La miniera di San Valentino
Nel 1984, sui Resoconti della Associazione Mineraria Sarda, esce la documentazione relativa alla biolisciviazione in situ nella miniera di San Valentino di Predoi [5-2-a]. Il tentativo fu quello di avviare un esperimento pilota su scala semi-industriale, per poi poterlo applicare agli esistenti 59 piccoli giacimenti italiani che contengono complessivamente dodici milioni di tonnellate di grezzi a solfuri cuprifere. Questi giacimenti, infatti, sono troppo medesti per giustificare un esercizio minerario secondo tecnologie tradizionali, ma la maggior parte di essi è probabilmente idonea alla biolisciviazione. Attraverso lo studio di questo esempio si cercherà di disegnare delle linee generali per la preparazione di un giacimento al processo biotecnologico.
Motivazione della scelta
Fino gli anni '80, la quasi completa mancanza di dati economici di consuntivo, rendeva impossibile una proposta industriale della biolisciviazione in situ. Per questo principale motivo, un gruppo di ricerca del Dipartimento di Ingegneria Mineraria e Mineralurgica dell'Università di Cagliari propose un esperimento pilota in un giacimento cuprifero italiano, nel quadro del Progetto Finalizzato Metallurgia del Consiglio Nazionale delle Ricerche. Per tale esperimento fu scelta la miniera di San Valentino di Predoi, ubicata all'inizio dell'alta Valle Aurina, in provincia di Bolzano. Aperta ancora nel XV secolo e soggetta a coltivazione fino al 1894, la miniera venne chiusa a causa dlle avverse condizioni del mercato del rame e di problemi di inquinamento. La scelta fu motivata per i seguenti motivi:
Risultati dei sopralluoghi
Vennero effettuati numerosi sopralluoghi e campionature della acque sia di stillicidio, che stagnanti, determinando l'acidità, i potenziali di ossido riduzione, di tenore di rame e, in qualche caso, di ferro totale. Si dedusse che:
L'impianto di precipitazione per contatto
Per recuperare il rame dalle soluzioni, uno dei processi più economici è quello della precipitazione per contatto del rame. Il processo si realizza secondo l'equazione:
![]()
Il cemento di rame è costiutito dalla fanghiglia che rappresenta il precipitato. Esso dovrebbe raggiungere valori vicini al 100% Cu, ma nella realtà, anche negli impianti più moderni e perfezionati, tale valore non supera il 92%Cu [6-3-a]. A causa della locazione geografica, l'ambiente circostante la Miniera di San Valentino è soggetto a escursioni termiche elevate; i valori di temperatura durante l'anno raggiungono tranquillamente i 0°C, abbassandosi anche al limite di - 20°C; questo non permise di installare un impianto di cementazione a cielo aperto, per le stesse condizioni di soppravivenza del microrganismo. La continuità del processo fu garantita mediante l'installazione di un impianto nel sottosuolo. L'impianto pilota fu collocato nella parte bassa della miniera e venne alimentato dagli stillicidi provenienti dai cantieri abbandonati soprastanti. Tali stillicidi, incanalati mediante condotte di materiale sintetico, erano fatti convogliare verso un unico punto di raccolta dando un alimentazione di due metri cubi all'ora. L'ottimizzazione del processo fu raggiunta quando quando si cominciò ad areare le liscivie. Infatti fu dimostrato che una notavole accentuazione dell'attività microbica potesse venir prodotta da un'adeguata ossigenazione delle liscivie: si riuscì a produrre contenuti di rame introno ai 2 grammi per litro.
Risultati raggiunti e considerazioni economiche
Nei primi periodi di applicazione del processo, malgrado l'esercizio regolare non fosse stato ancora raggiunto, fu possibile effettuare una valutazione provvisoria del bilancio economico dell'esperimento. Il prodotto finale di tutto il processo era il rame: il metallo solubilizzato veniva recuperato sotto forma di cemento di rame (avente una quantità di metallo puro superiore all'85%) in una unità di precipitazione per contatto installata nei livelli più bassi dela miniera. Per ciò che concerne gli investimenti [6-4-a], essi ammontarono ad una cifra di 60 milioni di lire per il periodo che va dal 1983 al 1985. L'esercizio prevedeva alcune spese mensili tra cui:
In totale, le spese mensili si aggiravano attorno ai 464.582 L. La produzione di cemento di rame all'85% Cu, era di 75 Kg/mese, e considerando che a quel tempo il valore si aggirava attorno ai 3000 L/kg, si calcolò un profitto lordo di 225.000 L/mese. L'analisi economica dimostrava che il procedimento di biolisciviazione comportava finanziamenti accettabili, e che il bilancio d'esercizio era in procinto di raggiungere il pareggio se si considerava esclusa dalle spese la manodopera. Le prime osservazioni si riferirono ad un periodo di 5 anni. Esse permisero di constatare che, come nel caso della minera di San Valentino di Predoi, se le condizioni geologiche del giacimento sono favorevoli, lo sviluppo di una flora batterica indigena favorisce la solubilizzazione naturale dei minerali solfuri submarginali.
Da un punto di vista più tecnico e scientifico, ci si accorse che l'equipaggiamento per l'ossigenazione delle liscivie e le loro carenze in potassio, fosforo e ammonio, limitavano l'efficacia del processo, suggerendo di migliorare le proprietà nutritive delle soluzioni liscivianti (che avrebbero permesso una migliore solubilizzazione del rame). La biolisciviazione mise in evidenza l'adattamento dei microorganismi a temperature relativamente basse (8°C), e portò all'ipotesi di poter trasferire il modello di biolisciviazione in situ anche in regioni più fredde. Ancora oggi, la miniera di San Valentino funziona e produce cemento di rame con il processo che fu messo a punto da Rossi e dal suo gruppo di lavoro, con fondi in parte forniti dalla Provincia Autonoma di Bolzano; recentemente è stata inserita all'interno di un'area museale mineraria.