如何把廢礦、貧礦變“廢”為寶？怎樣能從根本上降低冶金業(yè)的污染？科學家們說，不妨試試這一招——微生物冶金。

古書里的“生物冶金”

中國唐朝《嶺表異錄》一書里記載了這樣一件有趣的事：廣州澮誆縣境內(nèi)有一個金礦，附近有一家居民把自己家的鴨、鵝放養(yǎng)在礦山的水池里，結果在它們的糞便中經(jīng)常見到黃金片。這家人大喜過望，便又增養(yǎng)了許多鴨鵝，每天收糞便淘金，竟可一日坐收半兩至一兩黃金，實在算得上生物冶金的首創(chuàng)者了。

無獨有偶，《天香樓外史》一書中也記載了白蟻食銀的故事：“有銀一百五十兩為白蟻所食，白蟻死后投入爐中焚化，仍得銀一百五十兩。”白蟻之所以能“吃”銀子，是因為它能分泌很濃的甲酸。銀遇到甲酸起化學反應生成粉末狀的甲酸銀，饞嘴的白蟻便把它吞人肚里。

不過，甲酸銀不能變成糞便排出，而是在白蟻的腸子中分解為黑色粉末狀的金屬銀，只要加熱到白銀的熔點，它就會還原成白銀?，F(xiàn)在科學家們也從類似的資料文獻里獲得啟發(fā)，正在探討如何用生物來提煉金屬。

“吃”礦石的微生物

我們這里要講的生物冶金，通俗地說是用含微生物的浸取液與礦石進行作用從而獲取有價金屬的過程，也叫微生物浸礦。

這些微生物以礦石為食，通過氧化獲取能量；這些礦石由于被氧化，從不溶于水變成可溶，人們就能夠從溶液中提取出礦物。生物冶金主要應用于溶浸貧礦、廢礦、尾礦和大冶爐渣等，以回收某些貴重金屬和稀有金屬。

這些靠“吃礦石”為生的微生物大多為嗜酸細菌，大約有0.5-2.0微米長、0.5微米寬，短桿狀，有的在菌體一端還生長有細長的鞭毛。只能在顯微鏡下看到這些微生物，它們靠黃鐵礦、砷黃鐵礦和其他金屬硫化礦物為生。

浸礦的細菌不能利用有機物質(zhì)，只能利用空氣中二氧化碳為碳源，以無機氮為氮源，通過氧化Fe2+為Fe3+或氧化元素硫為硫酸獲取生長所需的能量。

在自然界中，它們生活在pH1.5-4.5的酸性礦水中，有的菌株能在pH值小于1的硫酸水中生長，是目前所知最耐酸的微生物。

這些嗜酸細菌和其他靠“吃礦石”為生的細菌是如何“冶金”的呢？有人發(fā)現(xiàn)，細菌能把金屬從礦石中溶浸出來，是其生命活動中生成的代謝物的間接作用，也就是說，通過細菌作用產(chǎn)生硫酸和硫酸鐵，然后通過硫酸或硫酸鐵

作為溶劑浸提出礦石中的有用金屬。在這個過程中，細菌得到了所需要的能量，而硫酸鐵可將礦石氧化使其中的銅、鎳或鈾等轉變?yōu)榭扇苄曰衔锒鴱牡V石中溶解出來，而被包裹在礦石中的金、銀也可以在礦石溶解后浸出。

有的研究者認為生物冶金的原理是細菌對礦石具有直接浸提作用，也就是說細菌對礦石存在著直接氧化的能力，細菌與礦石之間通過物理化學接觸把金屬溶解出來。

微生物小試身手

目前，生物治金已成功地用于銅礦、金礦及重要元素鈾的冶煉。采用傳統(tǒng)方法冶煉，成本高、污染大、效率低。

而目前我國正進入快速工業(yè)化階段，礦產(chǎn)資源儲量增長速度遠遠趕不上產(chǎn)量，對國外礦產(chǎn)資源的依賴程度越來越高，其中銅精礦80%依賴進口。

但是，生物冶金法仍處于發(fā)展之中，它還必須克服自身的一些局限性，如反應速度慢，細菌對環(huán)境的適應性差，超出一定溫度范圍細菌難以成活，經(jīng)不起攪拌，對礦石中有毒金屬離子耐受性差等等。

為此，一些科學家正在從遺傳工程方面開展工作，試圖通過基因工程得到性能優(yōu)良的菌種。

這些“吃礦石”的小小微生物擁有驚人的大能量，相信在不遠的將來，生物冶金一定會得到更加廣泛的應用。