Металлы играют существенную роль в технологии: автомобили, мобильные телефоны, здания и хирургические материалы, среди прочего, изготавливаются из металлов.
Однако параллельно с ростом спроса на металлические материалы истощаются и источники богатых металлами руд, такие как касситерит (оловянная руда) и халькопирит (медная руда), и растет обеспокоенность по поводу воздействия производства металлов на окружающую среду. В связи с этим возникает гидрометаллургия, а затем и магнитная биометаллургия.
За последние два десятилетия мировое производство стратегических металлов (например, меди, олова, золота и никеля) претерпело значительные изменения в своих процессах.
Наиболее важным из них является замена пирометаллургических процессов, при которых сырье обрабатывается в очень высокотемпературной печи, другими, менее загрязняющими процессами.
Среди новых технологий производства металлов выделяется гидрометаллургия, при которой руда, содержащая желаемый металл, растворяется в кислоте.
Таким образом, металл, представляющий интерес, секвестрируется с помощью специальной молекулы и отделяется от раствора путем экстракции органическими растворителями, так что в конечном итоге он может быть химически высвобожден и восстановлен с помощью применения электрического тока.
Сегодня более 20% мирового производства меди производится именно таким способом. Однако гидрометаллургия имеет свои ограничения. Основная проблема заключается в том, что органические растворители и секвестрирующие вещества наносят вред окружающей среде. Кроме того, процесс извлечения металлов является сложным и требует нескольких этапов.
Процесс, разработанный бразильскими учеными в 2012 году и находящийся в процессе совершенствования и автоматизации, называемый магнитной нано гидрометаллургией (НГМ), направлен на улучшение гидрометаллургии и решение этих двух проблем.
Ключевым моментом являются наночастицы магнетита, крошечные магниты, поверхность которых может быть подготовлена для захвата металлов в водной среде.
Таким образом, достаточно поместить образец этих наночастиц в раствор, содержащий интересующий металл, встряхнуть и с помощью магнита направить наночастицы на поверхность электрода, где металл будет произведен пропуском электрического тока.
После использования те же самые магнитные наночастицы могут быть повторно использованы для захвата большего количества металла в течение неопределенного количества циклов, что делает этот процесс более экономичным.
Помимо обслуживания производства металлических сплавов, метод НГМ может быть использован для извлечения серебра из рентгенографии и меди из старых компьютерных плат, а также для других коммунальных нужд.
Метод пока не применяется в горнодобывающей промышленности, хотя запатентован и усовершенствован в лаборатории. Для того чтобы это произошло в ближайшем будущем, в настоящее время проводятся исследования, позволяющие использовать этот метод в более широких масштабах.