三天内“吃掉”铁钉智利科学家计划用“食金属”细菌净化采矿业

在自然界中，有被称之为“食铁兽”的动物，可强力破坏铜铁。不过“食铁兽”凭借的是锋利的牙齿，现如今，一种微生物被发现可用来“吞噬”金属。

近日，智利生物学家纳达克·瑞尔斯通过让微生物处于饥饿的状态下，在三天内完成了一根铁钉的“吞噬”过程。现在，她想用同样的方法，以微生物瓦解大型采矿料斗，从而帮助清除金属废料。

瑞尔斯展示“食金属”细菌中的钉子

瑞尔斯目前经营着一家叫做Rudanac Biotec的实验室，该实验室位于距离圣地亚哥1100公里的工业区安托法加斯塔内。

安托法加斯塔是一个神奇的区域，它处于沙漠中，是世界上最干旱的区域之一，但同时它也是智利最大的采矿和冶金工业所在地。该地区分布着大量可回收和不可回收金属垃圾，如果不融化，这些垃圾将永远散落在沙漠中。

瑞尔斯在大学期间提出了她的想法，当时她在一家采矿工厂进行测试，使用微生物来改善铜提取。在这个过程中她意识到采矿业有不同的需求，例如金属废料的处理方式。

受到采矿业经验的启发，瑞尔斯在她的实验室启动了一个名为Spiromet的项目，专注于“废金属的生物分解”。

“我们的产品由生物技术解决方案组成，该解决方案由适应极端条件的不同微生物组成，这些微生物以金属为食，并产生在工业中具有多种应用的生物技术解决方案，其中包括提高湿法冶金过程中铜的回收率。”她强调说。

借助各种尺寸的试管和烧瓶、液体溶液和显微镜，瑞尔斯将研究重点放在钩端螺旋体细菌（Leptospira，简称钩体）上。该钩体属于一种极端微生物，这意味着其可以在极端条件下存活，只需要通过元素氧化就可为自身获取能量。

瑞尔斯从距离安托法加斯塔350公里、海拔4200米的塔蒂奥间歇泉周围提取该钩体。这种微生物生活在酸性环境中，在很大程度上不受大多数金属浓度相对较高的影响。

“但当它们饿了时，它们必须找到一种方法来适应和养活自己。”瑞尔斯表示。

最开始的时候，该钩体需要两个月的时间才能完成指甲分解。经过长达两年的试验，现在的微生物可以在短短三天内“吃掉”指甲，吞噬金属的速度也在显著增加。此外，当分解过程完成时，剩下的只是微红色的液体残留物。

目前该解决方案的可行性已在一系列实验中得到验证。但下一步实验却迟迟无法取得进展，瑞尔斯表示，“我需要大量的资金来确定这个方法是否能吞噬中型光束或料斗”。

据了解，智利是世界领先的金属出口国。尤其是铜产业，占据了智利国内生产总值的10%以上，但也因此智利产生了大量污染环境的采矿废料。

瑞尔斯进行实验

金属废料

“很多人不认为金属废料是污染物，因为它要经过冶炼等回收过程，但事实上并不是所有的金属废料都能经过这个过程。例如，废弃的车辆，所有这些涂漆的金属结构都不能通过冶炼等过程。”瑞尔斯解释说。采矿设备显然也属于不能回收的行列。

那么废金属不熔化回收会发生什么呢？

据悉，在这种情况下，废金属通常会随着雨水和环境的暴露而积攒起来，并逐渐氧化，而这个过程其实也是重金属不断释放的过程，从而导致环境污染。

由于智利的法律要求采矿行业必须消除其产生的废料，各大矿业公司为此付出了高昂的代价，比如使用大吨位卡车运输废料，20公里的花费便高达2万美元。

因此，当该技术提案在通过实验室的一些重要测试后，已经有矿业公司对这项研究表现出浓厚的兴趣。

一方面，“化学和微生物测试”已经证明该技术不会伤害人类或环境。而且在采矿提取过程中使用该微生物将被认定为是“绿色采矿”。因为与传统使用硫酸和其他试剂相比，其污染的影响要低得多。

另一方面，该技术可以完全消除金属废物，除了应用循环经济外，还可以减少60%的费用。正如瑞尔斯所说，废料生物分解后产生的溶液有多种应用，其中之一是提高采矿业硫化物中铜的回收率。此外，它还可以去除金属结构中的氧化并产生浓缩的铁溶液。

值得一提的是，此项技术具有全球应用可能，因为它可以分解任何类型的金属结构，不仅可以用于采矿，还可以用于建筑、港口和铁路行业等。

目前瑞尔斯正在为该产品和工艺申请国家和国际专利。但更重要的是，她希望它能帮助所有矿区减少金属浪费。