中國地質(zhì)大學(xué) 曹若曦
細菌不都是壞東西,它們中的很多還能夠為人類做許多工作哩。比如,有一些細菌,竟然還“精通”采礦和冶金的技術(shù)。個兒小得只有在高倍顯微鏡下才能看清容貌的細菌,為什么會有這樣的神通?
原來,含有某種菌種的溶液(即浸出劑)在通過礦石時,溶液中的細菌會不斷地分泌出一種具有特殊催化作用的物質(zhì)——有機酶。這種酶能侵蝕破壞礦物內(nèi)部結(jié)構(gòu),把藏在其中的金屬元素浸溶出來,送到溶液里去。這些含有金屬的溶液,經(jīng)過簡單的化學(xué)處理,金屬就能沉淀下來,與其他伙伴分家了。
開采固體礦產(chǎn)是件很費勁的事,又要挖坑道又要采礦石,然后還得把礦石運到選礦廠去粉碎、選礦,最后才能進冶煉廠。這不僅需要大量的人力和物力,而且還要耗費大量的能源。要是用細菌溶浸法采礦就省事多了。硬邦邦的固體礦石,在含有細菌的溶液里泡上一泡,“洗”上一個“澡”,金屬就乖乖地投進了溶液的“懷抱”。就這樣,固體礦產(chǎn)被改造成為能流動的液體礦產(chǎn),我們就可以像開采石油那樣來開采它。
細菌采礦法在處理利用價值不大的貧礦、尾礦、廢棄的老礦和一些難開采的或危險性大的礦時,與普通的采礦方法相比,有更大的優(yōu)越性。就拿開采對人體有害的放射性礦產(chǎn)及埋藏得很深的金屬礦產(chǎn)來說吧,開采者只要先給這個礦床打一些鉆井,再用爆破的方法使井下巖石破碎松動,造成許多裂隙通道之后,輸送細菌深入礦床內(nèi)部就行了。在經(jīng)過一番細菌溶解工作以后,人們把溶液從井下抽吸上來,進行金屬回收。這個方法叫地下(細菌)浸濾法。
細菌采礦時需要有適合其生存的環(huán)境,如溫度、濕度和光照。對于光照這一條件來說,有的細菌性喜明亮,有的卻偏愛黑暗。此外,它們還需要“營養(yǎng)”:主要是二氧化碳、硫磺、硫化物等。這些物質(zhì)在需開采的礦藏里含量很豐富。只是細菌怕冷,要是在冬天或在寒冷的地區(qū)工作,它們就不能適應(yīng)了??茖W(xué)家正在研究如何解決這個難題。
其實,細菌采礦已不是件新鮮的事。早在我國宋代,就有用這種方法采鋼的記載。17世紀時,西班牙人也曾用這種方法采過銅。但那時的人們并不知道其中的奧妙。直到1947 年,科學(xué)家才弄清楚,原來是細菌在幫忙。1954 年,美國科學(xué)家開始試驗用這種有趣的方法采銅礦,四年后就投入了生產(chǎn)。不久,世界各國也爭相研究試驗,并在生產(chǎn)中應(yīng)用,成效顯著。
自1958年以來,我國也開始了這項研究工作,利用細菌對銅、鈾等礦產(chǎn)進行工業(yè)性生產(chǎn)。后來,科學(xué)工作者研究利用細菌對石煤進行開采,把含在其中的釩、鉬、鎳、鈾、鈷等二十多種有用金屬提取出來為人類服務(wù)。目前已經(jīng)研究出一種用細菌法綜合浸出、分別回收的新工藝,達到了工業(yè)生產(chǎn)的要求。
細菌采礦是一個別開生面的新的技術(shù)領(lǐng)域,但還有很多問題尚待進一步解決。隨著高科技研究的深入,細菌采礦前途無量。未來,許多礦藏的開采,我們都得請那位能干的采礦家——細菌來幫忙。