Согласно исследованию, опубликованному сегодня в журнале Science, исследователи обнаружили, что американские рудники содержат значительные количества критически важных минералов, которые в основном пропадают впустую. Исследование, проведенное под руководством Элизабет Холли, показывает, что извлечение даже небольшой части этих побочных продуктов может значительно снизить зависимость США от импорта материалов, имеющих решающее значение для технологий чистой энергетики и передового производства.

Исследование показывает, что стоимость этих извлекаемых минералов во многих случаях может превышать стоимость основной продукции рудников. Это представляет собой потенциально простой метод увеличения внутренних поставок без экологических и социальных последствий, связанных с открытием новых рудников. Исследовательская группа проанализировала данные нескольких горнодобывающих предприятий США, включая рудник Climax в Колорадо, который ежегодно производит около 30 миллионов фунтов молибдена.

«Мы были удивлены огромным объемом критически важных минералов, уже присутствующих на этих существующих горнодобывающих предприятиях», — сказала Холли, ведущий автор исследования и научный сотрудник Американской ассоциации содействия развитию науки (AAAS). «Потенциал извлечения этих ресурсов меняет правила игры для внутренних цепочек поставок».

Критически важные минералы необходимы для различных технологий, включая электромобили, ветряные турбины, солнечные панели и смартфоны. Геологическая служба США ведет список минералов, считающихся критически важными, исходя из их экономической значимости и риска поставок. В настоящее время США импортируют значительную часть своих потребностей в критически важных минералах, в основном из таких стран, как Китай.

В исследовании подчеркивается потенциал использования искусственного интеллекта (ИИ) и машинного обучения для оптимизации добычи и переработки этих критически важных минералов. Алгоритмы ИИ могут анализировать огромные наборы данных с горнодобывающих предприятий, чтобы определить наиболее эффективные методы разделения и очистки ценных побочных продуктов. Это может включать в себя такие методы, как автоматизированная сортировка минералов, профилактическое обслуживание технологического оборудования и оптимизация в режиме реального времени химических реакций, используемых при добыче минералов.

«ИИ может сыграть решающую роль в обеспечении экономической целесообразности извлечения этих минералов», — объяснила доктор Аня Шарма, материаловед, не участвовавшая в исследовании. «Оптимизируя весь процесс, от выявления месторождений минералов до очистки конечного продукта, ИИ может значительно снизить затраты и повысить эффективность».

Последствия этого исследования выходят за рамки экономики. Снижение зависимости от иностранных источников критически важных минералов повышает национальную безопасность и укрепляет внутренний производственный потенциал. Кроме того, извлечение минералов из существующих рудников может свести к минимуму воздействие на окружающую среду, связанное с открытием новых рудников, которое часто включает в себя разрушение среды обитания, загрязнение воды и выбросы парниковых газов.

Однако в реализации этих выводов остаются проблемы. Существующую горнодобывающую инфраструктуру, возможно, потребуется адаптировать для обеспечения извлечения критически важных минералов. Кроме того, нормативно-правовую базу, возможно, потребуется обновить, чтобы стимулировать извлечение побочных продуктов и обеспечить экологически ответственную практику.

В настоящее время исследовательская группа работает над разработкой пилотных проектов, чтобы продемонстрировать возможность извлечения критически важных минералов из существующих горнодобывающих предприятий. Они также сотрудничают с отраслевыми партнерами для изучения потенциальных бизнес-моделей и инвестиционных возможностей. Следующие шаги включают дальнейшее совершенствование алгоритмов ИИ, используемых для оптимизации извлечения минералов, и проведение подробных экономических оценок различных методов извлечения. Исследователи надеются, что их выводы побудят политиков и лидеров отрасли уделить приоритетное внимание извлечению критически важных минералов из существующих рудников в качестве ключевой стратегии укрепления внутренних цепочек поставок и содействия устойчивому управлению ресурсами.