12 сентября 2024 БКС Экспресс | Золото
Изведанные запасы золота могут закончиться, по разным оценкам, в течение 20–40 лет. Месторождения других драгоценных или промышленных металлов тоже стремительно истощаются, что создает дополнительные стимулы для поиска запасов в новых средах — глубоко под водой или даже в космосе. Растет и интерес к новым методам добычи, к примеру, извлечению редкоземельных металлов из электронных устройств, в чем ученым помогают бактерии.
Вместе с использованием микроорганизмов для извлечения металлов интерес вызывает и другая технология — фитомайнинг. В его основе — способность некоторых растений к фитоэкстракции, то есть поглощению и накапливанию в себе тяжелых металлов, адаптации к их высокому содержанию. Такие растения называют гипераккумуляторами и используют для очистки окружающей среды — почвы, сточных вод или атмосферы. Наиболее эффективными гипераккумуляторами принято считать горчицу, редьку посевную, морковь дикую, клевер ползучий, сорго аллепское, подсолнечник однолетний, кукурузу, табак.
Поле для экспериментов
В 2003 г. в Бразилии и Новой Зеландии провели масштабный эксперимент, доказав — сначала в лабораторных условиях, а затем в полевых — эффективность фитоэкстракции. В ходе эксперимента ученые засаживали кукурузой и индийской горчицей территории вокруг шахт горнодобывающих предприятий, где почва потенциально богата золотом.
Растения, как правило, не накапливают золото — для этого металл должен стать водорастворимым. Поэтому ученые дополнительно обрабатывали почву химикатами для расщепления драгметалла на наночастицы, которые растения могли всасывать вместе с другими минералами и питательными веществами. Извлекали золото из сухой массы с помощью озоления — то есть нагревания до очень высоких температур на открытом воздухе.
В результате эксперимента ученые установили, что вполне реалистичным может стать извлечение 1 кг золота с площади в 1 га, при условии содержания в почве не менее 2 г/т драгметалла. Полученные наночастицы, к примеру, можно использовать в ряде химических реакций, не прибегая к искусственному дорогостоящему изготовлению.
Электромобили и коммерческий потенциал
Безусловно, такой метод извлечения минералов требует дальнейшего изучения и инвестиций, прежде чем стать коммерчески успешной технологией. Однако уже сегодня ученые видят в ней потенциал. Так, Агентство перспективных исследовательских проектов (ARPA-E) — подразделение Министерства энергетики США — недавно выделило около $10 млн на развитие семи проектов, посвященных фитомайнингу. Главный их фокус — добыча никеля, который используется для производства литий-ионных аккумуляторов для электромобилей.
Сейчас для коммерческого использования фитомайнинг неэффективен. Растения-гипераккумуляторы могут производить не более 100 кг никеля с одного гектара в год — этого хватит на производство 2–4 аккумуляторов. Поэтому цель ARPA-E — увеличить этот показатель и сделать фитомайнинг экономически целесообразным.
Растения вряд ли станут полноценной заменой традиционным методам добычи, считают эксперты-геологи, однако фитомайнинг может быть эффективен для переработки отходов горнодобывающей промышленности и восстановлении почвы для последующего ее использования, например, уже в сельском хозяйстве.
Полученные наночастицы редкоземельных и драгоценных металлов не заменят полноценные образцы и слитки, но могут использоваться в смежных отраслях — производстве электроники, медицине, химической, космической, энергетической отраслях.
Вместе с использованием микроорганизмов для извлечения металлов интерес вызывает и другая технология — фитомайнинг. В его основе — способность некоторых растений к фитоэкстракции, то есть поглощению и накапливанию в себе тяжелых металлов, адаптации к их высокому содержанию. Такие растения называют гипераккумуляторами и используют для очистки окружающей среды — почвы, сточных вод или атмосферы. Наиболее эффективными гипераккумуляторами принято считать горчицу, редьку посевную, морковь дикую, клевер ползучий, сорго аллепское, подсолнечник однолетний, кукурузу, табак.
В 2019 г. филиппинские ученые обнаружили новый вид растения, названного впоследствии Rinorea niccolifera за способность накапливать в себе никель — до 18 000 ppm металла. Это в сто тысяч раз выше, чем в большинстве других. По словам авторов открытия, гипераккумуляция никеля — очень редкое явление, и сегодня в мире известно около 450 видов с этой необычной чертой.
Поле для экспериментов
В 2003 г. в Бразилии и Новой Зеландии провели масштабный эксперимент, доказав — сначала в лабораторных условиях, а затем в полевых — эффективность фитоэкстракции. В ходе эксперимента ученые засаживали кукурузой и индийской горчицей территории вокруг шахт горнодобывающих предприятий, где почва потенциально богата золотом.
Растения, как правило, не накапливают золото — для этого металл должен стать водорастворимым. Поэтому ученые дополнительно обрабатывали почву химикатами для расщепления драгметалла на наночастицы, которые растения могли всасывать вместе с другими минералами и питательными веществами. Извлекали золото из сухой массы с помощью озоления — то есть нагревания до очень высоких температур на открытом воздухе.
В результате эксперимента ученые установили, что вполне реалистичным может стать извлечение 1 кг золота с площади в 1 га, при условии содержания в почве не менее 2 г/т драгметалла. Полученные наночастицы, к примеру, можно использовать в ряде химических реакций, не прибегая к искусственному дорогостоящему изготовлению.
Электромобили и коммерческий потенциал
Безусловно, такой метод извлечения минералов требует дальнейшего изучения и инвестиций, прежде чем стать коммерчески успешной технологией. Однако уже сегодня ученые видят в ней потенциал. Так, Агентство перспективных исследовательских проектов (ARPA-E) — подразделение Министерства энергетики США — недавно выделило около $10 млн на развитие семи проектов, посвященных фитомайнингу. Главный их фокус — добыча никеля, который используется для производства литий-ионных аккумуляторов для электромобилей.
Сейчас для коммерческого использования фитомайнинг неэффективен. Растения-гипераккумуляторы могут производить не более 100 кг никеля с одного гектара в год — этого хватит на производство 2–4 аккумуляторов. Поэтому цель ARPA-E — увеличить этот показатель и сделать фитомайнинг экономически целесообразным.
Авторы проектов будут работать в нескольких направлениях: поиск новых растений-гипераккумуляторов, генетическая модификация уже известных видов растений для развития более мощной корневой системы, быстрого роста и адаптации к непривычным климатическим условиям. Кроме того, ученые исследуют, каким образом технология влияет на местные экосистемы и как биологические процессы (например, движение грунтовых вод) могут менять содержание минералов и металлов в почве.
Растения вряд ли станут полноценной заменой традиционным методам добычи, считают эксперты-геологи, однако фитомайнинг может быть эффективен для переработки отходов горнодобывающей промышленности и восстановлении почвы для последующего ее использования, например, уже в сельском хозяйстве.
Полученные наночастицы редкоземельных и драгоценных металлов не заменят полноценные образцы и слитки, но могут использоваться в смежных отраслях — производстве электроники, медицине, химической, космической, энергетической отраслях.
Не является индивидуальной инвестиционной рекомендацией | При копировании ссылка обязательна | Нашли ошибку - выделить и нажать Ctrl+Enter | Жалоба