وجد باحثون أن مناجم المعادن الأمريكية تحتوي على كميات كبيرة من المعادن الحيوية التي لا يتم استغلالها إلى حد كبير، وفقًا لدراسة نشرت اليوم في مجلة Science. تشير الأبحاث، التي قادتها إليزابيث هولي، إلى أن استعادة حتى جزء صغير من هذه المنتجات الثانوية يمكن أن يقلل بشكل كبير من اعتماد الولايات المتحدة على الواردات للمواد الضرورية لتقنيات الطاقة النظيفة والتصنيع المتقدم.

تشير الدراسة إلى أنه في العديد من الحالات، يمكن أن تتجاوز القيمة الاقتصادية لهذه المعادن المستردة قيمة المخرجات الأولية للمناجم. يقدم هذا طريقة واضحة محتملة لزيادة العرض المحلي دون الآثار البيئية والاجتماعية المرتبطة بإنشاء عمليات تعدين جديدة. قام فريق البحث بتحليل البيانات من مختلف مناجم المعادن الأمريكية، بما في ذلك منجم كليماكس في كولورادو، الذي ينتج سنويًا ما يقرب من 30 مليون رطل من الموليبدينوم.

تسلط النتائج الضوء على وجود فجوة بين الإمداد المحلي المحتمل من المعادن الحيوية وممارسات التعدين الحالية. غالبًا ما يتم استيراد هذه المعادن، الضرورية لتقنيات مثل السيارات الكهربائية وتوربينات الرياح وأشباه الموصلات، من دول ذات لوائح بيئية أقل صرامة أو عدم استقرار جيوسياسي. يمكن أن توفر استعادة هذه المعادن من تيارات نفايات المناجم الحالية سلسلة إمداد أكثر استدامة وأمانًا.

غالبًا ما تتضمن عملية تحديد واستخراج هذه المعادن الحيوية تقنيات تحليلية متقدمة، بما في ذلك الذكاء الاصطناعي (AI) والتعلم الآلي. يمكن لخوارزميات الذكاء الاصطناعي تحليل مجموعات بيانات واسعة من المسوحات الجيولوجية وتراكيب المعادن وعمليات التعدين لتحديد موقع وتركيز المنتجات الثانوية القيمة. يمكن لهذه الخوارزميات أيضًا تحسين عمليات الاستخراج، وتقليل التأثير البيئي وزيادة استعادة الموارد.

وقالت هولي: "يكمن جمال هذا النهج في أننا لا نبدأ من الصفر". "لدينا بالفعل البنية التحتية في مكانها. نحن فقط بحاجة إلى تكييف عملياتنا لالتقاط هذه المواد القيمة."

تتجاوز آثار هذا البحث الفوائد الاقتصادية. من خلال تقليل الاعتماد على المصادر الأجنبية، يمكن للولايات المتحدة تعزيز أمنها القومي وممارسة سيطرة أكبر على مستقبلها التكنولوجي. علاوة على ذلك، يمكن أن يؤدي استعادة المعادن من المناجم الحالية إلى التخفيف من الأضرار البيئية المرتبطة بفتح مناجم جديدة، والتي غالبًا ما تعطل النظم البيئية وتشريد المجتمعات.

ومع ذلك، لا تزال هناك تحديات في تنفيذ هذه النتائج. يتطلب استخراج المعادن الحيوية من نفايات المناجم استثمارًا في التقنيات والبنية التحتية الجديدة. قد تحتاج الأطر التنظيمية إلى التحديث لتحفيز استعادة المنتجات الثانوية وضمان ممارسات التعدين المسؤولة. يعد التعاون بين شركات التعدين والوكالات الحكومية والمؤسسات البحثية أمرًا ضروريًا للتغلب على هذه العقبات.

يقترح مؤلفو الدراسة أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتقييم الجدوى الاقتصادية والتأثير البيئي لطرق الاستخراج المختلفة. كما يؤكدون على أهمية تطوير ممارسات تعدين مستدامة تعطي الأولوية لاستعادة الموارد وتقليل توليد النفايات. تقوم هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية ووزارة الطاقة حاليًا بتمويل العديد من المشاريع التي تهدف إلى تطوير تقنيات مبتكرة لاستخراج ومعالجة المعادن الحيوية. وتشمل هذه المبادرات البحث في الاستخلاص الحيوي، وهي عملية تستخدم الكائنات الحية الدقيقة لاستخراج المعادن من الخام، وتقنيات الفصل المتقدمة التي يمكن أن تعزل معادن معينة من الخلطات المعقدة.