如何把廢礦、貧礦變“廢”為寶？怎樣能從根本上降低冶金業(yè)的污染？科學(xué)家們說(shuō)，不妨試試這一招——微生物冶金。
　　古書里的“生物冶金”
　　中國(guó)唐朝《嶺表異錄》一書里記載了這樣一件有趣的事：廣州澮誆縣境內(nèi)有一個(gè)金礦，附近有一家居民把自己家的鴨、鵝放養(yǎng)在礦山的水池里，結(jié)果在它們的糞便中經(jīng)常見到黃金片。這家人大喜過(guò)望，便又增養(yǎng)了許多鴨鵝，每天收糞便淘金，竟可一日坐收半兩至一兩黃金。這實(shí)在可以算得上是生物冶金的首創(chuàng)者了。
　　為什么鴨、鵝要把金子囫圇吞入肚中呢？原來(lái)鴨、鵝在尋找食物的時(shí)候，最喜歡覓食砂中的貝、螺。為了適應(yīng)消化的需要，又要食入一些砂石，此時(shí)便把金粒也吃了進(jìn)去。砂石磨碎后即被排出，而黃金不易碎或滯留在體內(nèi)，隔一段時(shí)間再被排出來(lái)。
　　無(wú)獨(dú)有偶，《天香樓外史》一書中也記載了白蟻食銀的故事：“有銀一百五十兩為白蟻所食，白蟻死后投入爐中焚化，仍得銀一百五十兩。”白蟻之所以能“吃”銀子，是因?yàn)樗芊置诤軡獾募姿?。銀遇到甲酸起化學(xué)反應(yīng)生成粉末狀的甲酸銀，饞嘴的白蟻便把它吞人肚里。不過(guò)，甲酸銀不能變成糞便排出，而是在白蟻的腸子中分解為黑色粉末狀的金屬銀，只要加熱到白銀的熔點(diǎn)，它就會(huì)還原成白銀。現(xiàn)在科學(xué)家們也從類似的資料文獻(xiàn)里獲得啟發(fā)，正在探討如何用生物來(lái)提煉金屬。
　　“吃”礦石的微生物
　　我們這里要講的生物冶金，通俗地說(shuō)是用含微生物的浸取液與礦石進(jìn)行作用從而獲取有價(jià)金屬的過(guò)程，也叫微生物浸礦。這些微生物以礦石為食，通過(guò)氧化獲取能量；這些礦石由于被氧化，從不溶于水變成可溶，人們就能夠從溶液中提取出礦物。生物冶金主要應(yīng)用于溶浸貧礦、廢礦、尾礦和大冶爐渣等，以回收某些貴重金屬和稀有金屬。
　　這些靠“吃礦石”為生的微生物大多為嗜酸細(xì)菌，大約有0.5-2.0微米長(zhǎng)、0.5微米寬，短桿狀，有的在菌體一端還生長(zhǎng)有細(xì)長(zhǎng)的鞭毛。只能在顯微鏡下看到這些微生物，它們靠黃鐵礦、砷黃鐵礦和其他金屬硫化礦物為生。參與生物冶金的微生物主要有氧化硫酸硫桿菌、氧化亞鐵酸硫桿菌、排硫桿菌、脫氮硫桿菌和一些異養(yǎng)菌（如芽孢桿菌屬、土壤桿菌屬）等。
　　浸礦的細(xì)菌不能利用有機(jī)物質(zhì)，只能利用空氣中二氧化碳為碳源，以無(wú)機(jī)氮為氮源，通過(guò)氧化亞鐵離子為氧化鐵離子或氧化元素硫?yàn)榱蛩岖@取生長(zhǎng)所需的能量。在自然界中，它們生活在pH1.5-4.5的酸性礦水中，有的菌株能在pH值小于1的硫酸水中生長(zhǎng)，是目前所知最耐酸的微生物。
　　這些嗜酸細(xì)菌和其它靠“吃礦石”為生的細(xì)菌是如何“冶金”的呢？有人發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌能把金屬?gòu)牡V石中溶浸出來(lái)，是其生命活動(dòng)中生成的代謝物的間接作用，也就是說(shuō)，通過(guò)細(xì)菌作用產(chǎn)生硫酸和硫酸鐵，然后通過(guò)硫酸或硫酸鐵作為溶劑浸提出礦石中的有用金屬。在這個(gè)過(guò)程中，細(xì)菌得到了所需要的能量，而硫酸鐵可將礦石氧化使其中的銅、鎳或鈾等轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄曰衔锒鴱牡V石中溶解出來(lái)，而被包裹在礦石中的金、銀也可以在礦石溶解后浸出。有的研究者認(rèn)為生物冶金的原理是細(xì)菌對(duì)礦石具有直接浸提作用，也就是說(shuō)細(xì)菌對(duì)礦石存在著直接氧化的能力，細(xì)菌與礦石之間通過(guò)物理化學(xué)接觸把金屬溶解出來(lái)。有的研究者還發(fā)現(xiàn)，某些靠有機(jī)物生活的細(xì)菌，可以產(chǎn)生一種有機(jī)物，與礦石中的金屬成分嵌合，從而使金屬?gòu)牡V石中溶解出來(lái)。電子顯微鏡照片也證實(shí)：氧化硫酸硫桿菌在硫結(jié)晶的表面集結(jié)后，對(duì)礦石浸蝕有痕跡。此外，微生物菌體在礦石表面能產(chǎn)生各種酶，也支持了細(xì)菌直接作用浸礦的學(xué)說(shuō)。
　　微生物小試身手
　　目前，生物治金已成功地用于銅礦、金礦及重要元素鈾的冶煉。采用傳統(tǒng)方法冶煉，成本高、污染大、效率低。而目前我國(guó)正進(jìn)入快速工業(yè)化階段，礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上產(chǎn)量，對(duì)國(guó)外礦產(chǎn)資源的依賴程度越來(lái)越高，其中銅精礦80%依賴進(jìn)口。生物冶金新工藝不僅可高效利用貧礦、表外礦、尾礦，而且將大幅度減少電、煤、油等消耗和廢氣、廢水排放。就銅而言，因?yàn)轱@著提高了原生硫化礦的浸出率，新工藝使可利用資源量大幅擴(kuò)大，使我國(guó)銅儲(chǔ)量的保證年限從10年延長(zhǎng)至50年。
　　但是，生物冶金法仍處于發(fā)展之中，它還必須克服自身的一些局限性，如反應(yīng)速度慢，細(xì)菌對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性差，超出一定溫度范圍細(xì)菌難以成活，經(jīng)不起攪拌，對(duì)礦石中有毒金屬離子耐受性差等等。為此，一些科學(xué)家正在從遺傳工程方面開展工作，試圖通過(guò)基因工程得到性能優(yōu)良的菌種。
　　這些“吃礦石”的小小微生物擁有驚人的大能量，相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)，生物冶金一定會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用。