Согласно исследованию, опубликованному сегодня в журнале Science, исследователи обнаружили, что американские рудники содержат значительные количества критически важных минералов, которые в основном пропадают впустую. Извлечение даже небольшой части этих побочных продуктов может значительно снизить зависимость страны от импорта материалов, жизненно важных для технологий чистой энергии и передового производства.

Исследование, проведенное Элизабет Холли и ее командой, показывает, что стоимость этих извлекаемых минералов во многих случаях может превышать экономический объем производства основной продукции рудников. Это представляет собой потенциально простой метод увеличения внутреннего предложения без экологических и социальных последствий, связанных с открытием новых рудников.

Исследовательская группа проанализировала данные различных горнодобывающих предприятий США, включая рудник Climax в Колорадо, который ежегодно производит около 30 миллионов фунтов молибдена. Анализ включал использование передового статистического моделирования и алгоритмов машинного обучения для выявления и количественной оценки наличия критически важных минералов в существующих хвостохранилищах и потоках отходов. Эти методы на основе искусственного интеллекта позволили исследователям просеивать огромные наборы данных и выявлять ценные концентрации минералов, которые в противном случае могли бы быть упущены из виду.

«По сути, мы говорим о скрытом ресурсе», — заявила Холли. «Эти минералы уже присутствуют; нам просто нужно разработать эффективные и экономичные методы их извлечения». В исследовании подчеркивается потенциал использования инструментов оптимизации на основе искусственного интеллекта для разработки и внедрения этих процессов извлечения, минимизации воздействия на окружающую среду и максимизации восстановления ресурсов.

Критически важные минералы, такие как литий, кобальт, никель и редкоземельные элементы, являются важными компонентами аккумуляторов, электромобилей, ветряных турбин и других технологий, имеющих решающее значение для перехода к низкоуглеродной экономике. В настоящее время Соединенные Штаты в значительной степени зависят от импорта этих материалов из таких стран, как Китай, что создает уязвимости в цепочке поставок.

Последствия этого исследования выходят за рамки экономических соображений. Используя существующие отходы горнодобывающей промышленности, США могли бы снизить свою геополитическую зависимость от иностранных поставщиков и укрепить национальную безопасность. Кроме того, извлечение критически важных минералов из хвостохранилищ может помочь смягчить экологические риски, связанные с заброшенными рудниками, такие как кислотный дренаж и загрязнение почвы.

Однако в реализации этих выводов остаются проблемы. Разработка экономически жизнеспособных и экологически устойчивых технологий добычи имеет решающее значение. Необходимы дальнейшие исследования для оптимизации процессов извлечения и минимизации образования отходов. Кроме того, могут потребоваться нормативные рамки и стимулы, чтобы побудить горнодобывающие компании инвестировать в восстановление побочных продуктов.

Заглядывая в будущее, исследователи планируют сотрудничать с отраслевыми партнерами для проведения пилотных испытаний инновационных методов извлечения на отдельных рудниках. Они также стремятся разработать прогностические модели на основе искусственного интеллекта, которые могут выявлять перспективные места для извлечения критически важных минералов по всей стране. Конечная цель состоит в том, чтобы создать экономику замкнутого цикла для критически важных минералов, где ресурсы постоянно перерабатываются и используются повторно, что снижает потребность в новых горнодобывающих операциях.