奥迪环境基金会正携手弗莱贝格工业大学，合作研究高科技元素的创新开采方法。这项运用膜技术提取的金属和稀土元素，是光纤、光伏、半导体等现代科技产品必不可少的原材料，将有效提高地下采矿的可持续性。
作为不可再生资源，金属原材料对于包括电动车在内的许多未来技术都十分重要。2020年欧盟将高科技金属铟、锗、钴、锂与稀土纳入关键原材料清单范围，表明这些材料具有重要经济价值的同时也存在较高的供应风险。该清单的发布旨在推进贸易协定谈判，推动科研、创新与可持续采购。
许多初级原材料仅见于全球少数几个国家，地理分布不均，开采难度大，尤其在储量少的情况下，以至于开采无利可图。而且，采矿活动对环境的影响极大。为此，奥迪环境基金会与弗莱贝格工业大学热能、环境和资源工艺工程研究所合作，开展为期两年的研究项目，探索替代性提取方式，以提高开采的可持续性，确保原材料供应安全。无论在实验室，还是矿场环境中，研究人员正在将理论付诸实践。
多措并举，可持续开采高科技元素
此次研究旨在不破坏自然环境的情况下，通过大规模钻爆，从矿石中提取高科技元素。与传统的矿石开采相比，该项目使用了类似于现代外科手术的微创方法，具有几大优势：无重型机械，能耗小，使用的化学品也少，且不会破坏景观。奥迪环境基金会总经理Rüdiger Recknagel表示：“这是一项环保的创新技术，能在很大程度上避免进行大规模开采活动，甚至可以进行少量矿石提取。”他认为，此举既增强了进口独立性，也提高了供应安全性。
该工艺名为“生物原位浸出”，先是在实验室中进行开发和优化，后在弗莱贝格工业大学的研究用矿场中进行真实条件下的测试。其工作原理是先在地下矿脉中钻一些小孔，在矿中现有微生物的辅助下，贵元素将通过浸出，从矿石中溶解出来。“细菌就像是帮助将金属离子转移到溶液中的小矿工。”来自弗莱贝格工业大学热能、环境和资源工艺工程研究所的Roland Haseneder解释道。通过该方法，一些矿物成分会溶解于地下浸出溶液中，并由专家将这一步骤与直接的两级膜技术相结合。“现场开采意味着没有运输成本和物流工作，更加经济高效。”Roland Haseneder表示。此外，工厂还将充分贯彻循环经济理念，在浸出过程中对分离出的微生物进行再利用。
该工艺的目的是从多组分混合物中分离和富集铟、锗元素，而这两种战略金属是诸如平板屏幕、触摸屏、导航系统、光纤技术、计算机芯片、光伏系统和汽车轴承等高科技产品的必需元素。
地下实验室与实地测试证明提取高效
专家希望通过测试，考察该系统在147米深、湿度超过90%、温度10摄氏度，且滴着酸水的条件下的表现，其试验参数包括细菌溶液的组成、目标元素的富集、使用工艺参数和目标元素的产量。最后测试结果证明了该系统的有效性。Roland Haseneder表示：“我们调整了压力、流速和纯化工艺，显著改善了分离效果。”他还补充道，与实验室实验相比，实地测试时的锗的分离效率提高了20%。
未来，这项可持续提取工艺也将用于开采其他矿床中的其他元素，如钴元素。该工艺特别适用于从有价材料浓度低的低品位矿和二次原材料中提取有价元素，或者利用现有基础设施在现有矿场进行原材料提取。Roland Haseneder表示，该工艺今后还可应用于城市采矿等其他领域。目前，弗莱贝格工业大学正在积极寻找合适的合作伙伴，希望将该技术推广至其他地区，最终愿景是在全球范围内实施微创采矿。