{"id":7743,"date":"2023-09-15T23:35:49","date_gmt":"2023-09-15T23:35:49","guid":{"rendered":"https:\/\/gerens.pe\/blog\/?p=7743"},"modified":"2023-10-13T16:23:46","modified_gmt":"2023-10-13T16:23:46","slug":"empaparse-descomponerse-lo-que-las-esponjas-y-los-microbios-hacen-de-los-desechos-mineros","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/gerens.pe\/blog\/empaparse-descomponerse-lo-que-las-esponjas-y-los-microbios-hacen-de-los-desechos-mineros\/","title":{"rendered":"Empaparse, descomponerse: lo que las esponjas y los microbios hacen de los desechos mineros"},"content":{"rendered":"

Una nueva investigaci\u00f3n ofrece soluciones para extraer metales cr\u00edticos mientras se practica la sostenibilidad. Ashima Sharma analiza dos tecnolog\u00edas que permiten la extracci\u00f3n de metales cr\u00edticos utilizando microbios y esponjas de nanopart\u00edculas.<\/span><\/i><\/p>\n

A medida que las leyes de mineral de los metales disminuyen en todo el mundo, lo que una vez fue un desecho ahora parece una oportunidad.<\/span><\/p>\n

Australia tiene m\u00e1s de 50,000 sitios mineros antiguos que podr\u00edan convertirse en fuentes de metales extra\u00eddos de desechos mineros. En mayo de este a\u00f1o, el Gobierno de Australia public\u00f3 un mapa de 1050 dep\u00f3sitos de relaves que podr\u00edan ser valiosos a medida que se reprocesan. .<\/span><\/p>\n

A medida que aumenta la adopci\u00f3n global de la tecnolog\u00eda de energ\u00eda verde, tambi\u00e9n se espera que la demanda de tierras raras aumente en un 600% para 2040. El suministro a corto y mediano plazo de estos minerales resulta dif\u00edcil, ya que las instalaciones mineras pueden tardar m\u00e1s de tres a\u00f1os en desarrollarse. Adem\u00e1s, el Laboratorio Nacional de Idaho estima que 100,000 toneladas de tierras raras terminan en desechos solo por la producci\u00f3n de \u00e1cido fosf\u00f3rico, un fertilizante com\u00fan.<\/span><\/p>\n

Seis proyectos globales apuntan a una producci\u00f3n de m\u00e1s de 10,000 toneladas de elementos clave neodimio y \u00f3xido de praseodimio (NdPr) para 2027, recuperados de relaves y subproductos. Pa\u00edses como Australia, Suecia y Sud\u00e1frica ya est\u00e1n a la vanguardia de un impulso para utilizar los desechos mineros y los subproductos de los descartes de carb\u00f3n para extraer tierras raras.<\/span><\/p>\n

Recuperaci\u00f3n de metales de residuos y relaves\u00a0<\/b><\/h5>\n

Seg\u00fan los datos del Servicio Geol\u00f3gico de los Estados Unidos de 2022, China representa el 70% de la producci\u00f3n minera mundial de tierras raras, seguida de Australia, Myanmar y Tailandia. China tambi\u00e9n alberga el 85% de la capacidad mundial para procesar tierras <\/span>ra<\/span><\/a>r<\/span>as<\/span><\/a> en materiales que los fabricantes pueden usar.<\/span><\/p>\n

Sin embargo, Estados Unidos y la UE, dos mercados m\u00e1s grandes para las exportaciones de China, han estado tratando durante mucho tiempo de dejar de depender de dicho pa\u00eds. En el caso de los Estados Unidos, esto se puede ver en su \u00faltimo movimiento para detener el env\u00edo de equipos de fabricaci\u00f3n de chips semiconductores a China. En represalia, China <\/span>fren\u00f3 su exportaci\u00f3n<\/span> de metales cr\u00edticos ampliamente utilizados en la industria de semiconductores.<\/span><\/p>\n

Mientras los gobiernos planifican marcos de pol\u00edticas para alcanzar los objetivos clim\u00e1ticos, lograr cero emisiones netas y cambiar a una combinaci\u00f3n de energ\u00eda renovable, un suministro geopol\u00edticamente estable de minerales cr\u00edticos sigue siendo una prioridad creciente. La cadena de suministro de China no solo est\u00e1 plagada de <\/span>acusaciones de abusos contra los derechos humanos<\/span>, sino que la falta de diversidad regional en el suministro deja poco poder de negociaci\u00f3n para los pa\u00edses econ\u00f3micamente m\u00e1s d\u00e9biles en el orden de las energ\u00edas renovables.<\/span><\/p>\n

En este escenario, dos nuevos avances recientes en investigaci\u00f3n y tecnolog\u00eda ofrecen soluciones para un panorama minero sostenible en la cadena de suministro de metales y minerales cr\u00edticos: 1) el uso de microbios para extraer metales cr\u00edticos y 2) la utilizaci\u00f3n de esponjas de nanopart\u00edculas para extraer minerales cr\u00edticos.<\/span><\/p>\n

Microbios – los excavadores de la naturaleza\u00a0<\/b><\/h5>\n

En una investigaci\u00f3n reciente de la Universidad de Waterloo, los investigadores utilizaron microbios para extraer metales y almacenar carbono en los productos de desecho generados por las actividades mineras. Este enfoque, conocido como biolixiviaci\u00f3n, est\u00e1 ganando terreno como una alternativa sostenible a los m\u00e9todos de extracci\u00f3n convencionales.<\/span><\/p>\n

La biolixiviaci\u00f3n implica cultivar microbios amantes de los metales en tanques que contienen minerales ricos en minerales. Al aprovechar la actividad metab\u00f3lica de estos microorganismos, los metales valiosos se pueden extraer de manera eficiente de los desechos al tiempo que se reduce el impacto ambiental de una mina.<\/span><\/p>\n

Los microorganismos, como bacterias y hongos, poseen la capacidad de descomponer minerales complejos y extraer metales valiosos de los minerales. As\u00ed como las rocas se desgastan con el aire y el agua a lo largo del tiempo, los microbios tambi\u00e9n \u00abcontribuyen a la intemperie al adherirse a las superficies minerales, generar \u00e1cidos que disuelven las rocas a trav\u00e9s de la fermentaci\u00f3n y la respiraci\u00f3n y liberar compuestos quelantes\u00bb, observa la <\/span>investigaci\u00f3n<\/span>.<\/span><\/p>\n

\u00abPodemos tomar relaves que se produjeron en el pasado y recuperar m\u00e1s recursos de esos materiales de desecho y, al hacerlo, tambi\u00e9n reducir el riesgo de que los metales residuales entren en las v\u00edas fluviales locales o subterr\u00e1neas\u00bb, dice la investigadora y autora del informe Jenine McCutcheon, profesora asistente en el Departamento de Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente de la universidad.<\/span><\/p>\n

Si bien el proceso natural de meteorizaci\u00f3n microbiana es lento, puede acelerarse cuando se aplica a rocas de grano fino o subproductos como los desechos minerales generados por el procesamiento de minerales. El n\u00edquel y el cobalto se encuentran entre los metales m\u00e1s adecuados para este prop\u00f3sito. Estudios recientes tambi\u00e9n han demostrado la eficacia de la biolixiviaci\u00f3n en la extracci\u00f3n de metales cr\u00edticos, como el cobre, el oro y el uranio.<\/span><\/p>\n

\"desechos<\/p>\n

Convertir los residuos en un sumidero de carbono\u00a0<\/b><\/h5>\n

Adem\u00e1s de ayudar a la recuperaci\u00f3n de metales, los microbios tambi\u00e9n capturan di\u00f3xido de carbono de la atm\u00f3sfera y lo almacenan en los desechos de la mina como nuevos minerales, formando un sumidero de carbono en s\u00ed mismo. Este proceso, llamado carbonataci\u00f3n mineral, puede compensar las emisiones liberadas en las actividades diarias de una mina, al tiempo que estabiliza los relaves secos.<\/span><\/p>\n

Cuando se aplica a toda una mina, la carbonataci\u00f3n podr\u00eda compensar hasta el 34% de las emisiones anuales de gases de efecto invernadero. \u00abLas compensaciones de emisiones podr\u00edan aumentarse a trav\u00e9s de una mayor optimizaci\u00f3n del proceso para lograr una miner\u00eda neutra en carbono o potencialmente negativa en carbono\u00bb, se\u00f1ala la investigaci\u00f3n.<\/span><\/p>\n

\u00abEsta t\u00e9cnica hace un mejor uso de los sitios mineros actuales y pasados. Repensar c\u00f3mo se dise\u00f1an las futuras minas para integrar este proceso podr\u00eda resultar en minas que sean neutrales en carbono desde el principio en lugar de pensar en el almacenamiento de carbono como un complemento al final \u00ab, dice McCutcheon.<\/span><\/p>\n

Esponjas de nanopart\u00edculas: extracci\u00f3n de minerales cr\u00edticos por absorci\u00f3n\u00a0<\/b><\/h5>\n

Mientras que los microbios proporcionan un m\u00e9todo natural de extracci\u00f3n de metales, otra innovaci\u00f3n viene en forma de esponjas de nanopart\u00edculas. Ingenieros de la Universidad Northwestern en los Estados Unidos han desarrollado peque\u00f1as part\u00edculas, conocidas como esponjas de nanopart\u00edculas, que poseen una capacidad excepcional para unirse selectivamente con minerales espec\u00edficos de soluciones minerales.<\/span><\/p>\n

El uso de esponjas de nanopart\u00edculas implica dispersarlas en soluci\u00f3n con el mineral. Las part\u00edculas, con sus altas \u00e1reas superficiales y afinidad por minerales espec\u00edficos, se unen selectivamente a los elementos objetivo y los separan de la soluci\u00f3n restante. Esta capacidad de extraer metales pesados es particularmente valiosa para eliminar metales cr\u00edticos como el cobalto, de las fuentes de agua.<\/span><\/p>\n

Adem\u00e1s, estas esponjas tambi\u00e9n pueden eliminar metales pesados t\u00f3xicos, como el plomo, y metales cr\u00edticos como el cobalto del agua contaminada, dej\u00e1ndola segura para beber. En su <\/span>art\u00edculo<\/span>, los investigadores demuestran sus hallazgos utilizando la \u00abesponja\u00bb en una muestra de agua que contiene m\u00e1s de 1 parte por mill\u00f3n de plomo. Con una inmersi\u00f3n, la esponja filtra el plomo a niveles indetectables.<\/span><\/p>\n

Un ejemplo notable de extracci\u00f3n de esponjas de nanopart\u00edculas es la <\/span>recuperaci\u00f3n de litio<\/span>, un componente vital en la producci\u00f3n de bater\u00edas para veh\u00edculos el\u00e9ctricos. Los m\u00e9todos tradicionales de extracci\u00f3n de litio a menudo se basan en procesos da\u00f1inos para el medio ambiente, como los estanques de evaporaci\u00f3n, que consumen grandes cantidades de agua y representan un riesgo de contaminaci\u00f3n. Por el contrario, las esponjas de nanopart\u00edculas ofrecen una alternativa respetuosa con el medio ambiente al capturar eficientemente iones de litio de soluciones de salmuera, allanando el camino para la extracci\u00f3n sostenible de litio.<\/span><\/p>\n

Como resultado, este m\u00e9todo ofrece un uso reducido de agua, tasas de extracci\u00f3n m\u00e1s r\u00e1pidas y un impacto ambiental m\u00ednimo.<\/span><\/p>\n

Potencial para la miner\u00eda sostenible\u00a0<\/b><\/h5>\n

Aquellos que se\u00f1alan a la energ\u00eda como \u00abun sector emocionante\u00bb a menudo usan el mismo aliento para se\u00f1alar la expansi\u00f3n de las ciencias de la vida y la ciencia de los materiales. Este cruce entre los dos sectores tiene un inmenso potencial para transformar la industria minera.<\/span><\/p>\n

Estos enfoques no solo abordan la necesidad apremiante de extracci\u00f3n sostenible de metales, sino que tambi\u00e9n mitigan los impactos ambientales asociados con las pr\u00e1cticas mineras tradicionales. Al adoptar estas tecnolog\u00edas, las empresas mineras pueden reducir el consumo de energ\u00eda, el uso de agua y la liberaci\u00f3n de productos qu\u00edmicos nocivos en el medio ambiente.<\/span><\/p>\n

Sin embargo, esta tecnolog\u00eda se encuentra en una etapa temprana. Se necesita m\u00e1s investigaci\u00f3n y desarrollo para optimizar la eficiencia de extracci\u00f3n, la rentabilidad y la escalabilidad de estos enfoques.<\/span><\/p>\n

Este art\u00edculo ha sido adaptado de <\/span><\/i>Mining Technology<\/span><\/i><\/a>. Ha sido publicado y traducido por G\u011aRENS en agosto de 2023.\u00a0<\/span><\/i><\/p>\n

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