اکوایران: صنعت معدن در آستانه یک تغییر مهم قرار گرفته است، تغییری که میتواند شیوه سنتی استخراج فلزات از دل زمین را دگرگون کند. کاهش عیار ذخایر معدنی، افزایش هزینههای انرژی و آب، محدودیتهای زیستمحیطی و رشد تقاضا برای فلزات حیاتی مانند مس، نیکل و کبالت، شرکتهای معدنی را به سمت فناوریهای جدید برای استخراج کمهزینهتر و پایدارتر سوق داده است. به گزارش اکوایران- در این میان، فناوری موسوم به جداسازی فلزات با پالس الکتریکی یا «رعد و برق مصنوعی» (Lightning Metal Separation) که توسط شرکت Thunderstone توسعه یافته، بهعنوان یکی از فناوریهای نوظهور در حوزه معدنکاری مطرح شده است. این فناوری تلاش میکند بدون حفاری گسترده، خردایش سنگ و ایجاد معادن روباز بزرگ، فلزات را از ذخایر سختسنگی استخراج کند.
پایان منطق سنتی استخراج؟
برای بیشتر قرن بیستم، مدل اقتصادی معدنکاری بر یک مسیر مشخص استوار بود: کشف ذخیره معدنی، انفجار سنگ، انتقال ماده معدنی به سطح زمین و پردازش آن در کارخانههای بزرگ. اما کاهش تدریجی عیار معادن باعث شده این مدل با چالشهای جدی روبهرو شود.
امروزه استخراج یک تن فلز از ذخایری با عیار پایینتر، به انرژی، آب و مواد شیمیایی بیشتری نیاز دارد. در کنار این موضوع، افزایش هزینههای زیستمحیطی و سختتر شدن دریافت مجوز برای پروژههای بزرگ روباز، شرکتهای معدنی را به دنبال راهکارهای جایگزین سوق داده است.
فناوری Thunderstone بر این ایده استوار است که به جای انتقال حجم عظیمی از سنگ به سطح زمین، فرآیند آزادسازی فلز در همان محل ذخیره معدنی انجام شود.
چگونه فناوری «رعد و برق» کار میکند؟
یکی از بزرگترین موانع استخراج درونمکانی (In-Situ Mining) از سنگهای سخت، نفوذپذیری پایین این سنگهاست. در بسیاری از ذخایر مس، نیکل و کبالت، محلولهای شیمیایی نمیتوانند به مواد معدنی دسترسی پیدا کنند، زیرا ساختار سنگ اجازه عبور سیال را نمیدهد.
Thunderstone برای حل این مشکل از پالسهای الکتریکی با ولتاژ بالا استفاده میکند. در این روش، انرژی الکتریکی کنترلشده از طریق تجهیزات نصبشده در چاههای حفاری به توده سنگ منتقل میشود. این انرژی باعث ایجاد ترکهای بسیار ریز در امتداد مرزهای معدنی و ساختارهای طبیعی سنگ میشود و مسیرهایی برای نفوذ محلولهای استخراج ایجاد میکند.
فرآیند کلی شامل سه مرحله است: ارسال پالسهای الکتریکی به منطقه هدف ایجاد شبکهای از شکستگیهای کنترلشده در سنگ تزریق محلولهای شیمیایی برای حل کردن فلز و انتقال آن به سطح زمین
در صورت موفقیت تجاری این فناوری، بخش بزرگی از عملیات سنتی مانند حفاری گسترده، حملونقل سنگ و ایجاد سدهای باطله میتواند کاهش یابد.
هدف؛ فلزات حیاتی اقتصاد آینده
فناوری Thunderstone بیش از همه برای ذخایری طراحی شده که به دلیل عمق زیاد یا عیار پایین، با روشهای سنتی اقتصادی نیستند. فلزاتی مانند نیکل، مس، کبالت و برخی ذخایر لیتیوم از جمله اهداف بالقوه این فناوری هستند.
اهمیت این موضوع با توجه به رشد تقاضا برای خودروهای برقی، باتریها، شبکههای برق و فناوریهای انرژی پاک افزایش یافته است. بسیاری از تحلیلگران معتقدند عرضه فعلی برخی فلزات حیاتی در دهه آینده پاسخگوی تقاضای جهانی نخواهد بود و فناوریهای جدید استخراج میتوانند بخشی از این شکاف را پر کنند.
حمایت غولهای معدنی از فناوریهای نو
توسعه این فناوری توجه شرکتهای بزرگ معدنی را نیز جلب کرده است. Rio Tinto از طریق برنامه سرمایهگذاری خطرپذیر خود از توسعه فناوریهای نوآورانه معدنی حمایت کرده است.
استراتژی شرکتهای بزرگ معدن در سالهای اخیر تغییر کرده است؛ آنها به جای توسعه همه فناوریها در داخل شرکت، به سراغ استارتاپهایی میروند که میتوانند راهکارهای تحولآفرین ارائه دهند. هدف اصلی، کاهش هزینه تولید، کاهش اثرات زیستمحیطی و دسترسی به ذخایری است که پیشتر اقتصادی محسوب نمیشدند.
چالشهای پیشرو
با وجود جذابیت این فناوری، مسیر تجاریسازی آن بدون مانع نیست. رفتار متفاوت زمینشناسی در مناطق مختلف، کنترل حرکت محلولها در زیرزمین، تضمین جلوگیری از آلودگی آبهای زیرزمینی و دریافت مجوزهای زیستمحیطی از مهمترین چالشها هستند.
همچنین فناوریهای معدن معمولاً برای رسیدن از مرحله آزمایشگاهی به تولید صنعتی به سالها آزمایش میدانی و سرمایهگذاری نیاز دارند.
با این حال، اگر Thunderstone بتواند عملکرد خود را در مقیاس صنعتی اثبات کند، میتواند تعریف جدیدی از معدنکاری ارائه دهد؛ مدلی که در آن استخراج فلزات کمتر به جابهجایی میلیاردها تن سنگ وابسته است و بیشتر بر فناوری، کنترل انرژی و مهندسی زیرسطحی تکیه دارد.
در شرایطی که جهان به دنبال تامین فلزات مورد نیاز گذار انرژی است، آینده معدن شاید نه در معادن بزرگتر، بلکه در روشهای هوشمندتر استخراج نهفته باشد.
