La bioidrometallurgia, comunemente definita bioestrazione, sfrutta l’azione di batteri, funghi e alghe per estrarre metalli da vari substrati, trasformandoli in sali solubili in acqua. I metodi tradizionali di idrometallurgia e pirometallurgia, ampiamente utilizzati nel settore metallurgico, sono noti per il loro elevato consumo energetico e per i conseguenti impatti negativi sull’ambiente.
Un approccio sostenibile
La bioidrometallurgia rappresenta un’integrazione tra biotecnologia e metallurgia e offre una tecnica economica e ambientalmente sostenibile per l’estrazione di metalli da minerali e risorse secondarie. L’interesse intorno all’applicazione di questa tecnologia per il recupero di risorse dai rifiuti è in crescita, in particolare per favorire la transizione verso un’economia circolare.
Studi recenti hanno cominciato a investigare il potenziale della bioidrometallurgia nell’estrazione di materie prime raramente sfruttate, termasuk elementi delle terre rare e minerali presenti nelle profondità della Terra, nei fondali oceanici e persino nello spazio. Utilizzando organismi viventi, questa tecnologia si propone di affrontare questioni legate all’estrazione dei metalli, alla decontaminazione di effluenti liquidi, alla bonifica dei terreni e alla gestione delle acque acide.
Recupero di metalli preziosi
Rispetto ai metodi non biologici di estrazione, la bioidrometallurgia comporta un’impronta ambientale notevolmente inferiore. Gli organismi naturali e non modificati possono lavorare a temperature e pressioni più basse, riuscendo a estrarre metalli specifici anche da minerali di bassa qualità e materiali di scarto, aumentando così l’efficienza e contribuendo a una riduzione delle emissioni di carbonio.
Questa tecnologia si presenta come una potente soluzione per il recupero di metalli preziosi da fonti a bassa concentrazione, come minerali di scarsa qualità. Può anche rimuovere metalli tossici dall’ambiente, favorendo la bonifica dei suoli contaminati attraverso microrganismi.
I microrganismi principali nel recupero di metalli pesanti sono acidofili, che prosperano in ambienti con pH acido compreso tra 2.0 e 4.0. Soggetti come Acidithiobacillus ferrooxidans, Acidithiobacillus thiooxidans e Leptospirillum ferrooxidans aiutano a solubilizzare i metalli attraverso la secrezione di acidi inorganici e organici in soluzioni acquose.
Negli approfondimenti riguardanti gli elementi delle terre rare (REE), questi sono di particolare rilevanza per le loro applicazioni nelle tecnologie avanzate, come quelle elettriche, ottiche e magnetiche. Pur essendo comuni nella crosta terrestre, la loro estrazione può rappresentare una sfida poiché spesso si trovano come componenti minori in minerali come monazite, xenotime e bastnaesite.
Mentre la loro abbondanza è relativamente alta, la loro bassa concentrazione nei depositi minerali rende complessa la metallurgia estrattiva, che necessita di metodi economici e sostenibili. Soluzioni biologiche potrebbero quindi affiancare o addirittura sostituire gli attuali metodi di estrazione, contribuendo a un processo più sostenibile ed ecologico.
