Harvinaisten mineraalien löytäminen Yhdysvaltojen hiilikaivoksista on herättänyt uutta kiinnostusta kansainvälistä kaivosteollisuutta kohtaan. Tutkimukset, jotka keskittyivät Coloradon ja Utahin hiilialtaaseen, paljastivat merkittäviä pitoisuuksia elementtejä, joita tarvitaan akkujen , tuuliturbiinien ja sähköautojen valmistukseen.
Sisällysluettelo
Tämä löytö on osa kansallista strategiaa, jonka tavoitteena on varmistaa kriittisten resurssien saatavuus energiasiirtymää varten. Nykyaikaisessa teknologiassa tarvittavat harvinaiset mineraalit ovat yksi globaalin toimitusketjun haavoittuvimmista lenkeistä. Aasiasta tuontiin voimakkaasti riippuvainen Yhdysvallat etsii nyt kotimaisia vaihtoehtoja.
Nämä harvinaiset mineraalit on löydetty Utahin ja Coloradon hiilikaivoksista.
Uinta-hiilialtaaseen voi olla odottamaton lähde tulevaisuuden teknologioille tarvittavia harvinaisia mineraaleja. Tähän johtopäätökseen on tullut ryhmä tutkijoita, jota johtaa Utahin yliopiston geologian ja geofysiikan laitoksen apulaisprofessori Lauren Birgenheyer. Ryhmä on analysoinut yli 3500 näytettä kymmenestä toiminnassa olevasta kaivoksesta .
Vaikka hiili itsessään sisältää vain vähän arvokkaita alkuaineita, sitä ympäröivät kallioperän kerrokset (erityisesti liuskekivi ja aleuritiiviset muodostumat) osoittivat harvinaisten mineraalien pitoisuuden olevan yli 200 miljoonasosaa .
Tässä yhteydessä Yhdysvaltain energiaministeriö katsoo, että 300 miljoonasosaa pitoisuusraja on taloudellisesti kannattava . Tämä luku tuo useat alueet Utahissa ja Coloradossa lähelle tuotantotasoa, mikä voi tehdä niistä lisäkaivosalueita olemassa olevien hiiliprojektien puitteissa.
Birgenhayerin lähestymistapa on pragmaattinen: ”Jos kiviä jo siirretään, miksi emme käyttäisi tätä prosessia energian siirtymän resurssien hankkimiseen?” Tällainen lähestymistapa mahdollistaisi olemassa olevan infrastruktuurin hyödyntämisen ja minimoisi uusien kaivostoimintojen kustannukset ja ympäristövaikutukset.
Ovatko harvinaiset mineraalit ja harvinaiset maametallit sama asia?
On tärkeää huomata, että harvinaiset mineraalit ja harvinaiset maametallit eivät ole sama asia. Termiä ” harvinaiset maametallit ” käytetään luokittelemaan 17 kemiallista alkuainetta (skandium, yttrium ja 15 lantanoidia), joita esiintyy mineraaleissa, kuten monatsiitissa.
”Harvinaiset mineraalit” on puolestaan laajempi termi, joka kattaa muut mineraalit, jotka ovat todella harvinaisia luonnossa, kuten tantaali, niobium, indium ja gallium, jotka eivät kuulu harvinaisten maametallien ryhmään.
Näiden harvinaisten mineraalien käytännön käyttö kaivosteollisuudessa
Tutkimuksen tulokset liittyvät suoraan nykyaikaiseen kaivosteollisuuteen. Michael Vanden Berg Utah’n geologisesta palvelusta selitti, että yritykset voivat laajentaa louhintaa vain hieman lisäämällä louhinnan syvyyttä muutamalla metrillä hiilikerrosten ylä- ja alakerroksista harvinaisten mineraalien louhimiseksi.
Käytännössä tämä tarkoittaa kaksinkertaista tuottoa investoinneille kaivoksille : hiilen tuotannon ylläpitäminen ja samalla tarvittavien resurssien hankkiminen teknologia- ja energiateollisuudelle.
Vaikka hiili itsessään ei sisällä merkittäviä määriä, sen ympärillä olevat kivet voidaan muuttaa arvokkaaksi toissijaiseksi lähteeksi.
Tämä lähestymistapa on sopusoinnussa hiili-, harvinaisten maametallien ja kriittisten mineraalien aloitteen (CORE-CM) tavoitteiden kanssa. CORE-CM on liittovaltion ohjelma, jonka tavoitteena on elvyttää kaivosalueita hyödyntämällä niiden luonnonvaroja kokonaisvaltaisesti.
CORE-CM-hankkeen rooli
CORE-CM-hanke tähtää mineraalivarojen tunnistamiseen, arviointiin ja hyödyntämiseen Yhdysvaltojen hiilialtailla . Sen malli yhdistää tieteellisen tutkimuksen, teknologisen innovaation ja julkisen ja yksityisen sektorin kumppanuuden.
Sen tavoitteista voidaan mainita seuraavat:
- Arvioida olemassa olevia resursseja käyttämällä yksityiskohtaisia geologisia malleja ja tunnistamalla tietopuutoksia.
- Edistää alueelliseen infrastruktuuriin perustuvia strategioita, jotka edistävät paikallista talouskasvua.
- Kehittää teknologisten innovaatioiden keskuksia, jotka toimivat yhteisenä alustana yrityksille ja yliopistoille.
- Edistää työntekijöiden koulutusta ja oppimista tärkeimpien mineraalivarojen alalla.
Useissa osavaltioissa toteutettava ohjelma tavoittelee riippuvuuden vähentämistä tuonnista ja kansallisen talous- ja energiaturvallisuuden vahvistamista . Se edistää myös jätteiden (esimerkiksi hiilen louhinnan sivutuotteiden) käyttöä uusien materiaalien tuotannossa ja teollisuusjätteiden minimointia.
Tiede, talous ja energiasiirtymä
Utahin tutkimus on osa laajempaa pyrkimystä monipuolistaa strategisten mineraalivarantojen lähteitä Yhdysvalloissa.
Tutkimuksessa, jossa analysoitiin yli 11 000 lisä näytettä, oletetaan, että harvinaiset mineraalit muodostuivat muinaisesta vulkaanisesta tuhkasta, joka kerrostui miljoonia vuosia sitten turvesoille . Ajan myötä elementit siirtyivät ohuempiin kallioperän kerroksiin ja jäivät hiilikerrostumien lähelle.
Mahdollisuus hyödyntää näitä resursseja ilman uusien kaivosten avaamista tarjoaa strategisen edun: olemassa olevan infrastruktuurin käyttö takaa tarvittavien materiaalien saannin siirtymisessä puhtaaseen energiaan .
Näille mineraaleille sovitettujen erottelu- ja jalostustekniikoiden kehittäminen on avainasemassa teollisen kannattavuuden määrittämisessä. Jatkotutkimukset keskittyvät käytettävissä olevien resurssien kokonaismäärän kvantitatiiviseen arviointiin ja taloudellisesti kestävien louhintamenetelmien kehittämiseen.
