Forscher haben eine neue Bergbautechnik entwickelt, die Mikroben verwendet, um Metalle zurückzugewinnen und Kohlenstoff in den durch den Bergbau erzeugten Abfällen zu speichern. Die Übernahme dieser Technik zur Wiederverwendung von Bergbauabfällen, die als Tailings bezeichnet werden, könnte die Bergbauindustrie verändern und eine grünere und nachhaltigere Zukunft schaffen.
Tailings sind ein Nebenprodukt des Bergbaus. Sie sind die feinkörnigen Abfallstoffe, die nach der Gewinnung des Zielerzminerals übrig bleiben, die dann gestapelt und gelagert werden. Diese Methode wird als Dry-Stack-Tailing bezeichnet.
Im Laufe der Zeit haben sich die Mining-Praktiken weiterentwickelt und sind effizienter geworden. Aber die Klimakrise und die steigende Nachfrage nach kritischen Mineralien erfordern die Entwicklung neuer Erzabbau- und Verarbeitungstechnologien.
Alte Tailings enthalten höhere Mengen an kritischen Mineralien, die mit Hilfe von Mikroben durch einen Prozess namens Bioleaching extrahiert werden können. Die Mikroben helfen beim Abbau des Erzes und setzen alle wertvollen Metalle frei, die nicht vollständig zurückgewonnen wurden, auf umweltfreundliche Weise, die viel schneller ist als natürliche biogeochemische Verwitterungsprozesse.
„Wir können Rückstände nehmen, die in der Vergangenheit produziert wurden, und mehr Ressourcen aus diesen Abfallmaterialien zurückgewinnen und dabei auch das Risiko verringern, dass Restmetalle in lokale Gewässer oder ins Grundwasser gelangen“, sagte Dr. Jenine McCutcheon, Assistenzprofessorin in das Departement Erd- und Umweltwissenschaften.
Die Mikroben verbessern nicht nur die Ressourcengewinnung, sondern fangen auch Kohlendioxid aus der Luft ein und speichern es als neue Mineralien in den Abraumhalden der Mine. Dieser Prozess trägt dazu bei, einige der freigesetzten Emissionen auszugleichen, während die Mine aktiv war, und trägt zur Stabilisierung der Rückstände bei.
Die mikrobielle Mineralkarbonisierung könnte mehr als 30 Prozent der jährlichen Treibhausgasemissionen eines Minenstandorts ausgleichen, wenn sie auf eine ganze Mine angewendet würde. Darüber hinaus wertet diese mikrobielle Technik historische Minenrückstände auf, die ansonsten als Industrieabfall gelten.
„Diese Technik nutzt aktuelle und frühere Minenstandorte besser aus“, sagte McCutcheon. „Ein Überdenken der Gestaltung zukünftiger Minenstandorte, um diesen Prozess zu integrieren, könnte zu Minen führen, die von Anfang an CO2-neutral sind, anstatt am Ende über die CO2-Speicherung nachzudenken.
„Diese Technologie ist ein potenzieller Wendepunkt im Kampf gegen den Klimawandel, und die Bergbauindustrie hat die einzigartige Gelegenheit, eine bedeutende Rolle in der Zukunft grüner Energie zu spielen.“
McCutcheon ist ferner der Ansicht, dass die mikrobiellen Prozesse der Industrie helfen könnten, sich in Richtung eines CO2-neutralen oder CO2-negativen Bergbaus zu bewegen, aber das Engagement der Industrie ist entscheidend, um diese Technologie in großem Maßstab einzusetzen.
Dr. McCutcheon veröffentlichte dies Forschung mit Co-Autor und außerordentlichem Professor Ian Power von der Trent University in der Fachzeitschrift mit Peer-Review PLOS-Biologie.
Mehr Informationen:
Jenine McCutcheon et al, Mikrobielle Kohlendioxidentfernung für nachhaltigen Bergbau, PLOS-Biologie (2023). DOI: 10.1371/journal.pbio.3002026