摘要：随着全球金属需求激增与“双碳”目标双重驱动，一场静默的采矿革命正在颠覆百年矿业传统——Biomining(生物采矿技术)以微生物为“矿工”，让低品位矿石“变废为宝”，成本直降30%。紫金矿业、智利铜业巨头等已押注布局，黄金尾矿、电子垃圾成为新战场。本文将解码这

随着全球金属需求激增与“双碳”目标双重驱动，一场静默的采矿革命正在颠覆百年矿业传统——Biomining(生物采矿技术)以微生物为“矿工”，让低品位矿石“变废为宝”，成本直降30%。紫金矿业、智利铜业巨头等已押注布局，黄金尾矿、电子垃圾成为新战场。本文将解码这一绿色技术如何撬动万亿市场，中国矿企能否弯道超车？

为何低品位矿石成了“摇钱树”

传统采矿面临着诸多痛点，尤其是全球高品位矿石资源加速枯竭，开采成本不断飙升。以铜矿为例，传统熔炼法需要矿石品位达到0.5%以上才能实现盈利，而生物采矿技术则可经济高效地开采品位仅为0.3%的“废石”，并且无需依赖高温高耗能设备。

微生物在采矿领域展现出独特“魔法”：嗜酸菌能够将硫化物转化为硫酸，溶解金属；工程菌可以定向吸附稀土元素，效率远超传统化学法；甚至电子垃圾中微米级的贵金属，也能被微生物“淘洗”回收。数据也充分印证了生物采矿的优势：全球有20%到25%的铜和5%的金依赖生物浸出技术，紫金矿业的低品位铜矿项目通过生物采矿技术，成本降低了60%，碳排放锐减63%，充分展现了生物采矿在资源利用和环保方面的巨大潜力。

万亿级场景：铜金仅是起点，电子垃圾成新蓝海

低品位矿石是被忽视的宝藏。中国铜矿对外依存度高达82%，而国内0.3%品位的矿石储量却极为庞大。江西铜业通过生物堆浸技术，将铜浸出率提升至85%，单吨成本降低1500元，为低品位矿石的高效开发提供了范例。

与此同时，战略金属的争夺战愈发激烈。电动汽车的发展使得锂、钴等金属的需求在2030年预计增加3到4倍，美国能源部已研发出耐受70℃高温的菌株，推动深海稀土开采进入视野。此外，城市矿山正在崛起，废弃手机中含金量是金矿的50倍，微生物浸出技术可回收98%的贵金属。欧洲立法要求2030年回收90%的电子垃圾，生物技术成为实现这一目标的刚需。

历经迭代，生物采矿已形成四大核心技术路径:

生物采矿（Biomining）核心技术总结表格

中外竞速：中国矿企的技术突围

在生物采矿领域，国内外呈现出不同的技术发展侧重点。

中国

主要通过微生物的筛选与驯化，针对特定矿区铜矿石筛选高效浸出微生物菌株并驯化，强调适应性。其中，CCGRI生物氧化提金技术是中国自主研发的创新技术，拥有完全自主知识产权，与国外的BIOX、BACOX和Geobiotics工艺相比，CCGRI技术拥有更广的温度适应性，更高的浸出率，其工艺特点尤其适用于含砷难浸金矿。

国外

国外注重微生物多样性研究以及基因层面的优化，利用基因编辑技术增强微生物对金属离子转运能力，提高浸出效率，实现资源循环利用，强调效率；通过合成生物学技术打造“超级菌”，以实现对铀、稀土等多种矿石的广谱性覆盖。

国内外生物采矿发展对比概览

生物采矿领域全球主要玩家

以下示例了全球领先的20家生物采矿企业：

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精选案例解析——国外主要玩家及案例

案例1：Anglo American的Los Bronces铜矿项目

项目简介：因加工厂维护导致产量下降，计划通过提高矿石品位和开采效率弥补损失。

工艺原理：采用本土微生物菌种，如嗜酸硫杆菌和钩端螺旋菌等，在极端酸性环境下生存并氧化硫化矿物释放铜，矿石入堆铜品位0.42%，浸出率80.48%，周期185天至220天。

商业进程：2025年第一季，生物浸出技术使矿石品位从0.47%提高到0.57%，回收率改善，产量下降11%，对比Collahuasi矿山同期产量下降45%。

案例2：BHP的Pampa Norte项目

项目简介：Pampa Norte项目采用生物采矿技术生产阴极铜，延长智利铜矿寿命50年。

工艺原理：

■以“智能矿山系统”改进采矿逻辑，投入研发“酸浸-电化学提取”工艺，使开采深度延伸至1500米，单吨铜现金成本下降22%至1.45美元/磅；

■用AI勘探算法，勘探成本降至0.15美元/吨，较行业均值低78%。

商业进程：截至2025年，公司铜资源量达2.67亿金属吨，平均品位0.58%，铜业务EBITDA占比从2019年的18%提升至2024年的31%。

案例3：Rio Tinto的Nuton项目

项目简介：Nuton项目研发铜浸出技术，从低品位铜硫化物资源、含铜废料和尾矿中提取铜，提高氧化物和过渡性矿石的铜回收率。

工艺原理：

■开发耐高酸度和高温的微生物菌株，确保菌株在工业应用中的稳定性和高效性，避免退化或变异；

■开发高效热量管理系统，优化微生物代谢过程和浸出条件，实现从低品位矿石中高效提铜。

商业进程：与Arizona Sonoran Copper Company合作，在亚利桑那州的Cactus矿和Parks/Salyer项目中测试铜堆浸技术，初步结果显示回收率至少72%。

案例4：Phoenix Tailings提取稀土金属

项目简介：Phoenix Tailings从废石中提取稀土金属，实现零排放。

工艺原理：使用水和可回收溶剂提取，减少有毒副产品和碳排放，通过加热和电化学方法分离金属，降低35%至45%的能量需求。

商业进程：在马萨诸塞州伯灵顿设试点设施，计划在新罕布什尔州埃克塞特建年产200吨稀土金属工厂，2024年底获4300万美元B轮融资，2025年夏季投入运营。

案例5：Cemvita Factory与Fluor Corporation合作

项目简介：合作加速生物采矿技术商业化，开发从低品位或难开采矿体、废物中提取金属的技术，应用于采矿供应链全过程。

工艺原理：基于生物浸出技术研发工程微生物促进酸性矿井废水中重金属去除，与野生蓝藻相比，工程蓝藻去除Fe、Al和Ni速度快得多，实现碳负生物修复。

商业进程：2021年Cemvita完成1000万美元A轮融资，推动工业脱碳、生物采矿和可持续航空燃料等领域发展。

精选案例解析——国内主要玩家及案例

案例1：中国恩菲

项目亮点：成熟的生物浸出工艺、工程化应用

核心技术：拥有世界领先的压力浸出提取冶金技术，可产出纯度达99.99%的阴极铜板，低温生物冶金技术使能耗较传统工艺降低30%以上。

商业进展：

■与中铁国际联合中标玻利维亚奥鲁罗锌冶炼项目EPC合同；

■参与刚果（布）博科松湖和雅阁库班泽铜铅锌多金属矿开发项目；

■牵头建设中色大冶400kt/a铜智能工厂；

■与Nyrstar Hobart合作澳大利亚30万吨/年锌电解项目；

■承担豫光锌业6万吨/年电锌产能项目，同时回收铅、铟、镉等有价金属。

案例2：江西铜业

项目亮点：针对低品位硫化铜矿的生物浸出技术的示范

核心技术：

■中南大学通过筛选和培育，获得高活性、强抗毒性的优势菌种，将不溶铜转化为可溶铜离子，提高铜浸出15%-20%，缩短浸出周期20%-30%；

■引入自动化监测与控制系统，精准调控浸出参数，降低每吨矿石处理成本30%-40%

商业进展：在德兴铜矿建成示范基地，铜浸出率保持在80%-85%，每吨铜成本降低1000-1500元，年增数千吨阴极铜，废水排放减少70%-80%。

案例3：紫金矿业

项目亮点：国际上率先提出了选择性生物浸出构想

核心技术：

■通过优势菌调控工业技术，解决生物堆浸中微生物与工艺匹配的难题，从源头控酸降铁，实现矿物溶解可控；

■开发矿堆成矾控制技术与杂质平衡技术，形成复杂溶液制备高纯阴极铜的成套技术，使铜浸出率提升至80%，浸出周期缩短三分之一以上，矿石铜品位降低三分之二，吨矿现金成本降低三分之二，电耗降低55%，二氧化碳排放减少63%，二氧化硫排放减少65%，节水80%，成本降低60%。

商业进展：建成低品位硫化铜矿生物堆浸产业化示范工程，三年累计新增利税8.9亿元，吨铜利税达2.9万元。

案例4：矿冶科技集团

项目亮点：已形成“基础研究-技术开发-工程应用”的完整链条

核心技术：

■ 建立300余株极端环境菌株资源库，通过基因编辑增强菌株抗性和还原能力。

■ 利用微生物代谢产物作为浮选捕收剂，优化非金属矿分选。

■ 开发生物-化学协同浸出工艺，铜浸出率从50%提升至75%，化学药剂用量降低30%以上。

■ 研发微生物强化堆浸技术，金回收率提高12%，浸出周期缩短20%。

商业进展：

■ 中铝秘鲁铜矿：采用生物堆浸-萃取-电积工艺，年处理矿石2000万吨，铜回收率85%，成本降低15%。

■ 尾矿修复：耐重金属菌群修复土壤，植被覆盖率从10%提升至60%。

■ 铜陵冶炼厂：嗜酸菌脱砷，废渣砷含量降至50mg/kg以下，年处理量50万吨。

■ 提供生物浸出工艺包，低品位氧化矿浸出率提升至82%，项目周期缩短至4年。

案例5：中南大学邱冠周院士团队

项目亮点：首创离子型稀土矿生物开采关键技术

核心技术：通过筛选优化嗜酸硫杆菌和钩端螺旋菌等微生物菌种，实现稀土元素的高效浸出，且在常温常压下操作，减少酸性废水产生。

商业进展：联合广晟有色和平远华企稀土完成工业级试验，验证技术的可行性和经济性，为工业化投产做好准备。

知耕观点

经济引擎与政策红利：生物采矿的产业化突围还需跨越哪些壁垒？

当前，生物采矿技术正掀起一场经济性革命，其成本优势和政策支持成为推动行业发展的关键力量。从经济角度看，黄金生物氧化的成本仅为18美元/吨，远低于传统工艺的20美元/吨，显示出显著的成本竞争力。特别是在金价高企的背景下，黄金尾矿的开采也逐渐成为一种经济性的可能。

尾矿中含有大量未被提取的贵金属，生物采矿技术能够在较低成本和环境友好的条件下重新提取这些金属，进一步提升资源利用效率和经济效益。

同时，欧盟对电子垃圾回收的补贴力度空前，最高可达项目投资的50%，进一步凸显了生物采矿在资源回收领域的经济潜力。政策层面也在强力驱动行业发展，中国推行“绿色矿山”战略，给予企业75%的税收减免，并以“3060双碳目标”倒逼矿业向绿色低碳转型；

美国则通过《通胀削减法案》拨款50亿美元支持关键矿物的生物提取技术，为产业发展提供了强大支撑。在企业策略方面，整包模式（如中国恩菲的EPC项目）通过绑定国企和技术输出，实现了资源整合与效益最大化；

菌种专利战也愈发激烈，定向培育的菌株成为核心竞争力，国外菌种进口价甚至上涨300%；EOD模式则通过生态修复与文旅开发的捆绑，实现了政府补贴与社会资本的双赢，为生物采矿的可持续发展开辟了新路径。

未来挑战：大规模落地还剩几步？

✓技术攻坚：尽管生物采矿技术已经取得了一定的进展，但菌种稳定性难题还需进一步突破（极端环境存活率

✓资本门槛：单条生产线投资超亿元，中小企业难入场；国际矿企垄断60%市场份额，初创公司靠并购突围；

✓风险预警：重金属泄露或致生物污染，资源国政策突变；

生物采矿正站在矿业革命的临界点——“既是技术的博弈，更是产业逻辑的重构”。对投资者而言，菌种研发、尾矿处理、设备智能化三大赛道机会明确；对中国矿企，这是一场必须拿下的绿色话语权之战。当微生物取代炸药与熔炉，谁能在万亿级赛道中“点石成金”？答案或将在未来5年揭晓。

延伸思考

黄金尾矿中每吨含金量仅0.0008克，如何靠规模效应盈利？

EOD模式下的矿山修复，能否催生新的土地经济？

稀土生物开采会否改写中美资源博弈格局？

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来源：知耕TechCube