# 稀土与关键金属生物吸附
从粉煤灰、矿山尾矿、工业废弃物和电子废弃物流中选择性结合并回收稀土元素或贵金属/关键金属的工程蛋白质、真菌、微藻和细菌——这是一个早期、主要处于中试阶段的类别，由 Allonnia、C2RE、BIOWEG、Galdieria 和 CaptuREE 引领，而非成熟的商业化产业。
Source: https://cn.bioecon.ru/technology/bio-rare-earth-critical-metal-biosorption/
Updated: 2026-09-25
## 概述与价值链
标记：[EC：美国关键矿产供应链政策 / 欧盟《关键原材料法案》 | OECD：环境生物技术、循环生物经济 | 监管机构：EPA（美国）、REACH（欧盟）]
稀土与关键金属生物吸附利用工程蛋白质、真菌、微藻或细菌，从传统采矿与冶炼在经济上无法回收的废弃物流——粉煤灰、矿山尾矿、受采矿影响的水体、一般工业废弃物及电子废弃物——中选择性结合目标金属。与替代传统浮选回路中现有石化药剂的生物浮选药剂不同，该类别的目标是从完全处于传统采矿价值链之外的废弃物流中回收金属，将自身定位为应对关键矿产短缺的国内及循环经济供应链方案，而非采矿工艺的替代方案。本文确认的实际活动确实处于早期阶段：截至本次筛查，仅 Galdieria 已达到所声称的商业部署阶段（在日本某客户电镀生产线上运行的钯回收系统），而 Allonnia 的 RE-Cover、C2RE 的真菌矿采平台、BIOWEG 的稀土生物浸出扩展业务以及 CaptuREE 的蛋白质过滤技术均处于中试或早期商业化阶段——这与本站大多数其他类别的成熟度状况有实质性差异，也反映在本文「高」风险评级中。
稀土与关键金属生物吸附的关键方向：
1. **从采矿废弃物中进行工程蛋白质生物吸附：** 经设计用于从粉煤灰、矿山尾矿和酸性矿山排水中选择性结合稀土元素（钕、镨、钇）的蛋白质，以模块化、可现场安装的系统形式部署（Allonnia 的 RE-Cover）。
2. **真菌与微生物矿采：** 通过直接物理附着与分泌天然有机酸，在接近常温常压条件下从工业废弃物中提取关键稀土元素与贵金属的真菌与酵母菌株（C2RE）。
3. **基于现有发酵平台扩展的生物浸出：** 建立在现有细菌发酵平台副产物生物基酸之上的稀土生物浸出，结合基于多肽的分离技术分离特定元素（BIOWEG）。
4. **面向贵金属与关键金属的藻类及蛋白质过滤生物吸附：** 作为钯等贵金属吸附剂培养的微藻（Galdieria），以及在电子废弃物回收流中选择性吸附镧系元素的蛋白质涂层过滤材料（CaptuREE）——将相关生物吸附机制应用于比严格意义稀土更广泛的目标金属。
### 行业价值链
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[生物吸附剂/生物解决方案开发] ──> [废弃物流表征] ──> [模块化系统部署] ──> [选择性金属结合/提取]
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（金属回收与浓缩）
│
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[精炼金属产出]
```
### 价值链层级
| 层级 | 描述 | 关键输入/输出 |
|:---|:---|:---|
| **生物吸附剂/生物解决方案开发** | 设计用于选择性结合目标金属的蛋白质、真菌菌株、微藻或细菌生物解决方案。 | **输入：** 目标金属规格、蛋白质/菌株工程工具。
**输出：** 选择性生物吸附剂或生物解决方案。 |
| **废弃物流表征** | 分析特定废弃物流（粉煤灰、尾矿、电子废弃物、电镀清洗水）的目标金属浓度与基质复杂性。 | **输入：** 废弃物流样本。
**输出：** 已表征的原料概况。 |
| **模块化系统部署** | 部署与废弃物流和现场条件相匹配的模块化、可现场安装的生物吸附系统。 | **输入：** 生物解决方案、现场基础设施。
**输出：** 已安装的生物吸附系统。 |
| **选择性金属结合/提取** | 运行生物吸附或生物浸出工艺，从废弃物流中选择性结合或提取目标金属。 | **输入：** 废弃物流、已安装系统。
**输出：** 载有金属的生物吸附剂或浸出液。 |
| **金属回收与浓缩** | 从生物吸附剂或浸出液中回收并浓缩已结合或浸出的金属。 | **输入：** 载有金属的生物吸附剂/浸出液。
**输出：** 浓缩金属产品。 |
| **精炼金属产出** | 将浓缩金属进一步精炼至可用于下游工业用途的可销售纯度。 | **输入：** 浓缩金属产品。
**输出：** 精炼后的稀土或关键金属。 |
行业横向技术：
- **选择性结合而非批量提取：** 每家已确认供应商的核心技术主张都是选择性——从复杂废弃物基质中结合目标金属，而不共同提取不需要的元素——而非批量提取效率，因为此处的废弃物流通常远比传统矿石更稀释、化学成分更复杂。
- **国内与循环供应链定位：** 每家已确认供应商都将其技术定位为应对关键矿产供应链风险（进口依赖、传统稀土供应的地缘政治集中）的回应，而非单纯的环境修复或废弃物管理举措。
- **常温常压生物加工：** 多家供应商明确指出其工艺在接近常温常压条件下使用水基系统运行（C2RE），相较于传统酸浸或高温精炼路线，这是所声称的能耗优势。
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## 美国
美国拥有两家已确认的供应商，分别覆盖从采矿废弃物中进行工程蛋白质生物吸附和真菌矿采。
### 从废弃物流中进行工程蛋白质与真菌生物吸附
- **Allonnia：** Ginkgo Bioworks 的衍生公司，其 RE-Cover 平台利用工程蛋白质从粉煤灰、矿山尾矿及受采矿影响的水体中，以模块化、可现场部署的系统结合钕、镨、钇等稀土元素，与该公司另行确认的、用于镍及其他基本金属矿石提质的 D-Solve 生物增溶平台不同。
- **C2RE：** 授权使用模块化、AI 驱动的生物精炼厂，采用专有真菌矿采系统，通过真菌/酵母菌株附着及有机酸分泌，在接近常温常压条件下直接从工业废弃物中提取关键稀土元素与贵金属。
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## 中国
中国在传统稀土采矿、分离与精炼产能方面占据主导地位，但本次筛查未能确认一家专注于生物吸附的中国总部供应商。
### 传统主导地位，但未确认生物基回收供应商
中国作为全球最大稀土生产国和精炼国的地位，是通过传统（非生物）提取与分离化学工艺确立的，同时也存在关于从中国离子吸附型矿床进行微生物稀土生物浸出的学术文献。然而，本次筛查未发现一家总部位于中国、销售符合上文对美国和欧盟供应商所采用的相同自有域名确认标准的生物基生物吸附或生物浸出产品的公司——所发现的结果为学术论文、市场平台列表及国家科研项目参考，而非供应商自营的产品页面。本节保留为对该发现的描述性说明；若能够直接确认某家中国生物基关键金属回收供应商的自有产品页面，应重新审视本节。
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## 欧盟
欧洲拥有一家通过详细的融资公告报道确认的德国生物浸出平台扩展业务，同时在企业表格中列有两家非欧盟成员国的补充供应商（日本、瑞士）。
### 来自德国的生物浸出平台扩展
- **BIOWEG：** 一家总部位于德国夸肯布吕克的生物技术公司（以细菌纤维素发酵成分而闻名），获得 150 万欧元融资，将其现有发酵平台扩展至稀土元素生物浸出——利用发酵副产物生物基酸，结合基于多肽的分离技术，从复杂工业废弃物流中分离特定元素。该公司的稀土平台是通过详细、具体的融资公告新闻报道确认的，而非通过其自有网站上的在线产品页面——截至本次筛查，该页面尚未发布。
两家总部位于欧盟以外的已确认供应商列于领先企业表格中，而非单独设立地区章节：Galdieria（日本），其基于微藻的钯回收生物吸附剂平台已确认在客户电镀生产线上实现商业部署；CaptuREE（瑞士），其蛋白质涂层过滤材料致力于从电子废弃物回收流中捕获镧系元素。
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## 领先企业与研究机构
| 企业 / 机构 | 国家 | 关键产品 / 平台 | 技术特点 | 2026年状态 |
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| **Allonnia** | 🇺🇸 美国 | *RE-Cover（工程蛋白质生物吸附）* | 模块化、可现场部署；针对粉煤灰和尾矿中的钕/镨/钇 | 中试 |
| **C2RE** | 🇺🇸 美国 | *真菌矿采精炼厂* | AI 驱动、模块化、常温常压生物加工 | 中试 |
| **BIOWEG** | 🇩🇪 德国 | *稀土生物浸出（发酵副产物酸+多肽分离）* | 基于现有发酵业务的 150 万欧元融资平台扩展 | 中试 |
| **Galdieria** | 🇯🇵 日本 | *微藻生物吸附剂（钯）* | 全球首个所声称的商业化部署，用于电镀生产线 | 商业化 |
| **CaptuREE** | 🇨🇭 瑞士 | *蛋白质涂层镧系元素过滤器* | 针对电子废弃物回收流 | 中试 |
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## 技术栈与创新
该技术栈围绕四种不同生物机制——工程蛋白质、真菌矿采、发酵副产物生物浸出和藻类生物吸附——实现选择性金属结合，共同目标是从传统采矿价值链之外的废弃物流中回收关键金属。
1. **工程蛋白质选择性作为核心技术差异化因素：**
- Allonnia 的 RE-Cover 和 CaptuREE 的过滤材料均依赖经工程改造或筛选的蛋白质，专门设计用于从复杂废弃物基质中结合特定目标元素（稀土元素、镧系元素），这是一种区别于批量化学浸出的精准结合方式。
- 正是这种蛋白质工程方法使得部署可以直接在废弃物产生现场（矿山、电镀生产线、电子废弃物流）进行，而无需将废弃物运输至集中式化学加工设施。
2. **将现有发酵平台重新用于新应用：**
- BIOWEG 的稀土生物浸出平台建立在其现有细菌纤维素发酵业务副产物生物基酸之上，将成熟的生产平台扩展至新应用，而非从零开始构建稀土回收能力。
- 与其他已确认供应商相比，这是一条明显不同的商业化路径——其他供应商的核心业务从一开始就是围绕金属回收专门构建的，而非对不相关现有产品线的扩展。
3. **常温常压生物加工作为所声称的能源优势：**
- C2RE 明确将其真菌矿采工艺宣传为在接近常温常压条件下使用水基系统运行，与传统用于稀土及贵金属提取的高温高压酸浸路线形成能耗对比。
- 这一常温常压主张若能在规模化生产中得到验证，将相对于传统精炼形成显著的成本与碳强度优势——但截至本次筛查，它仍是一项中试阶段的主张，而非经独立验证的规模化性能数据。
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## 价值链与生产管线
### bio-rare-earth-critical-metal-biosorption 产品线的工业流程
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│ 1. 生物吸附剂/生物 │ ───> │ 2. 废弃物流表征 │
│ 解决方案开发 │ │ │
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│ 4. 选择性金属结合/提取 │ <─── │ 3. 模块化系统部署 │
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│ 5. 金属回收与浓缩 │ ───> │ 6. 精炼金属产出 │
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#### 阶段一：生物吸附剂/生物解决方案开发
供应商设计用于选择性结合目标稀土或关键金属的蛋白质、真菌菌株、微藻或细菌生物解决方案——此阶段是各供应商核心技术路径分化的节点。
#### 阶段二：废弃物流表征
对特定废弃物流——粉煤灰、矿山尾矿、电镀清洗水或电子废弃物——的目标金属浓度与基质复杂性进行分析，为该场地生物吸附系统的调优提供依据。
#### 阶段三：模块化系统部署
部署与废弃物流和现场条件相匹配的模块化、可现场安装的生物吸附系统，从而无需将废弃物运输至集中式加工设施。
#### 阶段四：选择性金属结合/提取
运行生物吸附或生物浸出工艺，从废弃物流中选择性结合或提取目标金属——此阶段是核心选择性主张付诸实践的环节。
#### 阶段五：金属回收与浓缩
从生物吸附剂或浸出液中回收并浓缩已结合或浸出的金属，从此前未被回收的废弃物流中生成浓缩金属产品。
#### 阶段六：精炼金属产出
浓缩金属被进一步精炼至可用于下游工业用途的可销售纯度——此阶段是回收的稀土或关键金属作为可用投入物重新进入传统供应链的环节。