وجد باحثون أن مناجم المعادن الأمريكية تحتوي على كميات كبيرة من المعادن الحيوية التي يتم إهدارها إلى حد كبير، وفقًا لدراسة نشرت في مجلة "ساينس" اليوم. يشير البحث، بقيادة 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 أن قيمة هذه المعادن القابلة للاسترداد يمكن أن تتجاوز في كثير من الحالات قيمة المنتجات الأولية للمناجم. وهذا يمثل طريقة واضحة محتملة لزيادة العرض المحلي دون الآثار البيئية والاجتماعية المرتبطة بافتتاح مناجم جديدة. قام فريق البحث بتحليل بيانات من عدة عمليات تعدين أمريكية، بما في ذلك منجم كليماكس في كولورادو، الذي ينتج ما يقرب من 30 مليون رطل من الموليبدينوم سنويًا.

وقالت هولي، المؤلفة الرئيسية للدراسة والباحثة في الجمعية الأمريكية لتقدم العلوم (AAAS): "لقد فوجئنا بالحجم الهائل للمعادن الحيوية الموجودة بالفعل في عمليات التعدين الحالية هذه". "إن إمكانية استعادة هذه الموارد تغير قواعد اللعبة بالنسبة لسلاسل التوريد المحلية."

تعتبر المعادن الحيوية ضرورية للعديد من التقنيات، بما في ذلك السيارات الكهربائية وتوربينات الرياح والألواح الشمسية والهواتف الذكية. تحتفظ هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية بقائمة بالمعادن التي تعتبر حيوية بناءً على أهميتها الاقتصادية وخطر الإمداد بها. تستورد الولايات المتحدة حاليًا جزءًا كبيرًا من احتياجاتها من المعادن الحيوية، بشكل أساسي من دول مثل الصين.

تسلط الدراسة الضوء على إمكانات استخدام الذكاء الاصطناعي (AI) والتعلم الآلي لتحسين استخراج ومعالجة هذه المعادن الحيوية. يمكن لخوارزميات الذكاء الاصطناعي تحليل مجموعات البيانات الضخمة من عمليات التعدين لتحديد أكثر الطرق فعالية لفصل وتنقية المنتجات الثانوية القيمة. يمكن أن يشمل ذلك تقنيات مثل الفرز الآلي للمعادن، والصيانة التنبؤية لمعدات المعالجة، والتحسين في الوقت الفعلي للتفاعلات الكيميائية المستخدمة في استخلاص المعادن.

وأوضحت الدكتورة أنيا شارما، عالمة مواد لم تشارك في الدراسة: "يمكن للذكاء الاصطناعي أن يلعب دورًا حاسمًا في جعل استعادة هذه المعادن قابلة للتطبيق اقتصاديًا". "من خلال تحسين العملية بأكملها، من تحديد رواسب المعادن إلى تكرير المنتج النهائي، يمكن للذكاء الاصطناعي أن يقلل التكاليف بشكل كبير ويحسن الكفاءة."

تتجاوز آثار هذا البحث الاقتصاد. إن تقليل الاعتماد على المصادر الأجنبية للمعادن الحيوية يعزز الأمن القومي ويعزز القدرات التصنيعية المحلية. علاوة على ذلك، يمكن أن يؤدي استعادة المعادن من المناجم الحالية إلى تقليل الأثر البيئي المرتبط بافتتاح مناجم جديدة، والتي غالبًا ما تنطوي على تدمير الموائل وتلوث المياه وانبعاثات غازات الاحتباس الحراري.

ومع ذلك، لا تزال هناك تحديات في تنفيذ هذه النتائج. قد تحتاج البنية التحتية للتعدين الحالية إلى تكييفها لاستيعاب استعادة المعادن الحيوية. بالإضافة إلى ذلك، قد تحتاج الأطر التنظيمية إلى تحديث لتحفيز استعادة المنتجات الثانوية وضمان الممارسات المسؤولة بيئيًا.

يعمل فريق البحث حاليًا على تطوير مشاريع تجريبية لإثبات جدوى استعادة المعادن الحيوية من عمليات التعدين الحالية. كما أنهم يتعاونون مع شركاء الصناعة لاستكشاف نماذج الأعمال المحتملة وفرص الاستثمار. تتضمن الخطوات التالية زيادة تحسين خوارزميات الذكاء الاصطناعي المستخدمة لتحسين استعادة المعادن وإجراء تقييمات اقتصادية مفصلة لطرق الاستخراج المختلفة. يأمل الباحثون أن تشجع نتائجهم صانعي السياسات وقادة الصناعة على إعطاء الأولوية لاستعادة المعادن الحيوية من المناجم الحالية كاستراتيجية رئيسية لتعزيز سلاسل التوريد المحلية وتعزيز الإدارة المستدامة للموارد.