Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ bảy, 13/05/2006 00:06 (GMT+7)

Công nghệ ngâm chiết sinh học để khai thác kim loại

Các mỏ quặng khó nấu chảy (khó chế biến) chứa chủ yếu các nguồn tài nguyên kẽm, niken và đồng được phát hiện chủ yếu trong các mỏ lớn có hàm lượng thấp. Các quặng khó nấu chảy của các kim loại thông thường nhất thường kết hợp với các khoáng sunfua như chalcopyrit (Cu), pentlanđit (Ni), sphalerit (Zn). Các khoáng này được xử lý bằng cách nung tinh quặng chứa kim loại để cung cấp các oxit kim loại, nhưng quá trình này giải phóng những lượng lớn lưu huỳnh đioxit vào khí quyển. Sau đó quặng đã oxy hóa được ngâm chiết bằng axit và điện phân thành kim loại.

Phương pháp ngâm chiết sinh học (gồm có ngâm chiết sinh học trong bể chứa và ngâm chiết sinh học trong đống) là phương pháp thân thiện với môi trường hơn và rẻ hơn để khai thác kim loại bằng cách sử dụng vi sinh vật, nó không gây ra các mối đe dọa về bệnh lý đối với cây trồng và con người. Khi bị oxy hóa, các kim loại gốc sunfua có thể tan trong axit và được xử lý để tạo ra các dung dịch cho quá trình thu hồi bằng điện phân. Quá trình này cho phép thu hồi kim loại có độ tinh khiết cao như niken, đồng, coban và có thể được bán trực tiếp ngay tại địa điểm khai thác. Các quặng vàng khó nấu chảy cũng được xử lý như vậy. Các vi khuẩn đặc trưng được sử dụng để oxy hóa các hợp chất sunfua bao phủ bên ngoài hoặc chứa vàng và làm cho vàng được giải phóng. Một khi được giải phóng từ sunfua, vàng có thể được thu hồi nhờ quá trình xyanua hóa.

Các vi sinh vật thông thường nhất có thể dùng cho quá trình ngâm chiết được phân thành 2 loại, đó là các vi khuẩn ưa nhiệt trung bình, phát triển ở nhiệt độ 40 oC và các vi sinh vật ưa nóng phát triển ở nhiệt độ cao hơn (65 o-85 oC). Loại thứ nhất có khả năng tách các quặng thứ cấp đã bị oxy hóa như malachit, còn loại thứ hai có thể tách các quặng sunfua sơ cấp như chancopirit. Các vi sinh vật thu được năng lượng từ quá trình oxy hóa sắt hoặc các hợp chất lưu huỳnh vô cơ đã bị khử. Tuy nhiên, các vi sinh vật hữu ích nhất cho quá trình ngâm chiết sinh học không phát triển trong các môi trường thích hợp cho sự phát triển của cây trồng và do đó chúng không sinh sản được khi bị lấy đi nguồn năng lượng ở bên ngoài môi trường ngâm chiết. Các vi sinh vật ưa nhiệt này tồn tại tự nhiên và sinh sôi nảy nở trong các vùng tiếp xúc với nước của quặng. Chính các vi sinh vật này được sử dụng trong các nhà máy ngâm chiết sinh học, chúng được chọn để phát triển nhanh chóng bằng cách duy trì nhiệt độ, pH và các tiêu chí khác có lợi cho các giống mong muốn.  

Quy trình ngâm chiết sinh học trong đống gồm có nghiền quặng, xếp thành đống trên các chiếu nhựa và phun dung dịch axit sunfuric loãng chứa các chất dinh dưỡng và vi khuẩn, nhưng ở phương pháp này người ta rất khó duy trì các thông số cần thiết cho sự phát triển chọn lọc. Vì vậy, phần lớn phương pháp ngâm chiết sinh học được tiến hành trong bể chứa vì nó cho phép kiểm soát nhiệt độ, nồng độ oxy và pH.

Phương pháp ngâm chiết sinh học trong bể chứa được Công ty Gencor ở Nam Phi ứng dụng thương mại lần đầu tiên, họ đã phát triển quy trình BIOX tại mỏ vàng Fairview năm 1986 sau 10 năm nghiên cứu. Quy trình này đã tỏ ra hiệu quả hơn nhiều so với các lò nung trước đây và không phát thải ô nhiễm. Năm 1994, công nghệ BIOX đã được dùng để xây dựng Nhà máy Sansu thuộc mỏ vàng Ashanti ở Ghana, mở đường cho việc áp dụng thương mại quy trình ngâm chiết sinh học quy mô lớn. Năm 2003, Nhà máy Sansu đã xử lý khoảng 3 triệu tấn quặng sunfua chứa vàng.

Phương pháp ngâm chiết sinh học để thu hồi vàng trong bể chứa có khuấy đã được kiểm nghiệm tốt ở Fairview, một ứng dụng tương tự có thể được phát triển cho các kim loại thường, cụ thể là đồng, kẽm và niken. Gần đây, trong một dự án chung với Công ty Mintek, dung dịch niken chiết suất bằng sinh học đầu tiên đã được sản xuất ở Nam Phi và sau đó là tại Nhà máy luyện kim QNI Yabulu ở Queensland. Quy trình Bio NIC sử dụng việc chiết suất bằng dung môi trao đổi ion và điện phân sau quá trình oxy hóa sinh học để sản xuất kim loại.

Công nghệ ngâm chiết sinh học cũng được sử dụng cho tinh quặng đồng ở một công ty liên doanh cùng Công ty Codelco - nhà sản xuất đồng lớn nhất trên thế giới. Năm 1997, một nhà máy đã được thành lập gần mỏ đồng Chuquicamata khổng lồ ở Chi Lê, sử dụng các vi sinh vật ưa nóng để thu hồi đồng từ tinh quặng.

Tháng 3/2000, Công ty Codelco với BHP Billiton đã thành lập một công ty độc lập là Công ty Alliance Copper để phát triển công nghệ Bio COP thu hồi các quặng đồng sơ cấp từ mỏ Mansa Mina và tinh quặng từ mỏ Chuquicamata gần đó. Mỏ Mansa Mina chứa quặng chalcopyrit có hàm lượng asen cao (khoảng 700 ppm). Hiện nay, Công ty Alliance Copper đang phát triển các vi sinh vật ưa nóng có thể chiết đồng từ đồng sunfua tại Mansa Mina. Cuối năm 2003, một nhà máy trị giá 60 triệu USD đã được xây dựng với công suất 20.000 tấn/ năm. Hiệu suất thu hồi đồng từ nhà máy pilot này đạt 90 - 95%.

Mặc dù hiện nay các dây chuyền ngâm chiết sinh học tương đối đơn giản (tinh quặng nghiền được đưa vào trong các bể chứa có khuấy), nhưng việc xác định các vi sinh vật có hiệu quả cao là chìa khóa dẫn đến thành công. Công ty Codelco, Nippon Mining và Metals Co đang cùng nhau phát triển một kế hoạch để xác định các vi sinh vật đặc trưng, các công nghệ để sản xuất sinh khối cho các vi sinh vật này và xác định mã gen cho các protein có tác dụng đẩy nhanh quá trình ngâm chiết sinh học đồng sunfua.

Các lợi thế về môi trường, vốn đầu tư thấp và khả năng sử dụng tại các mỏ cho thấy triển vọng và tiềm năng hấp dẫn của quy trình ngâm chiết sinh học trong sản xuất kim loại, nhất là tại các mỏ đã gần cạn kiệt.

Nguồn: TC Công nghiệp Hoá chất, 2005, No11

Xem Thêm

Phát triển nhân lực trẻ cho các lĩnh vực công nghệ chiến lược
Bộ Khoa học và Công nghệ được giao nghiên cứu, đề xuất cơ chế, chính sách phát triển nhân lực trẻ chất lượng cao trong các lĩnh vực công nghệ thông tin, trí tuệ nhân tạo, hàng không vũ trụ và năng lượng nguyên tử, với thời hạn hoàn thành trong quý IV/2026.
Thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức
Sáng ngày 28/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã phối hợp với Viện Khoa học và Quản lý kinh tế (IESEM) tổ chức hội thảo "Thực trạng và giải pháp thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0".
Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.

Tin mới

GS.VS. Châu Văn Minh: Tăng cường kết nối khoa học, nâng cao chất lượng chăm sóc sức khỏe nhân dân
Ngày 25/10/2026, tại Hà Nội, GS.VS. Châu Văn Minh, Chủ tịch Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam), đã tham dự và phát biểu tại Hội nghị khoa học “Cập nhật các tiến bộ mới trong quản lý bệnh tiêu hóa và gan mật”, kết hợp kỷ niệm 8 năm thành lập Viện Nghiên cứu và Đào tạo Tiêu hóa, Gan mật.
TECHFEST Việt Nam 2026 đưa sản phẩm công nghệ đến gần người dân
TECHFEST Việt Nam 2026 sẽ diễn ra tại Hà Nội từ ngày 13 đến 15/11, khu vực hồ Hoàn Kiếm và phố đi bộ là trung tâm với mô hình không gian mở, đưa các hoạt động trình diễn công nghệ, triển lãm sản phẩm khởi nghiệp và kết nối đầu tư đến gần hơn với người dân, doanh nghiệp, nhà đầu tư.
Liên hiệp Hội Thành phố Hồ Chí Minh và 7 giải pháp phát huy vai trò trí thức
Tư vấn, phản biện và giám định xã hội của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh là một hoạt động quan trọng nhằm phát huy trí tuệ, kinh nghiệm và trách nhiệm xã hội của đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ trong quá trình hoạch định chính sách, quy hoạch và triển khai các chương trình, dự án phát triển.
Đề xuất giải pháp tăng cường vai trò kết nối của VUSTA với các Hội ngành trong hoạt động tư vấn, phản biện
Ngày 23/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) tổ chức hội thảo đề xuất các giải pháp đổi mới cơ chế phối hợp, phát huy tối đa tiềm năng của mạng lưới 92 Hội ngành trong hoạt động tư vấn, phản biện; khẳng định quyết tâm nâng tầm vai trò cầu nối của VUSTA, biến trí tuệ đội ngũ trí thức KH&CN thành những luận cứ khoa học tin cậy phục vụ các quyết sách của Đảng, Nhà nước và MTTQ.
Đưa tri thức số về bản, giúp người dân làm chủ công nghệ
Phổ biến kiến thức khoa học, kỹ thuật chỉ thực sự phát huy giá trị khi người dân có thể vận dụng vào đời sống. Từ hoạt động giảng dạy của chuyên gia Hội Mã số Mã vạch Việt Nam trong chương trình tập huấn “Người bản số” tại Lào Cai, có thể thấy rõ cách tiếp cận lấy kỹ năng thực hành, khả năng tự chủ và an toàn trên môi trường số làm trọng tâm.
VUSTA tập huấn nâng cao kiến thức, kỹ năng phòng cháy, chữa cháy và cứu nạn, cứu hộ tại cơ sở
Nhằm nâng cao nhận thức, trách nhiệm và kỹ năng xử lý tình huống cháy, nổ cho cán bộ, nhân viên làm việc tại tòa nhà, ngày 23/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam tổ chức tập huấn công tác phòng cháy, chữa cháy và cứu hộ, cứu nạn. Chương trình kết hợp phổ biến quy định pháp luật với hướng dẫn kỹ năng thực hành, góp phần chủ động phòng ngừa và hạn chế thiệt hại khi có sự cố xảy ra.
Phát huy vai trò cầu nối của Liên hiệp Hội Việt Nam trong hoạt động tư vấn, phản biện và giám định xã hội
Tăng cường kết nối giữa các hội thành viên, đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ với các cơ quan Đảng, Nhà nước và Mặt trận Tổ quốc Việt Nam là yêu cầu quan trọng nhằm nâng cao chất lượng hoạt động tư vấn, phản biện, góp phần hoàn thiện chính sách và thúc đẩy phát triển đất nước.