Biominiser les éléments de l'avenir

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

La biofining est le type de technique promis par la science-fiction: un vaste réservoir rempli de micro-organismes lixiviant le métal du minerai, les vieux téléphones portables et les disques durs.

Cela semble futuriste, mais il est actuellement utilisé pour produire environ 5% de l’or mondial et 20% du cuivre mondial. Il est également utilisé dans une moindre mesure pour extraire le nickel, le zinc, le cobalt et les terres rares. Mais peut-être que le potentiel le plus excitant est d'extraire des éléments de terres rares, qui sont essentiels pour tout, des téléphones mobiles aux technologies d'énergie renouvelable.

La mine Mary Kathleen, une mine d'uranium épuisée située dans le nord-ouest du Queensland, contient environ milliards de dollars australiens d'éléments de terres rares. Le biomining offre une option rentable et écologique pour le sortir.

La biométrie est si polyvalente qu'elle peut être utilisée sur d'autres corps planétaires. Études de biolixiviation sur la station spatiale internationale ont montré que des microorganismes provenant d’environnements extrêmes sur Terre peuvent libérer une grande variété de minéraux et de métaux importants des roches lorsqu’ils sont exposés au froid, à la chaleur, aux radiations et au vide de l’espace.

Certains scientifiques croient même nous ne pouvons coloniser d'autres planètes sans l'aide de technologies de biominisation.

Comment est-ce qu’il fonctionne?

climat Les micro-organismes dans des réservoirs lessivent les minéraux de tout matériau source. Avec l'aimable autorisation du Pacific Northwest National Laboratory.

La biométrie a lieu dans de grands réacteurs (bioréacteurs) fermés et à cuve agitée. Ces dispositifs contiennent généralement de l’eau, des micro-organismes (bactéries, archées ou champignons), du minerai et une source d’énergie pour les microbes.

La source d'énergie nécessaire dépend du microbe spécifique nécessaire pour le travail. Par exemple, l'or et le cuivre sont biologiquement lixiviés à partir de minerais sulfidiques à l'aide de microorganismes pouvant tirer de l'énergie de sources inorganiques, via l'oxydation du soufre et du fer.

Cependant, les terres rares sont biolixées à partir de minerais non sulfidiques à l'aide de microorganismes nécessitant une source de carbone organique, car ces minerais ne contiennent pas de source d'énergie utilisable. Dans ce cas, des sucres sont ajoutés pour permettre aux microbes de se développer.

Tous les organismes vivants ont besoin de métaux pour effectuer des réactions enzymatiques de base. Les humains tirent leurs métaux des traces de concentration dans leur nourriture. Les microbes, cependant, obtiennent des métaux en les dissolvant des minéraux présents dans leur environnement. Ils le font en produisant des acides organiques et des composés liant les métaux. Les scientifiques exploitent ces caractéristiques en mélangeant des microbes en solution avec des minerais et en recueillant le métal à la surface.

La température, les sucres, la vitesse d'agitation de la cuve, l'acidité, les niveaux de dioxyde de carbone et d'oxygène doivent tous être surveillés et réglés pour offrir des conditions de travail optimales.

Les avantages de la biométrie

Les méthodes minières traditionnelles nécessitent des produits chimiques durs, beaucoup d'énergie et produisent de nombreux polluants. En revanche, la biométhanisation utilise peu d'énergie et produit peu de sous-produits microbiens tels que les acides organiques et les gaz.

Parce qu’il est simple et peu coûteux, la biométrie peut exploiter efficacement des sources de métaux à faible teneur (telles que les résidus miniers) qui, autrement, ne seraient pas rentables au moyen des méthodes traditionnelles.

Des pays comme la Finlande, le Chili et l’Ouganda se tournent de plus en plus vers la biométhanisation. Le Chili a épuisé une grande partie de ses minerais riches en cuivre et utilise maintenant la biométhanisation, tandis que l'Ouganda extrait le cobalt des résidus miniers de cuivre depuis plus de dix ans.

Pourquoi avons-nous besoin d'éléments de terres rares?

Les éléments des terres rares comprennent le groupe des lanthanides 15 vers le bas du tableau périodique, plus le scandium et l’yttrium. Ils sont largement utilisés dans presque tous les produits électroniques et sont de plus en plus recherchés par les industries du véhicule électrique et des énergies renouvelables.

Les propriétés atomiques uniques de ces éléments les rendent utiles comme aimants et luminophores. Ils sont utilisés comme aimants puissants et légers dans les véhicules électriques, les éoliennes, les disques durs, les équipements médicaux et comme luminophores dans les éclairages à efficacité énergétique et dans les voyants des téléphones mobiles, des téléviseurs et des ordinateurs portables.

Malgré leur nom, les terres rares ne sont pas rares et certaines sont en réalité plus abondantes que le cuivre, le nickel et le plomb dans la croûte terrestre. Cependant, contrairement à ces métaux primaires qui forment des minerais (un minéral ou une roche naturel à partir duquel une substance utile peut être facilement extraite), les terres rares sont largement dispersées. Ainsi, pour être économiquement réalisables, ils sont généralement exploités comme produits secondaires aux côtés de métaux primaires tels que le fer et le cuivre.

Plus de 90% des éléments des terres rares du monde proviennent de Chine où les monopoles de production, les restrictions commerciales et l'exploitation minière illégale ont entraîné une baisse des prix. fluctuer considérablement au cours des années.

climat La plupart des technologies d'énergie renouvelable dépendent des métaux des terres rares. Pixabay

Les rapports de la US Department of Energy, Union européenne, et le Commission du renseignement américaine ont étiqueté plusieurs éléments de terres rares comme des matériaux critiques, en raison de leur importance pour l'énergie propre, le risque élevé d'approvisionnement et le manque de substituts.

Ces rapports encouragent la recherche et le développement de méthodes minières alternatives telles que le biomining en tant que stratégie potentielle d’atténuation.

En tenant compte de ces appels, les laboratoires de Curtin, et Berkeley Les universités ont utilisé des micro-organismes pour dissoudre les minéraux contenant des éléments de terres rares. Ces études à l'échelle pilote ont montré des résultats prometteurs, les taux d'extraction se rapprochant de ceux des méthodes d'extraction conventionnelles.

Parce que la plupart des produits électroniques ont une durée de vie notoirement courte et une recyclabilité médiocre, les laboratoires expérimentent le biomining «urbain». Par exemple, les études de biolixiviation ont connu du succès dans extraction des terres rares de la poudre de phosphore des globes fluorescents, et l’utilisation de micro-organismes pour recycler les terres rares provenant de déchets électroniques tels que aimants de disque dur.

Les éléments de terres rares sont essentiels pour l'avenir de notre technologie. Le biominonnage offre un moyen d'obtenir ces précieuses ressources d'une manière à la fois durable sur le plan de l'environnement et économiquement viable.

A propos de l'auteur

Marcos Voutsinos, candidat au doctorat en géomicrobiologie, Université de Melbourne

Cet article a été publié initialement le La Conversation. Lis le article original.

Livres connexes

Financement et investissement liés à l'adaptation au changement climatique en Californie

par Jesse M. Keenan
0367026074Ce livre sert de guide aux gouvernements locaux et aux entreprises privées qui naviguent dans les eaux inconnues de l'investissement dans l'adaptation au changement climatique et la résilience. Ce livre sert non seulement de guide de ressources pour l'identification de sources de financement potentielles, mais également de feuille de route pour les processus de gestion d'actifs et de finances publiques. Il met en évidence les synergies pratiques entre les mécanismes de financement, ainsi que les conflits pouvant survenir entre différents intérêts et stratégies. Bien que l’objectif principal de ce travail soit axé sur l’État de Californie, le présent ouvrage offre de plus amples informations sur la manière dont les États, les administrations locales et les entreprises privées peuvent faire ces premiers pas décisifs pour investir dans l’adaptation collective de la société au changement climatique. Disponible sur Amazon

Solutions axées sur la nature pour l'adaptation au changement climatique dans les zones urbaines: liens entre science, politique et pratique

par Nadja Kabisch, Horst Korn, Jutta Stadler, Aletta Bonn
3030104176
Ce livre en accès libre rassemble les résultats de la recherche et les expériences issues de la science, des politiques et des pratiques pour mettre en évidence et débattre de l’importance des solutions basées sur la nature pour l’adaptation au changement climatique en milieu urbain. L'accent est mis sur le potentiel des approches basées sur la nature pour créer de multiples avantages pour la société.

Les contributions d'experts présentent des recommandations pour la création de synergies entre les processus politiques en cours, les programmes scientifiques et la mise en œuvre concrète des mesures de lutte contre le changement climatique et de conservation de la nature dans les zones urbaines du monde. Disponible sur Amazon

Une approche critique de l'adaptation au changement climatique: discours, politiques et pratiques

par Silja Klepp, Libertad Chavez-Rodriguez
9781138056299Ce volume édité rassemble des recherches critiques sur les discours, les politiques et les pratiques d'adaptation au changement climatique dans une perspective multidisciplinaire. S'appuyant sur des exemples de pays tels que la Colombie, le Mexique, le Canada, l'Allemagne, la Russie, la Tanzanie, l'Indonésie et les îles du Pacifique, les chapitres décrivent la manière dont les mesures d'adaptation sont interprétées, transformées et mises en œuvre à la base, et comment ces mesures changent ou interfèrent. relations de pouvoir, pluralismm juridique et connaissances locales (écologiques). Dans l’ensemble, le livre conteste les perspectives établies en matière d’adaptation au changement climatique en tenant compte des questions de diversité culturelle, de justice environnementale et de droits de l’homme, ainsi que d’approches féministes ou intersectionnelles. Cette approche innovante permet d'analyser les nouvelles configurations de connaissances et de pouvoir qui évoluent au nom de l'adaptation au changement climatique. Disponible sur Amazon

De l'éditeur:
Les achats sur Amazon vont couvrir les frais de transport. InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, et le ClimateImpactNews.com sans frais et sans annonceurs qui suivent vos habitudes de navigation. Même si vous cliquez sur un lien mais n'achetez pas ces produits sélectionnés, tout ce que vous achèterez lors de cette même visite sur Amazon nous rapportera une petite commission. Il n'y a pas de coût supplémentaire pour vous, alors contribuez à l'effort. Vous pouvez également utiliser ce lien d’utiliser Amazon à tout moment pour vous aider à soutenir nos efforts.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

suivez InnerSelf sur

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Recevez le dernier par courriel

{Emailcloak = off}