Forscher haben herausgefunden, dass US-amerikanische Metallminen bedeutende Mengen an kritischen Mineralien enthalten, die größtenteils verschwendet werden. Dies geht aus einer heute in der Fachzeitschrift Science veröffentlichten Studie hervor. Die von Elizabeth Holley geleitete Forschung legt nahe, dass die Gewinnung auch nur eines kleinen Teils dieser Nebenprodukte die Abhängigkeit der USA von Importen für Materialien, die für saubere Energietechnologien und fortschrittliche Fertigung von entscheidender Bedeutung sind, erheblich verringern könnte.

Die Studie deutet darauf hin, dass der Wert dieser gewinnbaren Mineralien in vielen Fällen den Wert der primären Produkte der Minen übersteigen könnte. Dies stellt eine potenziell unkomplizierte Methode zur Erhöhung des heimischen Angebots dar, ohne die mit der Eröffnung neuer Minen verbundenen ökologischen und sozialen Auswirkungen. Das Forschungsteam analysierte Daten von mehreren US-amerikanischen Bergbaubetrieben, darunter die Climax Mine in Colorado, die jährlich etwa 30 Millionen Pfund Molybdän produziert.

"Wir waren überrascht von der schieren Menge an kritischen Mineralien, die bereits in diesen bestehenden Bergbaubetrieben vorhanden sind", sagte Holley, Hauptautorin der Studie und Forscherin bei der American Association for the Advancement of Science (AAAS). "Das Potenzial zur Gewinnung dieser Ressourcen ist ein Wendepunkt für die heimischen Lieferketten."

Kritische Mineralien sind für verschiedene Technologien unerlässlich, darunter Elektrofahrzeuge, Windturbinen, Solarmodule und Smartphones. Der U.S. Geological Survey führt eine Liste von Mineralien, die aufgrund ihrer wirtschaftlichen Bedeutung und ihres Versorgungsrisikos als kritisch gelten. Derzeit importieren die USA einen erheblichen Teil ihres Bedarfs an kritischen Mineralien, hauptsächlich aus Ländern wie China.

Die Studie hebt das Potenzial des Einsatzes von künstlicher Intelligenz (KI) und maschinellem Lernen zur Optimierung der Gewinnung und Verarbeitung dieser kritischen Mineralien hervor. KI-Algorithmen können riesige Datensätze aus Bergbaubetrieben analysieren, um die effizientesten Methoden zur Trennung und Reinigung wertvoller Nebenprodukte zu identifizieren. Dies könnte Techniken wie die automatisierte Mineralsortierung, die vorausschauende Wartung von Verarbeitungsanlagen und die Echtzeitoptimierung chemischer Reaktionen umfassen, die bei der Mineralgewinnung eingesetzt werden.

"KI kann eine entscheidende Rolle dabei spielen, die Gewinnung dieser Mineralien wirtschaftlich rentabel zu machen", erklärte Dr. Anya Sharma, eine Materialwissenschaftlerin, die nicht an der Studie beteiligt war. "Durch die Optimierung des gesamten Prozesses, von der Identifizierung von Minerallagerstätten bis zur Veredelung des Endprodukts, kann KI die Kosten erheblich senken und die Effizienz verbessern."

Die Auswirkungen dieser Forschung gehen über die Wirtschaft hinaus. Die Verringerung der Abhängigkeit von ausländischen Quellen für kritische Mineralien stärkt die nationale Sicherheit und die heimischen Produktionskapazitäten. Darüber hinaus kann die Gewinnung von Mineralien aus bestehenden Minen die Umweltauswirkungen minimieren, die mit der Eröffnung neuer Minen verbunden sind, die oft mit der Zerstörung von Lebensräumen, der Wasserverschmutzung und dem Ausstoß von Treibhausgasen einhergehen.

Es gibt jedoch noch Herausforderungen bei der Umsetzung dieser Erkenntnisse. Die bestehende Bergbauinfrastruktur muss möglicherweise angepasst werden, um die Gewinnung kritischer Mineralien zu ermöglichen. Darüber hinaus müssen die regulatorischen Rahmenbedingungen möglicherweise aktualisiert werden, um die Gewinnung von Nebenprodukten zu fördern und umweltverträgliche Praktiken zu gewährleisten.

Das Forschungsteam arbeitet derzeit an der Entwicklung von Pilotprojekten, um die Machbarkeit der Gewinnung kritischer Mineralien aus bestehenden Bergbaubetrieben zu demonstrieren. Sie arbeiten auch mit Industriepartnern zusammen, um potenzielle Geschäftsmodelle und Investitionsmöglichkeiten zu erkunden. Die nächsten Schritte umfassen die weitere Verfeinerung der KI-Algorithmen zur Optimierung der Mineralgewinnung und die Durchführung detaillierter Wirtschaftlichkeitsbewertungen verschiedener Extraktionsmethoden. Die Forscher hoffen, dass ihre Ergebnisse politische Entscheidungsträger und Branchenführer dazu ermutigen werden, der Gewinnung kritischer Mineralien aus bestehenden Minen als Schlüsselstrategie zur Stärkung der heimischen Lieferketten und zur Förderung einer nachhaltigen Ressourcenbewirtschaftung Priorität einzuräumen.