生物采礦是一種利用微生物從巖石礦石、土壤或礦山廢料中提取有價值金屬的過程。相比于傳統(tǒng)采礦，生物采礦具有環(huán)境友好、可持續(xù)化等優(yōu)勢，是傳統(tǒng)采礦方式的一種替代。生物采礦流程大致包括礦物預(yù)處理、研磨粉碎、浸出、選礦、分離、純化、回收等過程。
微生物包括細菌、真菌、病毒、放線菌、支原體等，是生物資源的重要組成部分，其廣泛存在深海、空氣、隕石、巖石以及生物體內(nèi)。微生物種類多、個體小、能自我繁殖，且多種微生物可天然富集金屬，其分泌的酸可溶解巖石、金屬及廢棄電器等，基于以上特性，生物采礦逐漸受到關(guān)注。
微生物可直接從礦石中提取銅、金、鋅、鎳、鈷、鈾、稀土等元素，近年來，生物采礦工程已取得重大進展，目前生物采礦已成為現(xiàn)實，其中在銅礦開采中，生物采礦占全球年產(chǎn)量的比例超過20%。此外隨著合成生物學技術(shù)深入應(yīng)用，微生物在采礦效率、采礦能力及采礦規(guī)模等方面將進一步提升。
稀土是一種重要的稀缺資源，憑借其獨特的磁性、催化性、熒光性、導電性，稀土被廣泛應(yīng)用在電子、催化、通訊、新能源、軍工國防、高端裝備等領(lǐng)域。但稀土開采難度大、成本高、收率低、易污染環(huán)境，市場對高效、簡單、環(huán)保的稀土開采方法需求迫切。生物采礦能夠解決稀土元素在開采、分離中存在的問題，應(yīng)用價值較高。目前可用于生物采礦的稀土微生物有甲基營養(yǎng)生物、大腸桿菌、酵母等。
我國土地遼闊，礦產(chǎn)資源豐富，銅礦、鐵礦、稀土礦等資源儲量位居全球前列。以稀土為例，據(jù)美國地質(zhì)勘探局（USGS）數(shù)據(jù)顯示，2022年我國稀土資源儲量為4400萬噸，占據(jù)全球總儲量的33.8%。我國是全球最大的稀土開采國，但稀土資源再生時間長，從長遠來看，稀土為不可再生資源，為實現(xiàn)稀土資源的可持續(xù)化開采，生物采礦應(yīng)用前景廣闊。
生物采礦具有環(huán)境友好特點，是傳統(tǒng)采礦方式的替代，隨著礦產(chǎn)資源日益緊缺，生物采礦應(yīng)用占比有望提升。生物采礦也為太空探索應(yīng)用提供了廣闊前景，正受到越來越多市場關(guān)注，在全球市場上，生物采礦相關(guān)企業(yè)或機構(gòu)有Cemvita Factory、美國國防高級研究計劃局（DARPA）等。