Baktérie získavajú kovy

Mikroskopické baktérie by si len málokto spájal so získavaním kovov. Napriek tomu dokážu v extrémnych podmienkach uvoľňovať meď či antimón z minerálov bez potreby vysokých teplôt. Výskum na Ústave geotechniky SAV, v. v. i., ukazuje, že biologické lúhovanie má potenciál ako alternatívny spôsob získavania surovín pre moderný svet.

Antimón a meď patria medzi suroviny nevyhnutné pre modernú spoločnosť. Využívajú sa v energetike, elektronike, strojárstve aj v technológiách spojených s prechodom na nízkouhlíkové hospodárstvo. Ich získavanie je však energeticky náročné a zaťažuje životné prostredie. Jednou z ekologickejších možností sú baktérie.

Na Ústave geotechniky SAV, v. v. i., v Košiciach sa výskum v rámci projektu Bio4Sb zameriava na biologické lúhovanie minerálu tetraedrit (Cu₁₂Sb₄S₁₃) obsahujúceho antimón, meď a síru. Ide o postup, ktorý využíva metabolické schopnosti mikroorganizmov uvoľňovať kovy z rúd pri nízkych teplotách bez energeticky náročného praženia.

Kritické a strategické kovy súčasnosti

Európska komisia klasifikuje antimón (Sb) ako kritickú surovinu pre riziko ohrozenia jeho dodávok z politicky nestabilných regiónov, resp. od nespoľahlivých obchodných partnerov, kde sa ložiská antimónu vyskytujú. Zároveň zdôrazňuje jeho veľký význam pre hospodárstvo a obranný priemysel krajín EÚ, a to už od roku 2011, kedy začala každé tri roky pripravovať tzv. zoznam kritických surovín. V súčasnosti je EÚ na 100 % závislá od dovozu antimónu, najmä z Turecka a Bolívie, pričom hlavným svetovým producentom a exportérom je Čína.

Antimón a meď

Antimón sa využíva najmä ako spomaľovač horenia (48 % produkcie) tkanín a plastov vo forme oxidu Sb₂O₃, v zliatinách, s olovom v olovených akumulátoroch (33 %) a projektiloch, ako prímes v ložiskovom kove a spájkach, v pigmentoch v keramike, skle, gume a pod. Novšie trendy zahŕňajú polovodiče (dopovanie Si), infračervené detektory (InSb), pamäťové prvky v optických diskoch a počítačoch (Ge₂Sb₂Te₅). Existuje rastúci trend v používaní antimónu vo vysokoteplotných batériách, kde elektrolytom je roztavená soľ. Tieto batérie zohrávajú kľúčovú úlohu pri uskladňovaní energie z obnoviteľných zdrojov.

Meď je strategickou surovinou, pretože vzhľadom na aktuálny vývoj technológií možno očakávať jej exponenciálny nárast spotreby v najbližších rokoch. To vytvára určité riziká, a teda pokrytie jej spotreby treba veľmi dobre naplánovať. Jej dodávky sú v súčasnosti veľmi dobre diverzifikované. Meď sa ťaží na viacerých kontinentoch. Ani jedna krajina neovláda celý trh, aj jej zásoby sú dostatočne veľké a zároveň je možné relatívne jednoducho ju recyklovať. Je však náročné nahradiť ju vzhľadom na jej výnimočné vlastnosti, ako sú vynikajúca elektrická a tepelná vodivosť, odolnosť proti korózii a dobrá opracovateľnosť. Tieto vlastnosti predurčujú meď na využitie predovšetkým v energetike a elektrotechnike ako vodič elektriny vo forme drôtov, káblov, vinutí elektrických motorov, generátorov a transformátorov či integrovaných obvodov. Uplatnenie nachádza aj v stavebníctve, napríklad ako odolná strešná krytina, materiál na odkvapy, rúry a žľaby, ako aj pri výrobe kotlov a chladičov. Nemenej významné aplikácie medi sú jej zliatiny, najmä mosadz (CuZn) a bronz (CuSn), z ktorých sa vyrábajú chladiče, lopatky turbín, ventily, ozubené kolesá, rôzne armatúry pre agresívne prostredia a pod.

Autorka článku: Mgr. Lenka Hagarová, PhD.
Ústav geotechniky SAV, v. v. i.