La bioprospection minière
Pour réduire l'utilisation de produits chimiques nocifs dans divers procédés industriels, on recourt à de nombreux procédés biotechnologiques mettant en œuvre des micro-organismes. L'industrie minière se sert, pour le raffinage de minerais, de micro-organismes et de leur capacité naturelle de digérer, d'absorber et de modifier la qualité de différents produits chimiques et métaux.
La bioprospection minière consiste à utiliser, au cours des opérations d'extraction, des micro-organismes pour extraire, à partir de minerais, des métaux et des minéraux. Comme on épuise rapidement les réserves de minéraux riches, ce procédé représente une façon écologique d'extraire des métaux à partir de minerais pauvres (des minerais à faible teneur dans lesquels sont dispersés des métaux utiles).
On emploi deux procédés chimiques pour la bioprospection minière: la biolixiviation et la biooxydation.
Qu'est-ce que la biolixiviation et la biooxydation?
Biolixiviation
La biolixiviation est l'emploi de micro-organismes pour extraire des métaux d'un minerai. La lixiviation consiste à séparer une substance soluble d'une structure solide en l'incorporant à une préparation liquide qui facilite son extraction. Pour la lixiviation chimique, on se sert d'une solution chimique pour traiter la substance soluble, alors que pour la biolixiviation, on utilise des bactéries.
La biolixiviation est employée pour des besoins commerciaux pour l'extraction du cuivre.
Biooxydation
On se sert également de micro-organismes pour la biooxydation, non pour extraire les métaux mais pour les préparer en vue de cette opération. L'oxydation est la réaction chimique au cours de laquelle un élément subit une modification en présence d'oxygène. La rouille est un exemple de l'oxydation du fer.
On utilise principalement l'oxydation pour l'extraction de l'or. Ce métal est souvent dispersé en petites particules dans des minerais, appelés minerais réfractaires. De plus, ces particules sont couvertes de minéraux insolubles, ce qui complique leur extraction. On fait donc appel à des micro-organismes capables de « ronger » l'enrobage minéral pour traiter au préalable les minerais d'or avant de les extraire.
La biolixiviation du cuivre et la biooxydation des minerais d'or réfractaires sont les seules méthodes employées actuellement à grande échelle à des fins commerciales.
Les procédés de biooxydation et de biolixiviation sont généralement appliqués à des tas de minerai broyé. Les minerais pauvres sont réduits en poudre et cette dernière est amoncelée dans des installations extérieures irriguées. Les amas de poudre sont ensuite traités avec un liquide acide renfermant une fraction de la population bactérienne requise puisque le minerai renferme déjà naturellement certaines bactéries. On pompe ensuite le liquide et les métaux extraits dans une autre section pour récupérer ces derniers.
La bioprospection appliquée à des tas de minerai offre l'avantage d'être une méthode simple et économique. Toutefois, l'incapacité à contrôler complètement les conditions de sa réalisation, ce qui se traduit par des taux d'extraction insuffisants ou imprévisibles, est l'un de ses inconvénients.
Pour cette raison, on réalise également la bioprospection minière dans des réacteurs. Il s'agit d'une série de réservoirs dans lesquels on traite le mélange de minerai, ce qui permet de contrôler des facteurs importants du procédé, soit la température et le pH.
Utilisation de la bioprospection minière
De nos jours, on extrait vingt-cinq pour cent de tout le cuivre consommé dans le monde par bioprospection minière. Ce procédé sert aussi à l'extraction de divers autres métaux, comme l'or et l'uranium. On n'a pas encore prouvé que la bioprospection minière est une méthode rentable d'extraction d'autres métaux tels que le zinc, le nickel et le cobalt.
Une production réduite de gaz nocifs et l'élimination des déchets liquides toxiques résultant de la lixiviation chimique comptent parmi les avantages de la bioprospection minière sur les méthodes d'extraction classiques. Ce procédé, qui prend cependant plus de temps que les techniques minières traditionnelles, ne peut être appliqué à plusieurs types de minerai.
La bioprospection minière consiste à utiliser des micro-organismes existant dans la nature pour lixivier et oxyder les métaux. En outre, l'étude du génome de ces organismes vivants aide les chercheurs à en apprendre davantage sur leur biologie, ce qui pourrait amener la création par génie génétique d'organismes à même de maximiser les résultats de la bioprospection minière.
Bioprospection minière – Champs de recherche actuels
On mène des efforts continus pour comprendre en détail la biologie fondamentale de micro-organismes, tels que la bactérie Thiobacillus ferrooxidans. Les chercheurs tentent d'améliorer la performance microbienne dans les procédés de bioprospection minière en isolant de meilleures souches indigènes et en faisant aussi appel au génie génétique. Toutefois, comme il faut contrôler et surveiller étroitement les micro-organismes génétiquement modifiés, ces derniers ne pourront probablement pas être utilisés à des fins commerciales avant plusieurs années; ils serviront peut-être seulement pour des procédés contrôlés comme ceux qui se déroulent dans les réacteurs.
Des chercheurs canadiens travaillent également à la mise au point de conditions de bioprospection minière qui seront optimales dans les climats plus froids, comme c'est le cas au Canada.
Développement durable et bioprospection minière
La bioprospection minière contribue au développement durable de la même façon que toutes les méthodes mettant en œuvre des micro-organismes, c'est-à-dire qu'elle fait appel à des organismes et à des méthodes existant dans la nature. L'extraction minière traditionnelle est un procédé particulièrement toxique puisqu'elle se fait au moyen de produits chimiques comme le cyanure. Bien qu'on n'ait pas complètement éliminé le recours à des produits chimiques nocifs avec l'usage de la bioprospection minière, cette méthode permet d'en diminuer l'utilisation, ce qui réduit les coûts de nettoyage associés aux procédés d'extraction.
(En anglais seulement)
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