神秘微生物:吃进矿石吐出黄金

“吃”矿石的微生物

据《光明日报》报导,这些微生物以矿石为食,通过氧化获取能量;这些矿石由于被氧化,从不溶于水变成可溶,人们就能够从溶液中提取出矿物。生物冶金主要应用于溶浸贫矿、废矿、尾矿和大冶炉渣等,以回收某些贵重金属和稀有金属。

这些靠“吃矿石”为生的微生物大多为嗜酸细菌,大约有0.5-2.0微米长、0.5微米宽,短杆状,有的在菌体一端还生长有细长的鞭毛。如以色列特拉维夫大 学物理天文学教授Eshel Ben Jacob所拍摄到的特别的细菌图片(顶图)。这些微生物只能在显微镜下看到,它们靠黄铁矿、砷黄铁矿和其他金属硫化矿物为生。

参与生物冶 金的微生物主要有氧化硫酸硫杆菌、氧化亚铁酸硫杆菌、排硫杆菌、脱氮硫杆菌和一些异养菌(如芽孢杆菌属、土壤杆菌属)等。

浸矿的细菌不能利用有机物质,只能利用空气中二氧化碳为碳源,以无机氮为氮源,通过氧化Fe2+为Fe3+或氧化元素硫为硫酸获取生长所需的能量。

据悉,在自然界中,它们生活在pH1.5-4.5的酸性矿水中,有的菌株能在pH值小于1的硫酸水中生长,是目前所知最耐酸的微生物。

科学家发现, 细菌能把金属从矿石中溶浸出来,是其生命活动中生成的代谢物的间接作用,也就是说,通过细菌作用产生硫酸和硫酸铁,然后通过硫酸或硫酸铁作为溶剂浸提出矿石中的有用金属。

在这个过程中,细菌得到了所需要的能量,而硫酸铁可将矿石氧化使其中的铜、镍或铀等转变为可溶性化合物而从矿石中溶解出来,而被包裹在矿石中的金、银也可以在矿石溶解后浸出。

报导称,生物冶金法仍处于发展之中,它还必须克服自身的一些局限性,如反应速度慢, 细菌对环境的适应性差,超出一定温度范围细菌难以成活,经不起搅拌,对矿石中有毒金属离子耐受性差等。

古书记载“生物冶金”

古书唐朝的《岭表异录》一书中记载了“生物冶金”的有趣的故事:广州浍诓县境内有一个金矿,附近有一家居民把自己家的鸭、鹅放养在矿山的水池里,结果在它们 的粪便中经常见到黄金片。这家人大喜过望,便又增养了许多鸭鹅,每天收粪便淘金,竟可一日坐收半两至一两黄金,实在算得上生物冶金的首创者了。

据悉,鸭、鹅在寻找食物的时候,最喜欢觅食砂中的贝、螺。为了适应消化的需要,又要食入一些砂石,此时便把金粒也吃了进去。砂石磨碎后即被排出,而黄金不易碎或滞留在体内,隔一段时间再被排出来。

《天香楼外史》一书中也记载了白蚁食银的故事:“有银一百五十两为白蚁所食,白蚁死后投入炉中焚化,仍得银一百五十两。”白蚁之所以能“吃”银子,是因为它能分泌很浓的甲酸。银遇到甲酸起化学反应生成粉末状的甲酸银,馋嘴的白蚁便把它吞人肚里。

不过,甲酸银不能变成粪便排出,而是在白蚁的肠子中分解为黑色粉末状的金属银,只要加热到白银的熔点,它就会还原成白银。

责任编辑:李平

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