Είναι πλέον ευρέως γνωστό ότι η βιοτεχνολογικές μέθοδοι, μεταξύ των οποίων η βιοεκχύλιση, χρησιμοποιούνται για την εξαγωγή και εν συνεχεία ανάκτηση μετάλλων από φτωχά θειούχα μεταλλεύματα ή/και απορρίμματα επεξεργασίας τους. Η τεχνολογία αυτή εφαρμόζεται σε βιομηχανική κλίμακα παγκοσμίως για την αξιοποίηση φτωχών μεταλλευμάτων χαλκού και δυσκατέργαστων μεταλλευμάτων χρυσού, ενώ διεξάγεται εκτεταμένη ερευνητική δραστηριότητα σε εργαστηριακή κλίμακα για την δυνατότητα εφαρμογής της βιοτεχνολογίας σε διαφορετικά πεδία οικονομικού και περιβαλλοντικού χαρακτήρα στο χώρο των γεω-επιστημών (βιο-επεξεργασία απορριμμάτων, βιο-επίπλευση, βιο-αποκατάσταση εδαφών, βιο-ρόφηση κλπ).
Υδρομεταλλουργία και βιοεκχύλιση μεταλλευμάτων χαλκού: Σκουριώτισσα Κύπρου
Ενδεικτικά, η βιοεκχύλιση μεταλλευμάτων νικελίου ερευνάται τις τελευταίες δεκαετίες με σκοπό την ανάκτηση νικελίου και άλλων μεταλλικών αξιών με οικονομικό και περιβαλλοντικά ασφαλή τρόπο μέσα από τα κοιτάσματα των λατεριτών, τα είναι ευρύτατα διαδεδομένα παγκοσμίως πλην όμως είναι φτωχά και δυσκατέργαστα. Μια τέτοια λύση, θα έλυνε και το ζήτημα της βιωσιμότητας της Λάρκο, το οποίο είναι πλέον κοινό μυστικό ότι περνά μέσα από την Υδρομεταλλουργία.
Ενα άλλο χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί η απορρύπανση της περιοχής εξόρυξης των μεταλλείων της Κίρκης στη Βόρεια Ελλάδα με ανάλογη μέθοδο βιοεκχύλισης. Για πρώτη φορά στην Ελλάδα, έχει γίνει διερεύνηση σε εργαστηριακή κλίμακα, για την δυνατότητας χρήσης μεσόφιλων αερόβιων αυτότροφων θειοβακτηρίων (Acidithiobacillus ferrooxidons Acidithiobacillus thiooxidans) για την ανάκτηση Pb, Zn, Cu, τα οποία περιέχονται σε απορρίμματα επεξεργασίας ή μπάζα εξόρυξης των μεταλλείων της Κίρκης.
Πλεονεκτήματα των βιοϋδρομεταλλουργικών μεθόδων. (Σ. Αγατζίνη: Ειδικά Θέματα Υδρομεταλλουργίας)
Οι βιολογικές τεχνικές εξαγωγής μετάλλων είναι εφαρμόσιμες σε όλες τις ποιότητες μεταλλευμάτων καθώς και σε απορρίμματα της συμβατικής κατεργασία τους, κάτι που δεν μπορεί να γίνει πυρομεταλλουργικά με οικονομικό τρόπο. Για παράδειγμα, η οριακή περιεκτικότητα χαλκού για βακτηριακή εκχύλιση είναι κάτω από 0.3%, περίπου 0.15%. Επίσης, το κοίτασμα του Talvivaara (Φινλανδία) περιέχει μόνο 0.23% νικελίου διεσπαρμένο κυρίως στον θειούχο πεντλαδίτη.
Η βιοεκχύλιση έχει χαμηλές ενεργειακές απαιτήσεις, ακριβώς επειδή η θερμοκρασία λειτουργίας, στις περισσότερες περιπτώσεις, είναι αυτή του περιβάλλοντος, συνεπώς πρόκειται για λιγότερο ενεργοβόρα τεχνική, ασφαλέστερη κι ευκολότερα ελεγχόμενη απο τεχνική άποψη.
Μειονεκτήματα. Χαμηλές ταχύτητες αντίδρασης, έλλειψη εκλεκτικότητας, δύσκολη προσαρμογή σε ακραίες συνθήκες, ανάγκη εκπαίδευσης ειδικών επιστημόνων κλπ. Εντούτοις, αναμένεται, ότι η συνεχής βελτίωση των χρησιμοποιούμενων αντιδραστήρων, μαζί με τη συνεχιζόμενη εξέλιξη στη γενετική μηχανική, θα καταστήσουν δυνατή την ανάπτυξη νέων βιοϋδρομεταλλουργικών μεθόδων ικανών να ξεπεράσουν τους περιορισμούς αυτούς.
Ενδεικτική Βιβλιογραφία:
- Σ. Αγατζίνη: Ειδικά Θέματα Υδρομεταλλουργίας
- Tzeferis, P. G. ; Agatzini-Leonardou, S.: Leaching of nickel and iron from Greek non-sulfide nickeliferous ores by organic acids, Hydrometallurgy, 36,No.3, Elsevier, pp.345-360.
- P.G. Tzeferis, S. Agatzini and E.T. Nerantzis (1994): “Mineral leaching of non-sulphide nickel ores using heterotrophic microorganisms”, Letters in Applied Microbiology 1994, 18, pp.209-213..
- Tzeferis, P. G: Mineral leaching of low-grade laterite ores using “bioacids” by molasses fungal metabolism, Erzmetall 48 (1995) Nr.10, pp.726-737.
- S Agatzini and P Tzeferis : Bioleaching of Nickel-Cobalt Oxide Ores”, the AUS IMM Proceedings No1, 1997, pp.9-16.
- P.G. Tzeferis, Fungal leaching of nickeliferous laterites, Folia Microbiologica 39(1994), pp. 137–140.
- Υδρομεταλλουργία: το μέλλον της Μεταλλουργίας;
- Bιοτεχνολογία, Μεταλλουργία και Προστασία του Περιβάλλοντος: ψιλά γράμματα…
- Σ.Aγατζίνη-Λεονάρδου, Π.Γ. Tζεφέρης (1992) : “Bιοτεχνολογία και Mεταλλουργία. Xρήση μικροοργανισμών στηνεπεξεργασία οξειδωμένων μεταλλευμάτων και βιομηχανικών ορυκτών”. Oρυκτός Πλούτος, 80/1992, τεύχος Σεπτεμβρίου- Oκτωβρίου 1992, σελ.7-24.
- Βιομηχανία και Περιβάλλον: συνύπαρξη… (μια παλιά ιστορία..)
- Π.Γ. Tζεφέρης (1992): “Bιοϋδρομεταλλουργία: Mηχανισμοί δράσης των μικροοργανισμών στις διαδικασίες βιοεκχύλισης μεταλλευμάτων και βιορρόφησης μετάλλων από μεταλλοφόρα διαλύματα“. Mεταλλειολογικά- Mεταλλουργικά Xρονικά, 1/1992, σελ.85-107.
- Bioheapleaching νικελίου στην αρκτική φινλανδία!