Joey Kyber / Pixels, CC BY-SA 

Biomining adalah jenis teknik yang dijanjikan oleh fiksi ilmiah: tangki besar diisi dengan mikroorganisme yang melepaskan logam dari bijih, ponsel lama dan hard drive.

Kedengarannya futuristik, tetapi saat ini digunakan untuk menghasilkan sekitar 5% dari emas dunia dan 20% dari tembaga dunia. Ini juga digunakan pada tingkat yang lebih rendah untuk mengekstraksi unsur nikel, seng, kobalt dan tanah jarang. Tapi mungkin potensi yang paling menarik adalah mengekstraksi elemen tanah jarang, yang sangat penting dalam segala hal, mulai dari ponsel hingga teknologi energi terbarukan.

Tambang Mary Kathleen, tambang uranium yang sudah habis di barat laut Queensland, mengandung sekitar A $ 4 miliar unsur tanah jarang. Biomining menawarkan opsi hemat biaya dan ramah lingkungan untuk mengeluarkannya.

Biomining sangat serbaguna sehingga dapat digunakan pada benda-benda planet lain. Studi Bioleaching di stasiun luar angkasa internasional telah menunjukkan mikroorganisme dari lingkungan ekstrem di Bumi dapat melepaskan sejumlah besar mineral dan logam penting dari batu ketika terkena dingin, panas, radiasi, dan ruang hampa udara.

Beberapa ilmuwan bahkan percaya kita tidak dapat menjajah planet lain tanpa bantuan teknologi biomining.

Bagaimana cara kerjanya?

Mikroorgaisme dalam tangki melepaskan mineral dari bahan sumber apa pun. Atas perkenan Laboratorium Nasional Barat Laut Pasifik.

Biomining berlangsung dalam reaktor besar, tertutup, tangki berpengaduk (bioreaktor). Perangkat ini umumnya mengandung air, mikroorganisme (bakteri, archaea, atau jamur), bahan bijih, dan sumber energi untuk mikroba.

Sumber energi yang dibutuhkan tergantung pada mikroba spesifik yang diperlukan untuk pekerjaan itu. Sebagai contoh, emas dan tembaga secara biologis "larut" dari bijih sulfida menggunakan mikroorganisme yang dapat memperoleh energi dari sumber anorganik, melalui oksidasi sulfur dan besi.

Namun, unsur-unsur tanah jarang bioleached dari bijih non-sulfida menggunakan mikroorganisme yang membutuhkan sumber karbon organik, karena bijih ini tidak mengandung sumber energi yang dapat digunakan. Dalam hal ini, gula ditambahkan untuk memungkinkan mikroba tumbuh.

Semua organisme hidup membutuhkan logam untuk melakukan reaksi enzim dasar. Manusia mendapatkan logam mereka dari konsentrasi jejak dalam makanan mereka. Mikroba, bagaimanapun, mendapatkan logam dengan melarutkannya dari mineral di lingkungan mereka. Mereka melakukan ini dengan memproduksi asam organik dan senyawa pengikat logam. Para ilmuwan mengeksploitasi sifat-sifat ini dengan mencampurkan mikroba dalam larutan dengan bijih dan mengumpulkan logam saat mengapung ke atas.

Suhu, gula, laju di mana tangki diaduk, keasaman, tingkat karbon dioksida dan oksigen semua perlu dipantau dan disetel untuk memberikan kondisi kerja yang optimal

Manfaat biomining

Metode penambangan tradisional membutuhkan bahan kimia yang keras, banyak energi dan menghasilkan banyak polutan. Sebaliknya, biomining menggunakan sedikit energi dan menghasilkan sedikit produk samping mikroba seperti asam dan gas organik.

Karena murah dan sederhana, biomining dapat secara efektif mengeksploitasi sumber logam kelas rendah (seperti tailing tambang) yang jika tidak akan menjadi tidak ekonomis menggunakan metode tradisional.

Negara semakin beralih ke biomining seperti Finlandia, Chili dan Uganda. Chili telah menghabiskan banyak bijihnya yang kaya tembaga dan sekarang menggunakan biomining, sementara Uganda telah mengekstraksi kobalt dari tailing tambang tembaga selama lebih dari satu dekade.

Mengapa kita membutuhkan unsur tanah jarang?

Unsur tanah jarang termasuk kelompok lantanida 15 dekat bagian bawah tabel periodik, ditambah skandium dan itrium. Mereka banyak digunakan di hampir semua elektronik dan semakin dicari oleh kendaraan listrik dan industri energi terbarukan.

Sifat-sifat atom yang unik dari elemen-elemen ini membuatnya berguna sebagai magnet dan fosfor. Mereka digunakan sebagai magnet ringan yang kuat dalam kendaraan listrik, turbin angin, hard disk drive, peralatan medis dan sebagai fosfor dalam pencahayaan efisiensi energi dan dalam LED ponsel, televisi dan laptop.

Terlepas dari namanya, unsur-unsur tanah jarang tidak langka dan beberapa bahkan lebih banyak dari tembaga, nikel dan timah di kerak bumi. Namun, tidak seperti logam-logam primer ini yang membentuk bijih (mineral atau batu yang terbentuk secara alami dari mana zat yang berguna dapat dengan mudah diekstraksi), unsur tanah jarang tersebar luas. Sehingga menjadi layak secara ekonomi mereka umumnya ditambang sebagai produk sekunder bersama logam primer seperti besi dan tembaga.

Lebih dari 90% elemen tanah jarang di dunia berasal dari Cina di mana monopoli produksi, pembatasan perdagangan, dan penambangan ilegal telah menyebabkan harga berfluktuasi secara dramatis selama bertahun-tahun.

Sebagian besar teknologi energi terbarukan bergantung pada logam tanah jarang. Pixabay

Laporan dari Departemen Energi AS, Uni Eropa, Dan Komisi intelijen AS telah melabeli beberapa elemen tanah jarang sebagai bahan kritis, berdasarkan kepentingannya untuk membersihkan energi, risiko pasokan tinggi, dan kurangnya pengganti.

Laporan-laporan ini mendorong penelitian dan pengembangan ke dalam metode penambangan alternatif seperti biomining sebagai strategi mitigasi potensial.

Mengindahkan panggilan ini, laboratorium di Curtin, dan Berkeley Universitas telah menggunakan mikroorganisme untuk melarutkan mineral yang mengandung unsur tanah jarang. Studi skala percontohan ini telah menunjukkan hasil yang menjanjikan, dengan tingkat ekstraksi semakin dekat dengan metode penambangan konvensional.

Karena sebagian besar elektronik memiliki umur yang sangat pendek dan daur ulang yang buruk, laboratorium bereksperimen dengan biomining "perkotaan". Misalnya, studi bioleaching telah melihat keberhasilan di mengekstraksi elemen tanah jarang dari bubuk fosfor melapisi bola fluorescent, dan penggunaan mikroorganisme untuk mendaur ulang unsur tanah jarang dari limbah elektronik seperti magnet hard drive.

Unsur tanah jarang sangat penting untuk masa depan teknologi kami. Biomining menawarkan cara untuk mendapatkan sumber daya yang berharga ini dengan cara yang ramah lingkungan dan layak secara ekonomi.

Tentang Penulis

Marcos Voutsinos, Kandidat PhD, Geomicrobiology, University of Melbourne

Artikel ini awalnya diterbitkan pada Percakapan. Membaca Artikel asli.

Buku terkait

Keuangan dan Investasi Adaptasi Iklim di California

oleh Jesse M. Keenan
Buku ini berfungsi sebagai panduan bagi pemerintah daerah dan perusahaan swasta ketika mereka menavigasi perairan investasi yang belum dipetakan dalam adaptasi dan ketahanan perubahan iklim. Buku ini tidak hanya berfungsi sebagai panduan sumber daya untuk mengidentifikasi sumber pendanaan potensial tetapi juga sebagai peta jalan untuk manajemen aset dan proses keuangan publik. Ini menyoroti sinergi praktis antara mekanisme pendanaan, serta konflik yang mungkin timbul antara berbagai kepentingan dan strategi. Sementara fokus utama dari pekerjaan ini adalah di Negara Bagian California, buku ini menawarkan wawasan yang lebih luas tentang bagaimana negara bagian, pemerintah daerah, dan perusahaan swasta dapat mengambil langkah-langkah penting pertama dalam berinvestasi dalam adaptasi kolektif masyarakat terhadap perubahan iklim. Tersedia di Amazon

Solusi Berbasis Alam untuk Adaptasi Perubahan Iklim di Wilayah Kota: Keterkaitan antara Sains, Kebijakan dan Praktek

oleh Nadja Kabisch, Horst Korn, Jutta Stadler, Aletta Bonn
Buku akses terbuka ini menyatukan temuan penelitian dan pengalaman dari sains, kebijakan dan praktik untuk menyoroti dan memperdebatkan pentingnya solusi berbasis alam untuk adaptasi perubahan iklim di daerah perkotaan. Penekanan diberikan pada potensi pendekatan berbasis alam untuk menciptakan banyak manfaat bagi masyarakat.

Kontribusi ahli menyajikan rekomendasi untuk menciptakan sinergi antara proses kebijakan yang sedang berlangsung, program ilmiah dan implementasi praktis dari perubahan iklim dan tindakan konservasi alam di wilayah perkotaan global. Tersedia di Amazon

Pendekatan Kritis untuk Adaptasi Perubahan Iklim: Wacana, Kebijakan dan Praktek

oleh Silja Klepp, Libertad Chavez-Rodriguez
Volume yang diedit ini menyatukan penelitian kritis tentang wacana, kebijakan, dan praktik adaptasi perubahan iklim dari perspektif multi-disiplin. Dengan mengambil contoh dari negara-negara termasuk Kolombia, Meksiko, Kanada, Jerman, Rusia, Tanzania, Indonesia, dan Kepulauan Pasifik, bab-bab tersebut menggambarkan bagaimana langkah-langkah adaptasi ditafsirkan, diubah, dan diimplementasikan di tingkat akar rumput dan bagaimana langkah-langkah ini berubah atau mengganggu hubungan kekuasaan, pluralisme hukum dan pengetahuan lokal (ekologis). Secara keseluruhan, buku ini menantang sudut pandang yang ditetapkan tentang adaptasi perubahan iklim dengan mempertimbangkan isu keanekaragaman budaya, keadilan lingkungan dan hak asasi manusia, serta pendekatan feminis atau interseksional. Pendekatan inovatif ini memungkinkan untuk analisis konfigurasi baru pengetahuan dan kekuatan yang berkembang atas nama adaptasi perubahan iklim. Tersedia di Amazon

Dari Penerbit:
Pembelian di Amazon digunakan untuk membiayai biaya membawa Anda InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, dan ClimateImpactNews.com tanpa biaya dan tanpa pengiklan yang melacak kebiasaan browsing Anda. Sekalipun Anda mengeklik tautan tetapi tidak membeli produk-produk terpilih ini, apa pun yang Anda beli dalam kunjungan yang sama di Amazon memberi kami komisi kecil. Tidak ada biaya tambahan untuk Anda, jadi silakan berkontribusi untuk upaya ini. Anda juga bisa menggunakan link ini untuk digunakan ke Amazon kapan saja sehingga Anda dapat membantu mendukung upaya kami.