Грибы для биовыщелачивания: в Квинсленде ищут более мягкий способ извлечения критически важных минералов из отходов

В Университете Квинсленда разрабатывают штаммы грибов, способные работать с токсичными отходами горнодобывающей промышленности. Идея в том, чтобы использовать их для биовыщелачивания: извлечения следов критически важных минералов без агрессивных кислот и растворителей.

Сегодня такие минералы часто извлекают из отходов методом выщелачивания. Процесс может быть дорогим и связан с экологическими рисками из-за применения химических реагентов. Новый подход, над которым работает доктор Денис Вилья-Гомес, опирается на грибы, вырабатывающие органические кислоты.

Как работают «супергрибы»

Исследователи берут грибы, которые естественным образом встречаются в шахтах, и адаптируют их к более жестким условиям. По словам доктора Вилья-Гомес, задача состоит в том, чтобы получить штаммы, способные выдерживать токсичную среду и сохранять эффективность при переработке горных отходов.

В Университете Квинсленда считают, что процесс уже показывает хорошие результаты при извлечении ценных критически важных минералов, включая ванадий и скандий. Эти элементы используются, в частности, в электронике и микросхемах.

Штаммы получают с помощью адаптивной лабораторной эволюции. Грибы длительное время подвергают воздействию сложных условий, после чего отбирают наиболее устойчивые и продуктивные варианты.

«Это как супергерой, который получает сверхспособности из-за воздействия радиации», — сказала доктор Вилья-Гомес.

Отходы как источник металлов

В биореакторах Центра биоустойчивого развития Университета Квинсленда отходы горнодобывающей промышленности смешивают с адаптированными грибными штаммами и исходным сырьем. Когда грибы потребляют это сырье, они в ходе метаболизма вырабатывают природные органические кислоты.

Аспирантка Фернанда Сото-Монтандон объяснила, что эти кислоты воздействуют на минеральную структуру отходов и высвобождают содержащиеся в них металлы в жидкую фазу.

«Затем металлы можно извлечь и использовать повторно, превращая некогда отходы в ценный ресурс посредством щадящего биологического процесса», — сказала она.

Новый центр и промышленные испытания

На прошлой неделе помощник федерального министра по вопросам международного образования Джулиан Хилл открыл Центр биоустойчивого развития стоимостью 70 млн долларов.

Директор центра профессор Эстебан Марселлин заявил, что площадка должна помочь компаниям из переработки, энергетики, горнодобывающей и пищевой промышленности переходить к более экологичным производственным практикам.

«Мы используем передовые методы синтетической биологии для создания микроорганизмов и биологических систем, способных превращать отходы, выбросы и низкокачественные материалы в экологически чистые и высокоценные продукты», — сказал профессор Марселлин.

По его словам, центр помогает компаниям перейти от фундаментальных исследований к практическому применению технологий — от устойчивой добычи полезных ископаемых и управления отходами до масштабирования ферментации и оптимизации биореакторов.

Доктор Вилья-Гомес считает, что биовыщелачивание с помощью грибов может стать более экологически ответственным и экономически эффективным дополнением к традиционным процессам извлечения минералов.

«В будущем мы надеемся использовать эти грибы непосредственно на месторождениях полезных ископаемых, извлекая минералы и одновременно способствуя рекультивации земель», — сказала она.

Сейчас команда взаимодействует с отраслевыми партнерами, чтобы проверить технологию в полевых условиях.

Фото Университета Квинсленда