Бактерии вместо карьеров и серной кислоты: в Nature призвали к революции в биомайнинге
Пока мир бьётся за литий, кобальт, никель и редкозёмы, традиционная горнодобыча упирается в тупик: богатые руды истощаются, а переработка бедных оставляет токсичные отвалы и огромный углеродный след. Отрасль потребляет около 1,7 % мировой энергии (прогноз роста – до восьмикратного к 2060 году), а к 2050-му на планете накопится до 2 трлн тонн пустой породы и хвостов обогащения.
На этй неделе в журнале Nature вышла программная статья международной группы экспертов: Герхарда Шенка, Пола Эванса, Сьюзан Харрисон (Университет Квинсленда, Австралия), Торбена Борхерта (Novo Nordisk Foundation, Дания) и Алана Тордоира (Mining3, Швейцария). Учёные призывают масштабировать добычу металлов с помощью микроорганизмов и синтетической биологии – опираясь на итоги Международного воркшопа по биомайнингу в Ситжесе (2025).
Авторы формулируют главный тезис и барьер индустрии:
«Главное препятствие сегодня – это уже не нехватка идей, а отсутствие пути от научного открытия к промышленному внедрению… Страны, способные эффективно извлекать критические минералы из отходов, хвостов обогащения и бедных руд, будут в наименьшей степени уязвимы перед геополитическими потрясениями и кризисами цепочек поставок».
Как устроен биомайнинг простыми словами?
В природе металлы «заперты» в минералах – чаще всего в сульфидах. Классическая металлургия плавит руду при температурах в тысячи градусов или заливает её тоннами серной кислоты. Биовыщелачивание (биомайнинг) делает это экологичнее: бактерии‑экстремофилы питаются серой и неорганическим железом, окисляя породу и переводя медь, никель, золото и кобальт в водный раствор, откуда их легко выделить в чистом виде.
От медного купороса к белкам прецизионной точности
Биоокисление меди и золота десятилетиями применяется в промышленности, а синтетическая биология выводит отрасль на новый уровень:
Белки‑магниты для редкозёмов. Природный белок ланмодулин разделяет редкозёмы (неодим, диспрозий) с выходом 99,9 % в водном растворе – без токсичных органических растворителей. ИИ ускоряет дизайн новых молекул, избирательно связывающих целевые металлы.
Переработка e‑waste и хвостов. К 2022 году мир накопил 62 млн тонн электронного лома, при этом формально перерабатывается лишь около 22 %. Концентрации золота и редкозёмов в платах нередко выше, чем в природных рудах: микробы позволяют извлекать их без высокотемпературной плавки.
«Долина смерти» и путь к внедрению. Авторы подчёркивают, что перспективные технологии часто застревают между лабораторной проверкой и коммерческой демонстрацией. Для преодоления барьера нужны открытые пилотные площадки (биополигоны) рядом с рудниками и хабами переработки электронного лома.
Российские разработки: наш отечественный биомайнинг
В России создание микробных систем и биореакторов – это практический биомайнинг для ресурсного суверенитета. На Олимпиадинском месторождении («Полюс») с 2001 года действует крупнейший промышленный комплекс бактериального окисления упорных руд по технологии BIONORD – один из немногих объектов такого класса в мире.
Сегодня разработки переходят на сложные полиметаллические руды. В ФИЦ Биотехнологии РАН этим направлением занимается Лаборатория хемолитотрофных микроорганизмов Института микробиологии им. С. Н. Виноградского: учёные создают устойчивые микробные консорциумы для селективного выщелачивания медно‑цинковых и упорных концентратов. Инженерные решения для биогидрометаллургии руд цветных и благородных металлов развивают отраслевые институты (Иргиредмет, ЦНИГРИ).
В рамках нацпроекта «Технологическое обеспечение биоэкономики» масштабирование биомайнинга на хвостохранилищах Урала и Сибири становится для страны вопросом стратегической безопасности.
Источник: https://dzen.ru/…
