В Омске учёные создали препараты, извлекающие ценные металлы из отходов

Учёные в Омском государственном техническом университете создали микробиологические препараты, которые могут извлекать ценные металлы буквально из мусора. Например, из пустой породы, золошлаковых отходов и старых сотовых телефонов. Получить таким путем можно железо, золото, медь и т.д.

Такие препараты биоразлагаемы и безопасны для человека и для окружающей среды. Корреспонденты издания «Евразия сегодня» пообщались с автором исследования — доцентом кафедры «Биотехнология, технология общественного питания и товароведение» Светланой Чачиной.

Светлана Чачина отмечает, что природные ископаемые не бесконечны. Поэтому тема биовыщелачивания редкоземельных элементов из пустых пород — крайне важна.

По предварительным оценкам, уже с 2030 года у нас начнется ресурсный кризис. Самое позднее – с 2050-го. Потому что запасов железа осталось на 40 лет, меди – примерно на 30-40, марганца – на 30, золота – на срок от 12 до 37 лет. Ресурсы мы исчерпываем, потому что выпускаем большое количество техники: сотовые телефоны, радиотехнику, машины. Все это делается из металлов. И, конечно же, редкие металлы идут на производство катализаторов для радиотехники, нефтехимии, они используются в электронике. Представьте: они закончатся через 30 лет, и что будут делать тогда наши дети и внуки? Поэтому уже сегодня существуют технологии химического выщелачивания, когда на аффинажных заводах перерабатывают отходы с помощью кислот: соляной, азотной и других. Но, во-первых, это очень опасно. Во-вторых, на эти заводы отходы еще нужно довезти. Моя основная идея заключается в том, чтобы извлекать металлы из тех отходов, которые на предприятия сложно и затратно доставлять (например, пустую породу), — отмечает учёный.

Процесс биовыщелачивания не лёгок. Сначала нужно измельчить породу на очень мелкие фракции.

Потом, допустим, на 10-20 граммов породы наливаем 100 мл среды и добавляем 5 мл препарата, ставим на шейкер. Через неделю уже появляется результат: выделяется железо. Очень важно как можно мельче раздробить породу: чем теснее контакт с ней микроорганизма, тем получается лучше эффект. Как же работают бактерии? Есть бактерии хемолитотрофы, хемосинтетики, которые питаются неорганическими веществами. Вот мы с вами гетеротрофы, питаемся органическими веществами. Неорганическим углеродом за счет солнечной энергии питаются автотротрофы. А есть хемотрофы, которые окисляют железо, марганец, водород, серу и другие минералы. Их мы и используем. Эти бактерии контактируют с поверхностью минерала и после этого начинают выделять в среду содержащиеся в нем металлы, разные кислоты и экзоферменты. Они откладывают металл в капсулы – у них получается своего рода защитная оболочка, домик из железа. Но так как бактерии живые, они начинают в этом домике задыхаться и выползают из него. Домик падает, и они делают себе новый домик. Одни бактерии выделяют железо, другие – марганец, третьи выделяют медь. Всё это попадает сначала в раствор в коллоидном состоянии, потом оседает на дно. И дальше можно отделять эти металлы центрифугированием. В идеале, конечно, лучше проводить электролиз, но это очень дорого. Поэтому мы пока в своих исследованиях осаждаем металл сорбентами: активированным углём или хитозаном. Но в будущем я думаю довести этот процесс до ума и осаждать металлы путем электролиза, — рассказывает Светлана Чачина.

При этом все препараты биоразлагаемы. Кроме того, они не причиняют вреда людям.

Они не могут жить в организме человека, не причиняют вреда почве. Даже напротив, если они попадут в почву, то будут выщелачивать минералы из почвы, будут служить источником в цепях питания. В фильтрате содержатся органические кислоты и микроорганизмы, из которых можно сделать концентрат или биоудобрение. Единственное, только нужно будет нейтрализовать кислотность, можно сделать это известью, которая тоже не причинит вреда экосистемам, — делится доцент кафедры «Биотехнология, технология общественного питания и товароведение» ОмГТУ.

Сейчас учёные получают патент на своё изобретение. Но это не так просто, как может показаться.

Мы пытаемся получить патент. Я в нем подробно расписываю, сколько чего нужно взять по граммам, по миллилитрам, к чему добавить, смешать – получается как кулинарный рецепт. Но пока запатентовать технологию очень сложно и дорого: только чтобы отправить патент, нужно 20 тысяч рублей. И проблема в том, что они постоянно возвращают документацию на доработку, — рассказывает Светлана Чачина.

Учёный отмечает, что производить препараты в лабораторных условиях можно, но в небольшом количестве. Только для этого в любом случае нужно получить лицензию.

К тому же у нас нет технологии концентрирования и высушивания. Мы можем делать только жидкие препараты, которые хранятся недолго, — делится доцент кафедры «Биотехнология, технология общественного питания и товароведение» ОмГТУ.

Светлана Чачина рассказывает, что было бы здорово, если препараты для биовыщелачивания смогло бы производить и продавать какое-то предприятие, которое имеет оборудование и лицензию. Учёный хочет, чтобы это приносило пользу окружающей среде.