Biomining: Mikroorganismen helfen bei der Kupfergewinnung in Chile

Mit der Hilfe von Mikroorganismen versuchen Wissenschaftler wertvolle Metalle und Seltene Erden aus dem Gestein zu lösen. Biomining wird ein relativ aktuelles Verfahren umschrieben, bestimmte Erze bzw. Metalle mittels pflanzlicher oder bakterieller Organismen zu extrahieren. Mit Hilfe der Mikroorganismen wollen chilenische Minenbetreiber Kupfer aus Gestein extrahieren, ohne die sonst nötige entsprechende Temperatur bzw. toxischen Chemikalien einzusetzen. Dieses Verfahren ist umweltfreundlicher, effizienter und billiger.

Durch die Nutzung des Bakteriums „Thiobacillus ferrooxidans“ soll Kupfer aus Abraum oder Schlackerückständen gewonnen werden. Diese Methode ermöglicht eine verbesserte Regeneration der Natur, sowie eine Reduzierung der Produktionskosten. Außerdem erlaubt dieser Prozess von vornherein relativ gering konzentrierte Erze einzusetzen, was im Hinblick auf die Abreicherung natürlicher, hoch konzentrierter Erze im Produktionsprozess sowie der Verknappung von reichhaltigen Erzen im Allgemeinen immer wichtiger wird.

Chile gilt als weltweit größter Exporteur von Kupfer und hat weltweit die größten bekannten Reserven des roten Metalls. Die Atacama-Wüste, ein trostloses Felsplateau westlich der Anden, ist mit Kupfer-Minen übersät. Der Export des Metalls ist essentiell für die chilenische Wirtschaft und beträgt etwa 70% aller chilenischen Exporte. Je mehr Menschen im südamerikanischen Land nach Kupfer graben, umso mehr Geld wird in die Kassen der Minenbetreiber gespült. Die Nachfrage nach dem Metall steigt kontinuierlich an, Kupfer kommt vor allem in elektrischen Leitungen/Telefonleitungen, Dachkonstruktionen, Nahrungsergänzungsmitteln und Schmuck zum Einsatz. Das metallische Element entstand vor Millionen von Jahren tief unter der Erde und gelangte durch geologische Prozesse näher an die Oberfläche.

Um an den wertvollen Rohstoff zu gelangen, werden riesigen Areale regelrecht unterhöhlt. Um das Kupfer aus dem Erz zu trennen, wird aus Kupferkies zunächst so genannter Kupferstein gewonnen. Dazu wird das Ausgangsmaterial unter Zusatz von Koks geröstet und die enthaltenen Eisenoxide durch kieselsäurehaltige Zuschlagstoffe verschlackt. Diese Eisensilikat-Schlacke schwimmt auf dem Kupferstein und kann so leicht abgegossen werden. Diese konventionellen Abbaumethoden sind sehr energieintensiv und damit teuer, zudem werden unter brütender Hitze giftige Chemikalien eingesetzt.

Beim sogenannte Biomining wird das Erz zunächst zu Granulat zermahlen. Experten von Codelco (Corporacion Nacional del Cobre de Chile), dem größten Kupferhersteller weltweit, legen das Material in Säure und führen dann die Bakterien zu (Bioleaching). Diese Mikroorganismen benötigen sehr wenig, um ihre Arbeit zu verrichten. Sie verwenden das Mineral als Energiequelle und befreien nach einem speziellen elektrochemischen Prozess das Kupfer aus dem Gestein.

Diese Methode ist viel billiger und umweltfreundlicher als traditioneller Bergbau. Biomining ist bereits in mehreren Ländern, darunter Südafrika, Brasilien und Australien im Einsatz. Insgesamt stammen rund 20% der weltweiten Kupferproduktion aus Bioleaching, die Mikroorganismen werden auch im Gold und Uran-Abbau verwendet.