebiologeerd uit niet-sulfidische ertsen met behulp van micro-organismen die een organische koolstofbron vereisen, omdat deze ertsen geen bruikbare energiebron bevatten. In dit geval worden suikers toegevoegd om de microben te laten groeien.

Alle levende organismen hebben metalen nodig om basische enzymreacties uit te voeren. Mensen halen hun metalen uit de sporenconcentraties in hun voedsel. Microben verkrijgen echter metalen door ze op te lossen van de mineralen in hun omgeving. Ze doen dit door organische zuren en metaalbindende verbindingen te produceren. Wetenschappers gebruiken deze eigenschappen door microben in oplossing met ertsen te mengen en het metaal te verzamelen terwijl het naar de top zweeft.

De temperatuur, suikers, de snelheid waarmee de tank wordt geroerd, de zuurgraad, koolstofdioxide en zuurstofniveaus moeten allemaal worden gecontroleerd en afgestemd op optimale werkomstandigheden.

De voordelen van biomining

Traditionele mijnbouwmethoden vereisen agressieve chemicaliën, veel energie en produceren veel vervuilende stoffen. Daarentegen gebruikt biomining weinig energie en produceert het maar weinig microbiële bijproducten zoals organische zuren en gassen.

Omdat het goedkoop en eenvoudig is, kan biomining op een effectieve manier gebruik maken van laagwaardige bronnen van metalen (zoals mijnafval) die anders oneconomisch zouden zijn met behulp van traditionele methoden.

Landen wenden zich in toenemende mate tot biomining zoals Finland, Chili en Oeganda. Chili heeft veel van zijn koperrijke ertsen uitgeput en maakt nu gebruik van biomining, terwijl Oeganda al meer dan tien jaar kobalt uit kopermijnenafval verwijdert.

Waarom hebben we zeldzame aarde-elementen nodig?

De zeldzame-aarde-elementen omvatten de groep 15-lanthaniden nabij de onderkant van het periodiek systeem, plus scandium en yttrium. Ze worden veel gebruikt in zowat alle elektronica en worden in toenemende mate gezocht door de industrie voor elektrische voertuigen en hernieuwbare energie.

De unieke atomaire eigenschappen van deze elementen maken ze bruikbaar als magneten en fosforen. Ze worden gebruikt als sterke lichtgewichtmagneten in elektrische voertuigen, windturbines, harde schijven, medische apparatuur en als fosforen in energiebesparende verlichting en in de LED's van mobiele telefoons, televisies en laptops.

Ondanks hun naam zijn zeldzame aardelementen niet zeldzaam en sommige zijn zelfs overvloediger dan koper, nikkel en lood in de aardkorst. In tegenstelling tot deze primaire metalen die ertsen vormen (een van nature voorkomend mineraal of gesteente waaruit een bruikbare substantie gemakkelijk kan worden geëxtraheerd), zijn zeldzame-aarde-elementen wijd verspreid. Dus om economisch haalbaar te zijn, worden ze over het algemeen gewonnen als secundaire producten naast primaire metalen zoals ijzer en koper.

Meer dan 90% van's werelds zeldzame aarde-elementen komen uit China, waar productie monopolies, handelsbeperkingen en illegale mijnbouw de prijzen hebben doen dalen. fluctueren dramatisch door de jaren heen.

klimaat De meeste technologieën voor hernieuwbare energie zijn afhankelijk van zeldzame aardmetalen. Pixabay

Rapporten van de US Department of Energy, Europeese UnieEn Amerikaanse inlichtingencommissie hebben verschillende zeldzame-aarde-elementen bestempeld als kritische materialen, gebaseerd op hun belang voor schone energie, hoog leveringsrisico en gebrek aan vervangingsmiddelen.

Deze rapporten moedigen onderzoek en ontwikkeling aan naar alternatieve mijnbouwmethoden zoals biomining als een potentiële mitigatiestrategie.

Gelet op deze oproepen, laboratoria in gordijn en Berkeley Universiteiten hebben micro-organismen gebruikt om veelvoorkomende zeldzame-aarde-element-dragende mineralen op te lossen. Deze pilot-schaalstudies hebben veelbelovende resultaten opgeleverd, waarbij de extractiesnelheden dichter bij die van conventionele mijnmethoden kwamen.

Omdat de meeste elektronica een notoir korte levensduur hebben en slecht recyclebaar zijn, experimenteren laboratoria met 'stedelijke' biomining. Bioleachingstudies hebben bijvoorbeeld succes geboekt in extractie van zeldzame-aarde-elementen uit het fosforpoeder voering van fluorescente globes, en het gebruik van micro-organismen voor het recyclen van zeldzame aardelementen uit elektronische afvalstoffen zoals magneten voor harde schijven.

De zeldzame aarde-elementen zijn cruciaal voor de toekomst van onze technologie. Biomining biedt een manier om deze waardevolle hulpbronnen te verkrijgen op een manier die zowel ecologisch duurzaam als economisch haalbaar is.

Over de auteur

Marcos Voutsinos, PhD Candidate, Geomicrobiology, Universiteit van Melbourne

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees de originele artikel.

Verwante Boeken

Climate Adaptation Finance and Investment in California

door Jesse M. Keenan
0367026074Dit boek dient als een leidraad voor lokale overheden en particuliere ondernemingen terwijl ze door de niet-gecharterde wateren navigeren om te investeren in aanpassing aan en aanpassing aan klimaatverandering. Dit boek dient niet alleen als hulpmiddel bij het identificeren van potentiële financieringsbronnen, maar ook als een routekaart voor vermogensbeheer en publieke financiering. Het benadrukt praktische synergieën tussen financieringsmechanismen, evenals de conflicten die kunnen ontstaan ​​tussen verschillende interesses en strategieën. Hoewel het zwaartepunt van dit werk ligt bij de staat Californië, biedt dit boek bredere inzichten over hoe staten, lokale overheden en particuliere ondernemingen die cruciale eerste stappen kunnen zetten in het investeren in de collectieve aanpassing van de samenleving aan de klimaatverandering. Beschikbaar op Amazon

Op de natuur gebaseerde oplossingen voor adaptatie aan klimaatverandering in stedelijke gebieden: koppelingen tussen wetenschap, beleid en praktijk

door Nadja Kabisch, Horst Korn, Jutta Stadler, Aletta Bonn
3030104176
Dit open access boek brengt onderzoeksresultaten en ervaringen uit wetenschap, beleid en praktijk samen om het belang van op de natuur gebaseerde oplossingen voor aanpassing aan klimaatverandering in stedelijke gebieden te benadrukken en te bespreken. De nadruk wordt gelegd op het potentieel van op de natuur gebaseerde benaderingen om meerdere voordelen voor de samenleving te creëren.

De bijdragen van deskundigen presenteren aanbevelingen voor het creëren van synergieën tussen lopende beleidsprocessen, wetenschappelijke programma's en praktische implementatie van klimaatverandering en natuurbeschermingsmaatregelen in stedelijke gebieden over de hele wereld. Beschikbaar op Amazon

Een kritische benadering van adaptatie aan klimaatverandering: discoursen, beleid en praktijken

door Silja Klepp, Libertad Chavez-Rodriguez
9781138056299Dit bewerkte deel brengt kritisch onderzoek naar discutaties, beleid en praktijken met betrekking tot aanpassing aan klimaatverandering samen vanuit een multidisciplinair perspectief. Uitgaande van voorbeelden uit landen als Colombia, Mexico, Canada, Duitsland, Rusland, Tanzania, Indonesië en de eilanden in de Stille Oceaan, beschrijven de hoofdstukken hoe aanpassingsmaatregelen worden geïnterpreteerd, getransformeerd en geïmplementeerd op basisniveau en hoe deze maatregelen veranderen of interfereren met machtsverhoudingen, wettelijk pluralisme en lokale (ecologische) kennis. Als geheel daagt het boek gevestigde perspectieven van aanpassing aan de klimaatverandering uit door rekening te houden met kwesties van culturele diversiteit, milieukritiek en mensenrechten, evenals feministische of intersectionele benaderingen. Deze innovatieve aanpak maakt analyses mogelijk van de nieuwe configuraties van kennis en kracht die evolueren in naam van aanpassing aan klimaatverandering. Beschikbaar op Amazon

Van de uitgever:
Aankopen op Amazon gaan om de kosten van het brengen van je te bekostigen InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, en ClimateImpactNews.com zonder kosten en zonder adverteerders die je surfgedrag volgen. Zelfs als u op een link klikt maar deze geselecteerde producten niet koopt, betaalt alles wat u bij hetzelfde bezoek op Amazon koopt, een kleine commissie. Er zijn geen extra kosten voor u, dus draag alstublieft bij aan de moeite. Je kan ook gebruik dan deze link te gebruiken op elk gewenst moment voor Amazon, zodat u ons kunt helpen onze inspanningen te ondersteunen.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

volg InnerSelf op

facebook icontwitter iconyoutube iconinstagram pictogrampintrest pictogramrss-pictogram

 Ontvang de nieuwste via e-mail

Wekelijks tijdschrift Dagelijkse inspiratie

NIEUWSTE VIDEO'S

De grote klimaatmigratie is begonnen
De grote klimaatmigratie is begonnen
by Super User
De klimaatcrisis dwingt duizenden over de hele wereld te vluchten omdat hun huizen steeds onbewoonbaarder worden.
De laatste ijstijd vertelt ons waarom we ons zorgen moeten maken over een verandering in temperatuur van 2 ℃
De laatste ijstijd vertelt ons waarom we ons zorgen moeten maken over een verandering in temperatuur van 2 ℃
by Alan N Williams, et al
Het laatste rapport van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) stelt dat zonder een substantiële afname ...
De aarde is al miljarden jaren bewoonbaar - hoe gelukkig hebben we het gehad?
De aarde is al miljarden jaren bewoonbaar - hoe gelukkig hebben we het gehad?
by Toby Tyrrell
Het kostte de evolutie 3 of 4 miljard jaar om Homo sapiens te produceren. Als het klimaat maar één keer volledig was mislukt in die ...
Hoe het weer in kaart brengen 12,000 jaar geleden kan helpen bij het voorspellen van toekomstige klimaatverandering
Hoe het weer in kaart brengen 12,000 jaar geleden kan helpen bij het voorspellen van toekomstige klimaatverandering
by Brice Rea
Het einde van de laatste ijstijd, zo'n 12,000 jaar geleden, werd gekenmerkt door een laatste koude fase genaamd de Jongere Dryas.…
De Kaspische Zee zal deze eeuw met 9 meter of meer dalen
De Kaspische Zee zal deze eeuw met 9 meter of meer dalen
by Frank Wesselingh en Matteo Lattuada
Stel je voor dat je aan de kust bent en uitkijkt over zee. Voor je ligt 100 meter kaal zand dat eruitziet als een ...
Venus leek weer op de aarde, maar door klimaatverandering werd het onbewoonbaar
Venus leek weer op de aarde, maar door klimaatverandering werd het onbewoonbaar
by Richard Ernst
We kunnen veel leren over klimaatverandering van Venus, onze zusterplaneet. Venus heeft momenteel een oppervlaktetemperatuur van ...
Vijf klimaatongevallen: een spoedcursus in verkeerde klimaatinformatie
The Five Climate Disbeliefs: een spoedcursus in verkeerde klimaatinformatie
by John Cook
Deze video is een spoedcursus over verkeerde informatie over het klimaat, waarin de belangrijkste argumenten worden samengevat die worden gebruikt om de realiteit in twijfel te trekken ...
Het noordpoolgebied is al 3 miljoen jaar niet zo warm geweest en dat betekent grote veranderingen voor de planeet
Het noordpoolgebied is al 3 miljoen jaar niet zo warm geweest en dat betekent grote veranderingen voor de planeet
by Julie Brigham-Grette en Steve Petsch
Elk jaar krimpt de zee-ijsbedekking in de Noordelijke IJszee tot half september tot een dieptepunt. Dit jaar meet het slechts 1.44 ...

LAATSTE ARTIKELEN

groene energie2 3
Vier groene waterstofkansen voor het middenwesten
by Christian Tae
Om een ​​klimaatcrisis af te wenden, zal het Midwesten, net als de rest van het land, zijn economie volledig koolstofarm moeten maken door...
ug83qrfw
Grote barrière om respons te eisen moet worden beëindigd
by John Moore, op aarde
Als federale regelgevers het juiste doen, kunnen elektriciteitsklanten in het Midwesten binnenkort misschien geld verdienen terwijl ...
bomen om te planten voor het klimaat
Plant deze bomen om het stadsleven te verbeteren
by Mike Williams-Rice
Een nieuwe studie stelt levende eiken en Amerikaanse platanen vast als kampioenen onder 17 "superbomen" die zullen helpen steden te maken ...
Noordzee zeebodem
Waarom we de geologie van de zeebodem moeten begrijpen om de wind te benutten?
by Natasha Barlow, universitair hoofddocent quartaire milieuverandering, Universiteit van Leeds
Voor elk land dat gezegend is met gemakkelijke toegang tot de ondiepe en winderige Noordzee, zal offshore wind de sleutel zijn om te voldoen aan de netto ...
3 natuurbrandlessen voor bossteden terwijl Dixie Fire het historische Greenville, Californië vernietigt
3 natuurbrandlessen voor bossteden terwijl Dixie Fire het historische Greenville, Californië vernietigt
by Bart Johnson, hoogleraar landschapsarchitectuur, Universiteit van Oregon
Een wildvuur brandde in heet, droog bergbos op 4 augustus door de Gold Rush-stad Greenville, Californië, ...
China kan energie- en klimaatdoelstellingen halen om steenkoolstroom af te dekken
China kan energie- en klimaatdoelstellingen halen om steenkoolstroom af te dekken
by Alvin Lin
Tijdens de klimaattop van de leider in april beloofde Xi Jinping dat China “de kolengestookte energie strikt zal controleren …
Blauw water omringd door dood wit gras
Kaart volgt 30 jaar extreme sneeuwsmelt in de VS
by Mikayla Mace-Arizona
Een nieuwe kaart van extreme sneeuwsmeltgebeurtenissen in de afgelopen 30 jaar verduidelijkt de processen die snel smelten veroorzaken.
Een vliegtuig laat rode brandvertrager op een bosbrand vallen terwijl brandweerlieden die langs een weg geparkeerd staan ​​omhoog kijken naar de oranje lucht
Model voorspelt 10-jarige uitbarsting van natuurbrand, daarna geleidelijke afname
by Hannah Hickey-U. Washington
Een blik op de toekomst van bosbranden op de lange termijn voorspelt een eerste ruwweg tien jaar durende uitbarsting van natuurbrandactiviteit, ...

 Ontvang de nieuwste via e-mail

Wekelijks tijdschrift Dagelijkse inspiratie

Nieuwe attitudes - nieuwe mogelijkheden

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Alle rechten voorbehouden.