Извлечение меди (и никеля/кобальта) из бедных и вторичных сульфидных руд кучным и отвальным бактериальным выщелачиванием + SX-EW — вместо обогащения и плавки
Пирометаллургическая плавка сульфидных концентратов (выбросы SO2, мышьяка, тяжёлых металлов) для бедных руд, которые иначе были бы нерентабельны или ушли бы в отвал
Медно-порфировые месторождения (Чили, Перу, США, Китай), вторичные сульфиды меди; переработка отвалов и хвостов; никель (Финляндия)
Поставщики 5
| Mintek | ЮАР | работает |
| Endolith | США | работает |
| Universal Bio Mining, LLC | США | работает |
| Terrafame | Финляндия | работает |
| BiotaTec - Next Gen BioMining Centre | Эстония | работает |
Путь в РФ / ЕАЭС SERV
- Регулятор
- — (оператор: Росприроднадзор, Ростехнадзор)
- Типичный срок
- для услуги не требуется; разрешения оператора (комплексное экологическое разрешение ~1 месяц)
- Основание
- Регистрации продукта нет; операторам объектов I категории нужно комплексное экологическое разрешение (Федеральный закон № 7-ФЗ, ст. 31.1) и, при необходимости, лицензии Ростехнадзора
Информация, не юридическая консультация — уточните процедуру для вашего продукта.
Доказательства 7 утверждения
Традиционная плавка и рафинирование сульфидных руд.
Кучное биовыщелачивание бедных медных и никелевых сульфидных руд.
- Вытеснило в промышленном масштабе?
- нет
- Оговорки
- Биовыщелачивание не вытеснило плавку в масштабе для богатых руд или концентратов; это в основном нишевая технология для бедных руд или отходов, где плавка нерентабельна. Кроме того, недавние тенденции в Чили показывают сокращение биовыщелачивания в пользу флотационного обогащения из-за изменения минералогии и дефицита воды.
- Ручная проверка
- D2 About 20% of world copper extracted by bioleaching; ~10% of Chile's copper (peer-reviewed); SX-EW from leaching 17.4% of refined copper (ICSG 2024). Counter-case: Andacollo's cathode output fell 98% after switching to concentrate.
- проверено
- 2026-10-06
| В Чили переход на хлоридное выщелачивание и смещение к производству концентрата привели к резкому сокращению выпуска медных катодов за счёт биовыщелачивания; на одном объекте — на 98 %. “For example, at Carmen de Andacollo in Chile, copper cathode production has declined from 58,000 tonnes/year to only 1000 t/year as the switch has been made to primarily concentrate production. This 98% reduction can likely be extended across the industry.” Chile · 2016-2022 period · large measured reduction of the old process | peer-reviewed ✓ link.springer.com |
| Капитальные затраты кучного биовыщелачивания для руд определённого качества оцениваются в 50 % от затрат традиционной плавки или рафинирования. “The economic advantages of microbial process in extraction of metals from low-grade deposits are summarized as follows: ... (ii) bioleaching is considered as more environmentally friendly process than conventional physical-chemical techniques (roasting and smelting) due to lower energy consumption, no sulfur dioxide …” global · 2017 · | weak (company, news, market research, other) ✓ catalog.lib.kyushu-u.ac.jp |
| Отход от биовыщелачивания в Чили обусловлен изменением минералогии меди в сторону упорных первичных сульфидов, дефицитом воды и необходимостью использовать солоноватую или морскую воду, токсичную для многих выщелачивающих микроорганизмов. “The change in copper mineralogy towards refractory primary mineral sulfides such as chalcopyrite with increasing depth in porphyry copper ore deposits coupled with water scarcity (and local community concerns to assure water quality) has also driven a transition to the use of brackish water or even sea water to leach …” Chile · 2022 · | peer-reviewed link.springer.com |
| Внедрение экстракции с электролизом (SX-EW) увеличило долю рафинированной меди из выщелачиваемых руд с менее 1 % мирового выпуска в конце 1960-х гг. до 17,4 % в 2024 г. “The adoption of solvent extraction–electrowinning (SX-EW) technology has lifted refined copper from leaching ores from less than 1% of global output in the late 1960s to 17.4% in 2024.” global · 2024 · minority but measured share or volume | government or intergovernmental ✓ icsg.org |
| По оценке, до 42 % чилийской меди, полученной SX-EW в 2010 г., приходилось на биовыщелачивание. “It was estimated that as much as 42% of Chilean copper production from SX-EW in 2010 was attributable to bioleaching (Schippers et al. 2014).” Chile · 2010 · minority but measured share or volume | peer-reviewed ✓ link.springer.com |
| Сейчас 10 % производства меди в Чили обеспечивает биовыщелачивание. “Nowadays, 10% of copper production in Chile has been contributed by bioleaching operation.” Chile · 2016 · minority but measured share or volume | peer-reviewed ✓ www.mdpi.com |
| В мире около 20 % меди извлекается биовыщелачиванием. “Worldwide, about 20% of Cu is extracted using bioleaching [51,52].” global · 2018 · minority but measured share or volume | peer-reviewed ✓ www.mdpi.com |
Литература 3
- Brierley CL, Brierley JA (2013). Progress in bioleaching: part B: applications of microbial processes by the minerals industries. *Applied Microbiology and Biot VERIFIED DOI · цитирований 331
- Watling HR (2006). The bioleaching of sulphide minerals with emphasis on copper sulphides — a review. *Hydrometallurgy* 84: 81–108. VERIFIED DOI · цитирований 841
- Johnson DB (2014). Biomining — biotechnologies for extracting and recovering metals from ores and waste materials. *Current Opinion in Biotechnology* 30: 24–31. VERIFIED DOI · цитирований 455
Подробно
Заменяет: плавку бедных сульфидных руд · Область: добыча цветных металлов · Доказательность: высокая (для меди)
Химическая проблема#
Плавка сульфидных руд выбрасывает SO₂, частицы мышьяка, свинца и кадмия и требует много энергии. Норильский промышленный район был среди крупнейших в мире точечных источников SO₂, а загрязнение от плавильных заводов создало вокруг него обширные зоны погибшего леса. Бедные руды и отвалы плавкой вообще невыгодно перерабатывать.
Обзор продукта#
Кучное и отвальное биовыщелачивание: дроблёную бедную руду укладывают в штабели и орошают кислым раствором. Местные ацидофильные микробы окисляют сульфиды, и медь переходит в раствор. Медь извлекается экстракцией и электролизом (SX-EW) в чистые катоды — без плавки.
- Чили: крупные операции, такие как Эскондида (биовыщелачивание сульфидов), и множество куч вторичных сульфидов. Примерно 10–20 % мировой меди производится гидрометаллургией с участием биопроцессов (оценки различаются).
- Никель: биокуча Talvivaara/Terrafame (Финляндия) производит никель и цинк (с крупными экологическими инцидентами на раннем этапе — урок управления водой).
- Переработка хвостов и отвалов (циркулярное использование горных отходов).
Действующее вещество / состав#
Местные ацидофилы (Acidithiobacillus, Leptospirillum, Sulfobacillus, археи при более высоких температурах), кислота, аэрация.
Ключевые факты#
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Класс | Промышленная биогидрометаллургия |
| Время | От месяцев до лет на кучу |
| Продукт | Катодная медь марки LME через SX-EW |
| Выбросы в воздух | Нет выбросов плавильных заводов |
Преимущества#
- Извлекает металл из бедной руды и отходов, которые иначе остались бы в недрах или в отвалах.
- Намного ниже выбросы SO₂ и тяжёлых металлов в воздух.
- Для подходящих руд ниже энергозатраты на тонну.
Механизм действия#
Микробное окисление Fe²⁺ и серы восстанавливает трёхвалентное железо и кислоту, которые растворяют сульфиды меди (халькозин, ковеллин; халькопирит — медленнее).
Применение#
| Руда | Мера | Особенности |
|---|---|---|
| Вторичные сульфиды меди (халькозин) | Кучное биовыщелачивание + SX-EW | Аэрация, окомкование |
| Первичный халькопирит | Термофильное кучное биовыщелачивание (в разработке / частично) | Медленная кинетика |
| Старые отвалы/хвосты | Извлечение биовыщелачиванием + стабилизация | При правильном управлении снижает кислотный дренаж в долгосрочной перспективе |
Ограничения#
- Кислые растворы с высоким содержанием металлов нужно удерживать (целостность гидроизоляции, водный баланс). Аварии ведут к загрязнению (урок Talvivaara).
- Халькопирит (самый распространённый минерал меди) выщелачивается медленно.
- Не заменяет плавку во всех случаях.
Подтверждения вытеснения — D2: измеримое вытеснение (доля меньшинства)#
Оценка (проверено вручную): Около 20 % мировой меди извлекается биовыщелачиванием; ~10 % меди Чили (рецензируемый источник); SX-EW из выщелачивания — 17,4 % рафинированной меди (ICSG 2024). Обратный пример: выпуск катодов в Андаколло упал на 98 % после перехода на концентрат.
Проверенные цифры (число есть в цитируемом предложении, а предложение — на странице источника):
- вытеснение — В Чили переход на хлоридное выщелачивание и смещение к производству концентрата резко сократили выпуск катодной меди за счёт биовыщелачивания; на одном из объектов снижение составило 98 %. (Чили, период 2016–2022; рецензируемый: link.springer.com)
- вытеснение — Внедрение технологии экстракции и электролиза (SX-EW) увеличило долю рафинированной меди из выщелачиваемых руд с менее чем 1 % мирового выпуска в конце 1960-х до 17,4 % в 2024 г. (мир, 2024; государственный или межгосударственный: icsg.org)
- вытеснение — По оценкам, до 42 % чилийского производства меди методом SX-EW в 2010 г. приходилось на биовыщелачивание. (Чили, 2010; рецензируемый: link.springer.com)
- вытеснение — Сейчас 10 % производства меди в Чили обеспечивает биовыщелачивание. (Чили, 2016; рецензируемый: mdpi.com)
Поставщики — реальные продукты и услуги (из индекса поставщиков)#
Честный вывод (обновлено 2026-09-30): теперь в индексе есть один поставщик для кучного биовыщелачивания — Mintek, чьё связующее MinBind — продукт именно для проницаемости куч при выщелачивании бедных руд. Прежний пробел по услугам закрыт; специализированного оператора установки кучного биовыщелачивания меди/никеля по-прежнему нет.
Ниже — действующие поставщики из индекса, в чьей собственной карточке (профиль / официальный сайт) указан этот продукт или услуга; отобраны 2026-09-30 по ключевым словам и проверены вручную по тексту карточки. Включение в список не является рекомендацией; подробности, подтверждения, контакты и статус — в карточке каждой компании.
Обновление 2026-10-02: новый набор данных по США и Канаде добавляет этот продукт — строки с пометкой Северная Америка ниже. Для Африки/Ближнего Востока, Латинской Америки и Азии отмеченный региональный пробел сохраняется.
Обновление 2026-10-05: новый европейский набор данных добавляет этот продукт — строки с пометкой Европа ниже. Для других регионов отмеченный пробел сохраняется, если в строке не сказано иное.
| Компания | Регион · страна | Что показывает индекс | Карточка |
|---|---|---|---|
| Mintek | Африка/Ближний Восток · ЮАР | кучное биовыщелачивание; неорганическое связующее MinBind для проницаемости и устойчивости куч при выщелачивании бедных руд; никель среди приоритетных металлов | карточка |
| Endolith | Северная Америка · США | микробные сообщества, подобранные с помощью ИИ, для повышения извлечения меди из бедной руды | карточка |
| Universal Bio Mining, LLC | Северная Америка · США | процессы биовыщелачивания золота и меди | карточка |
| Terrafame | Европа · Финляндия | кучное биовыщелачивание никель-цинковой руды до сульфатов никеля и кобальта | карточка |
| BiotaTec - Next Gen BioMining Centre | Европа · Эстония | разработка и лицензирование технологий биодобычи для бедных руд; пилотные биореакторы в Тарту | карточка |
Сигналы государственного финансирования#
Государственные гранты на конкретную технологию — опережающий индикатор: государства финансируют то, что регуляторы хотят заменить и что близко к практическому внедрению. Поиск 2026-09-27 по базам: EU CORDIS (FP7, Horizon 2020, Horizon Europe), федеральные гранты США (USAspending: USDA NIFA/ARS/APHIS/Forest Service, EPA, DOE, NOAA, USAID; а также NSF и NIH), UK UKRI Gateway to Research, Австралийский исследовательский совет. Каждый грант ниже проверен вручную на релевантность. Китай, Бразилия и Индия рассмотрены в подразделе ниже (гранты, указанные в публикациях). Не охвачены: Россия (РНФ, ФСИ — недоступны из исследовательской среды) и национальные агентства вне этих баз. Суммы — вклад фонда по данным базы (US NIH/UKRI: на грант или финансовый год).
Сигнал: сильный. 5 релевантных грантов · всего около 22,7 млн евро · юрисдикции: Австралия, ЕС, США.
| Фонд / программа | Проект | Ведущая организация | Начало | Сумма | Ссылка |
|---|---|---|---|---|---|
| Европейская комиссия — H2020 IA | NEMO: Near-zero-waste recycling of low-grade sulphidic mining waste for critical-metal, mineral and construction raw-material production in a circular economy | Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy (FI) | 2018 | 12 407 295 EUR | ссылка |
| Европейская комиссия — H2020 RIA | BioMOre: New Mining Concept for Extracting Metals from Deep Ore Deposits using Biotechnology | Kghm Polska Miedz Sa (PL) | 2015 | 8 564 962 EUR | ссылка |
| Федеральный бюджет США — Department of Energy | Bioleaching approaches for recovery of lithium from clays | Cemvita Factory Inc (US) | 2022 | 1 347 265 USD | ссылка |
| NSF США — SBIR Phase II | SBIR Phase II: A Novel Integrated Bioleaching Process for Chalcopyrite: An Alternative to Smelting | Little Bear Laboratories Inc (US) | 2000 | 322 708 USD | ссылка |
| Australian Research Council — Linkage Projects | Биовыщелачивание меди в тропических системах: проект посвящён биовыщелачиванию халькопирита для извлечения меди из пока нерентабельных… | The University Of Queensland (AU) | 2014 | 317 153 AUD | ссылка |
Китай, Бразилия, Индия — национальные исследовательские гранты, указанные в публикациях#
У китайских, бразильских и индийских фондов нет открытых баз грантов, доступных отсюда, поэтому здесь измеряется число научных статей с 2015 г., указывающих национальные государственные гранты, по номерам грантов, которые издатели передают в Crossref. Учитываются только статьи, в названии которых есть ключевые термины этой статьи (консервативная нижняя оценка; «100+» = окно поиска заполнено). Это показывает интенсивность финансирования исследований, а не бюджеты. Фонды: Китай — NSFC, National Key R&D Program, China Agriculture Research System; Бразилия — CNPq, CAPES, FAPESP, Embrapa, FAPEMIG; Индия — DBT, DST, ICAR, SERB, CSIR, BIRAC. Оценка по стране: сильный ≥50 статей · умеренный 10–49 · слабый 1–9.
| Страна | Профинансированных статей (2015–2026) | Сигнал | Основные фонды (указания грантов) | Пример: грант → профинансированная статья |
|---|---|---|---|---|
| Китай | 159+ | сильный | NSFC (189), National Key R&D Program (18) | NSFC 51674231 → Competitive Growth of Sulfate-Reducing Bacteria with Bioleaching Acidophiles for Bioremediation of Heap… (2020) doi |
| Бразилия | 21 | умеренный | CNPq (18), CAPES (15), FAPESP (11) | CNPq 305890/2010-7 → Simulating the main stages of chalcopyrite leaching and bioleaching in ferrous ions solution: An… (2016) doi |
| Индия | 15 | умеренный | SERB (6), DST (4), DBT (4) | DBT BT?PR7454/BCE/8/949/2012 → Bioleaching of Manganese from mining waste materials (2018) doi |
Научные данные#
- Brierley CL, Brierley JA (2013). Progress in bioleaching: part B: applications of microbial processes by the minerals industries. Applied Microbiology and Biotechnology 97: 7543–7552.
- Watling HR (2006). The bioleaching of sulphide minerals with emphasis on copper sulphides — a review. Hydrometallurgy 84: 81–108.
- Johnson DB (2014). Biomining — biotechnologies for extracting and recovering metals from ores and waste materials. Current Opinion in Biotechnology 30: 24–31.
Ценность для биоэкономики#
Микробы превращают пустую породу в металл без плавильных заводов — ключевой биотехнологический путь к «низкоуглеродным металлам», нужным для электрификации.