过渡金属利用微生物技术回收铜

说到细菌，大多数人都会想到感染。或者酸奶。但一家总部位于旧金山的初创公司正在利用微生物来获取世界渴望的东西：铜。

Transition Biomining（现已更名为 Transition Metal Solutions）已筹集了超额认购的 600 万美元种子轮资金，以推广一种化学方法，该方法可激活原生微生物，在不改变矿山基础设施的情况下提高低品位硫化矿石中的铜产量。

该公司的技术增强了开采矿石中已有微生物的活性，使操作员能够提取更多的铜，同时避免增加生物系统或对堆浸操作进行复杂的改变。此轮融资由 Transition Ventures 领投，美国、欧洲和澳大利亚的气候和深度科技投资者参与其中。

此次融资之际，随着电气化、可再生能源、电动汽车和数据中心扩建，铜需求加速增长，而供应增长却滞后。铜最近被添加到美国关键矿产清单中，突显了其对经济和国家安全的重要性。预计到 2040 年，全球需求将增长约 50%，尽管高品位存款已基本耗尽。

有什么不同

该公司的根源可以追溯到一家大型铜矿，那里的一些矿堆的表现始终超出预期。他们的见解并不是微生物可以释放更多的铜。几十年来，业界已经知道这一点，并在实验室中反复证明了这一点。创始人兼首席执行官 Sasha Milshteyn 表示，问题在于这些结果很少转化为真正的大规模堆。

“我在那个铜项目中看到的都是生物学的原因，正如它在行业中的实践一样，没有产生一致的结果，”Milshteyn 告诉 MINING.COM。 “大多数生物采矿研究都是从培养微生物的摇瓶中开始的，但这些条件与堆完全无关。”

堆浸环境非常极端：呈酸性、异质且不断变化。传统方法关注的是可以在生物反应器中生长的一小部分微生物，但米尔什泰恩说这没有抓住重点。在真实的堆中，性能最好的系统是由不同的微生物群落共同作用驱动的，其中大多数是不可培养的。据估计，一堆微生物中 99% 以上永远不会在实验室中生长。

过渡金属解决方案不是引入新的生物体，而是专注于与现有的生物体合作。该公司使用专有平台分析给定矿体内的微生物群落，然后设计一种特定地点的化学添加剂，改变矿堆内的条件，以有利于驱动硫化物氧化、铁循环和金属溶解的微生物。

至关重要的是，矿山收到的产品是化学产品，而不是生物产品。操作员使用现有的灌溉系统将其直接添加到浸出溶液中。没有生物反应器。无接种设施。流程图没有变化。

这种区别具有重大的经济意义。添加工程微生物或实验室适应微生物通常需要特定地点的基础设施、许可和操作专业知识。在客户发现过程中，一个采矿项目告诉该公司，仅用于接种基础设施的预算就约为 2000 万美元。最重要的是能源成本、原料成本以及运行并行生物系统的操作风险。

“我们的方法扭转了这一局面，”米尔什泰恩说。 “我们预先做了很多分析工作，但在实施时，没有新的基础设施，也没有与引入微生物相关的监管负担。我们只是帮助已经存在的微生物繁衍生息。”

从实验室到市场

在低品位原生硫化矿的实验室测试中，该方法将铜回收率从约 60% 提高到约 90%。在更具挑战性的矿物学中，包括难熔的高碳酸盐矿石，该系统以大约三倍于典型行业速率的原位产酸和金属浸出。在堆内部，添加剂有助于维持更健康的微生物生态系统，将群落组成转向有利于氧化反应和在恶劣条件下持续产生酸的种群。

尽管取得了这些结果，但怀疑依然存在。许多矿工以前都见过生物采矿失败的情况。米尔什泰恩表示，最初的障碍是让操作员相信这不是过去接种策略的另一个版本。

“一旦他们理解了这个概念，他们的反应通常是，‘这很有道理，’”他说。 “更大的问题不是怀疑，而是规避风险。人们希望首先看到别人证明这一点。”

该公司成立于 2023 年，总部位于加州大学伯克利分校巴卡尔能源与材料实验室，由具有宏基因组学、采矿和冶金背景的团队领导。首席运营官兼联合创始人 Alexandra Shiluk 表示，该平台是通过与因早期生物采矿工作而受挫的矿工进行的广泛对话而形成的，并有意旨在消除采用障碍。

种子资金将支持从实验室工作向工业规模验证的过渡，包括计划于 2026 年上半年进行的三米柱试点。这些试验不仅需要证明更高的回收率，还需要证明一致的性能、可控性以及与现有操作的兼容性。

更名为过渡金属解决方案的品牌反映了时机和定位。在能源转型和人工智能相关基础设施的推动下，铜需求激增，而硫化矿回收率仍然很低，通常低于 60%。这些矿石约占剩余铜储量的 80%。如果没有可扩展的经济地浸出硫化物的方法，该行业就无法满足未来的需求。

与此同时，该公司刻意摆脱了“生物”初创公司的印象。虽然微生物是该机制的核心，但矿山部署的产品是化学产品，价值主张是操作简单性。

如果该技术按预期扩展，其影响可能会很大。该方法可以释放目前已开采但不经济的矿石库存中的数千万吨铜，通过对废堆进行重新浸出来延长现有堆浸操作的寿命，并在无需大量资本投资的情况下提高整体生产率。更完全的硫化物氧化还可以降低废矿石中长期酸性矿山排水的风险。

虽然铜是最初的焦点，但该平台适用于任何硫化物金属，包括镍、钴、锌、银和金。在面临关键金属结构性短缺的世界中，该公司的赌注是，最快的收益不会来自新矿，而是从已开采的材料中获取更多。