SunSirs: The Secret Fortune in Mine Tailings: Inside the Trillion-Dollar Waste-to-Wealth Rush (Tạm dịch: Sự may mắn bí mật trong mỏ: Bên trong sự đổ xô từ chất thải đến sự giàu có)

Hoa Kỳ bắt đầu nhắm mục tiêu khai thác mỏ và tăng cường nguồn cung trong nước các khoáng sản chủ chốt. Vào tháng 7 năm nay, Bộ Nội vụ Hoa Kỳ đã thực hiện một loạt cải cách quy định, thiết lập một kênh phê duyệt theo dõi nhanh cho các dự án thu hồi chất thải, và cũng hướng dẫn Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ lập bản đồ và đếm chất thải trong nước. Nhóm nghiên cứu của Trường Mỏ Colorado đã công bố kết quả mới nhất cho thấy 70 nguyên tố trong các hoạt động khai thác mỏ của Mỹ, ngoại trừ bạch kim và palladium, về mặt lý thuyết có thể thu được và đáp ứng nhu cầu trong nước bằng cách cải thiện các phương pháp thu hồi. Chất thải, là chất thải rắn chính trong phát triển tài nguyên khoáng sản, từ lâu đã phải đối mặt với tình trạng khó xử ba lần của việc chiếm đất lưu trữ, ô nhiễm môi trường và lãng phí tài nguyên.Được thúc đẩy bởi các lực lượng kép của chuyển đổi xanh và carbon thấp toàn cầu và sự thiếu hụt tài nguyên khoáng sản chủ chốt, chất thải đã được nâng cấp từ "chất thải công nghiệp" thành "tài nguyên thứ cấp" có giá trị kinh tế và sinh thái. Một cuộc cách mạng thầm lặng đã bắt đầu.

Cuộc cách mạng công nghệ đang lặng lẽ thúc đẩy "tái tạo giá trị" của chất thải

Khai thác mỏ đã tạo ra hàng trăm triệu tấn các ao chứa chất thải trên toàn thế giới, thúc đẩy sự phản đối của công chúng đối với ngành công nghiệp và một trong những lý do tại sao phải mất rất nhiều thời gian để xây dựng và vận hành các mỏ mới. Khai thác truyền thống là một ngành công nghiệp rất không hiệu quả, với quá nhiều khoáng chất có giá trị bị loại bỏ như chất thải do thiếu công nghệ để xử lý quặng cấp thấp hơn. Một bài báo nghiên cứu được công bố bởi Viện Fraunhofer ở Đức vào năm 2020 cho biết 6,5 tỷ tấn đồng đã được khai thác trên toàn cầu từ năm 1910 đến 2010, nhưng 1 tỷ tấn chưa bao giờ đưa nó ra thị trường. Các kim loại nằm im lặng trong các ao thải đại diện cho một kho báu tiềm năng có kích thước khổng lồ, chờ đợi để được mở khóa bởi các công nghệ sáng tạo. Khi các đổi mới chế biến truyền thống kết hợp với các công nghệ mới như công nghệ sinh học và trí tuệ nhân tạo, điều này đang thay đổi.

Việc tái phát triển chất thải mang lại lợi ích về cả khía cạnh kinh tế và môi trường.Theo tính toán của GEP Research, quy mô xử lý chất thải toàn cầu đã vượt qua 9 tỷ tấn vào năm 2025, với chất thải mỏ kim loại chiếm 65%. Khi lớp quặng giảm, số lượng này vẫn tiếp tục tăng. Rio Tinto đã thành công trong việc tách các kim loại quan trọng, chẳng hạn như chiết xuất scandium và telluri từ chất thải của các hoạt động hiện tại. Hudbay Minerals đang đánh giá tiềm năng tái khai thác mỏ tại mỏ Flin Flon ở Manitoba, Canada. Mỏ đóng cửa vào năm 2022, để lại gần một thế kỷ quặng thải giàu khoáng sản. Công ty Cobalt Blue Holdings của Úc đã hợp tác với dự án Flin Flon. Công ty cũng đã ký một thỏa thuận với Hội đồng thành phố Mount Isa ở Queensland để xử lý chất thải pyrite như một nguồn lưu huỳnh thay thế tiềm năng sau khi nhà máy luyện đồng của thị trấn đóng cửa. Công ty Kẽm Hindustan của Ấn Độ dự định đầu tư 438 triệu USD để xử lý 10 triệu tấn than thải mỗi năm tại mỏ Rampura Agucha, mỏ kẽm lớn nhất thế giới.

Nhiều nỗ lực trong lĩnh vực thu hồi chất thải là sự phát triển gia tăng.Công nghệ Glencore đã liên tục cải thiện máy nghiền ISAMill của mình để giảm khối lượng nghiền, tiết kiệm nước và giảm thiểu chất thải thải. Quá trình lọc Albion của công ty có thể làm tăng tỷ lệ thu hồi đồng lên trên 99%, giảm chi phí vận hành bằng một phần ba và phát triển các thân quặng phức tạp mà các công nghệ truyền thống không thể xử lý. Công ty đổi mới công nghệ sinh học Allonnia đang đi tiên phong trong các phương pháp tiếp cận cách mạng hơn. Công nghệ D-Solve của nó sử dụng vi sinh vật để chiết xuất có chọn lọc các tạp chất như magiê từ chất cô đặc. Công ty vừa hợp tác với Eagle Nickel Mine ở Hoa Kỳ để xây dựng một cơ sở tại chỗ có thể tăng mức niken lên 18% và giảm các tạp chất magiê lên 40%.

Trí tuệ nhân tạo (AI) đã trở thành một thuật ngữ bao quát cho tất cả các công nghệ sáng tạo.Các công ty lớn như Rio Tinto và BHP đã sử dụng trí tuệ nhân tạo trong các hệ thống vận tải tự động và dự đoán thời gian ngừng bảo trì thay vì phản ứng thụ động khi thiết bị bị bị hỏng. BHP kết hợp AI với công nghệ "cặp đôi kỹ thuật số " để tạo ra mô hình GenAI có thể phát triển các chiến lược phun và trộn quặng và hỗ trợ điều khiển dự đoán mô hình máy nghiền bi bán tự động. Nhà sản xuất đồng Freeport-McMoRan ở Mỹ đang làm việc với công ty tư vấn McKinsey để sử dụng trí tuệ nhân tạo để tăng sản lượng của các mỏ Bắc Mỹ. Thử nghiệm trí tuệ nhân tạo tại mỏ Baghdad ở Arizona đã làm tăng sản lượng đồng 5-10%. Khi nó được thúc đẩy trong toàn bộ hoạt động kinh doanh tổng thể của mình ở Hoa Kỳ, công nghệ này dự kiến sẽ tăng sản lượng đồng của Mỹ lên 90.000 tấn mỗi năm. Xây dựng một nhà máy chế biến mới với cùng sản lượng sẽ mất tới 8 đến 10 năm từ khi lập kế hoạch đến vận hành.

Sự chuyển đổi công nghiệp từ "gánh nặng sinh thái" sang "tài sản khí hậu"

Thị trường tín dụng carbon đã tăng gấp mười lần trong hai năm qua và McKinsey dự đoán nó có thể trị giá lên đến 1,2 nghìn tỷ USD vào năm 2050. Một báo cáo mang tên "Beyond Mining: Biến chất thải thành một cơ hội không ròng trị giá hàng tỷ đô la ", đồng tác giả bởi Arca Climate Technologies, một công ty tư vấn khí hậu phi lợi nhuận, và Will McManus, một cựu nhà báo khai thác mỏ cho Financial Times, đã phá vỡ câu chuyện truyền thống về chất thải như một "trung tâm chi phí" và cung cấp một quan điểm phá vỡ về sự phát triển của chất thải từ góc độ biến đổi khí hậu, được gọi là "carbon mineralization".Điều này đại diện cho một cơ hội kinh doanh chuyển đổi và một nguồn doanh thu mới.

Công nhận giá trị ba của việc tái tạo chất thải mỏ.B áo cáo này lần đầu tiên chứng minh một cách có hệ thống rằng đu ôi sắt magi ê/si êu magi ê được sản xuất bởi khai thác nik en , kim c ương , cr ôm và các kho áng chất khác có các tính chất hóa học tự nhiên có thể thu giữ CO .‚‚. Các nguyên tố hoạt tính trong các loại đá như vậy có thể phản ứng với CO .‚‚ trong bầu khí quyển để hình thành các tinh thể magi ê ca c bon at ổn định , là " nh ững chất mang lưu trữ carbon chờ được kích hoạt " . Kho dự trữ toàn cầu của chất thải thích hợp cho vật liệu kho áng hóa carbon là gần 20 tỷ tấn , về mặt lý thuyết có thể lưu trữ 4 tỷ tấn CO .‚‚ hơn 10 lần lượng khí thải carbon hàng năm của toàn cầu . Không giống như các công nghệ thu giữ carbon truyền thống đòi hỏi việc xây dựng các cơ sở mới đ ắt tiền , các công ty khai thác mỏ đã có cơ sở hạ tầng (ao thải , hệ thống vận chuyển) và chuyên môn địa chất để xử lý khối lượng lớn vật liệu , và có thể trực tiếp chuyển đổi các cơ sở khai thác thải thành " nh à máy hóa chất khai thác carbon ".Ư u điểm của " chu y ển đổi tại chỗ " này làm cho chi phí loại bỏ carbon thấp hơn 30% -50% so với các công nghệ khác . B áo cáo tính toán rằng giá trị tiềm năng của các tín dụng carbon chỉ từ các chất thải hiện có đã là 1,3 nghìn tỷ đô la , và có thể tăng lên 5, 2 nghìn tỷ đô la nếu chất thải ki ềm lịch sử được bao gồm .

Mô hình Arca và thực hành thương mại đột phá hai chiều trên thị trường.Arca là một công ty của Canada tham gia vào việc khai thác khai thác carbon và nghiên cứu và phát triển ứng dụng tách carbon, đã tạo ra một con đường kỹ thuật khả thi để chuyển đổi carbon của đuôi.Đầu tiên là mô hình cho thuê tài sản, trả phí sử dụng hồ chứa đuôi cho các doanh nghiệp khai thác mỏ, độc lập vận hành các dự án khoáng hóa carbon và độc quyền hưởng lợi tín dụng carbon; thứ hai là mô hình liên doanh, thành lập liên doanh với các doanh nghiệp khai thác mỏ lớn, nơi các doanh nghiệp khai thác mỏ cung cấp nguồn tài nguyên và địa điểm khai thác, công nghệ đầu ra Arca và lợi nhuận được chia 4: 6, mô hình này đã được triển khai trong dự án mỏ niken của Mỹ của Talon Metals; mô hình thứ ba là mô hình cấp phép công nghệ, bán các gói công nghệ và hệ thống giám sát cho các doanh nghiệp khai thác mỏ, và tính 15%-20% lợi ích tín dụng carbon làm phí cấp phép. Hiện tại, Arca đã ký thỏa thuận mua trước tín dụng carbon với các doanh nghiệp công nghệ như Microsoft và Google, với giá đơn vị khoảng 80-120 USD/ton CO.‚‚, đắt hơn 40% so với các bồn chứa carbon lâm nghiệp truyền thống. Bởi vì lưu trữ cacbon đuôi có lợi thế không có rủi ro là vĩnh viễn và không đảo ngược, các khoản trợ cấp chính sách đã rút ngắn thời gian hoàn vốn của dự án từ 8 năm xuống còn 3-4 năm.

"Bản sắc khí hậu" của ngành khai thác mỏ đang được định hình lại.Báo cáo, so sánh trường hợp ô nhiễm của Vịnh Tete ở Peru (một mỏ đồng đã phát thải 785 triệu tấn chất thải trong 35 năm, phá hủy sinh thái đánh cá), chỉ ra rằng công nghệ khoáng hóa carbon biến chất thải từ một "nguồn ô nhiễm" thành một "tài sản môi trường", về cơ bản giải quyết các mối quan tâm về môi trường của cộng đồng và quy định. Các thí điểm của Arca ở mỏ đồng của Chile cho thấy rằng sau khi áp dụng công nghệ của nó, thời gian của mỏ để có được giấy phép môi trường cộng đồng đã được rút ngắn từ 18 tháng xuống còn 6 tháng. Dữ liệu trong báo cáo cho thấy các công ty khai thác có khả năng khoáng hóa carbon được định giá cao hơn 25 - 30% so với các công ty khai thác truyền thống.Poseidon Nickel, công ty hợp tác với Arca, chứng kiến giá cổ phiếu của mình tăng 40% sau khi thỏa thuận được công bố, và nó đã nhận được đơn đặt hàng mua ưu đãi từ các công ty xe năng lượng mới. Khoáng hóa cacbon thải giải quyết hai điểm đau chuyển đổi chính cùng một lúc: một mặt, nó làm giảm sự thiếu hụt khoáng chất chiến lược bằng cách phục hồi các yếu tố như lithium và cobalt từ chất thải (được thực hiện đồng thời với khoáng hóa cacbon); mặt khác, nó cung cấp nguyên liệu thô "kim loại carbon thấp" cho chuỗi ngành công nghiệp năng lượng mới. Báo cáo dự đoán rằng đến năm 2030, 30% niken và 20% cobalt của thế giới sẽ đến từ việc thu hồi chất thải, và dấu chân carbon của các kim loại liên quan sẽ giảm hơn 60%.

Các công ty khai thác mỏ khổng lồ đã liệt kê chất thải như một lựa chọn chiến lược cho sự tăng trưởng tài nguyên

Freeport-McMoRan 's "tailings leaching" new growth pole.Cột tăng trưởng chính của Freeport-McMoRan là đặt cược lớn vào công nghệ lọc để chiết xuất đồng từ chất thải quặng. Công ty là một trong những doanh nghiệp đầu tiên trên thế giới thực hiện luyện kim ướt quy mô lớn, và hiện đang hợp tác với Công ty Tài nguyên Jetti, và công nghệ xúc tác của công ty Jetti được áp dụng cho mỏ đồng El Abra của Freeport ở Chile và mỏ Baghdad ở Arizona, Hoa Kỳ. Trong năm 2023, sản lượng đồng của Freeport-McMoRan tăng 144 triệu pound thông qua đổi mới công nghệ lọc, và nó tăng lên 214 triệu pound vào năm 2024, trong đó 50 triệu pound được thêm vào quý IV. Công ty có kế hoạch đạt được 300 triệu pound sản xuất đồng mỗi năm thông qua công nghệ lọc vào cuối năm 2025, và đạt 400 triệu pound vào cuối năm 2026, với mục tiêu dài hạn là sản xuất 800 triệu pound đồng mỗi năm. Chi phí sản xuất của đồng lọc sẽ thấp hơn một phần ba so với các mỏ đá cứng, và không cần các nhà luyện để xử lý nó. Điều này cho phép công ty thu hồi đồng từ một số lượng lớn các cọc đá thải với chi phí thấp hơn, bù đắp hiệu quả tác động của lớp quặng giảm và tăng cường khả năng cạnh tranh của công ty.

Công nghệ mài và nổi siêu mịn của Ivanhoe Mines.Mỏ đồng Kamoa-Kakula của Ivanhoe Mines là một trong những mỏ đồng siêu lớn với mức độ cao nhất trên toàn cầu. Vào năm 2023, công ty đã tiến hành các thử nghiệm tái thu hồi trên các chất thải từ các nhà máy tập trung giai đoạn I và giai đoạn II. Trong quá trình thu hồi đuôi, công nghệ mài siêu mịn của việc mài đuôi xuống dưới 12 micron (80%) đã được áp dụng, tiếp theo là các quá trình nổi, làm dày và lọc thông thường. Kết quả thử nghiệm sơ bộ cho thấy rằng ngay cả khi cấp thức ăn dưới 1%, khoảng 65% đồng trong các chất thải vẫn có thể được thu hồi để sản xuất đồng cô đặc có chứa khoảng 40% đồng. Máy tập trung đuôi cũng sẽ áp dụng các công nghệ truyền thống, bao gồm các nhà máy cường độ cao và máy nổi Jameson được sử dụng trong quá trình nổi, và mở rộng công suất làm dày. Hiện tại, DRA Global, nhà cung cấp dịch vụ toàn quy trình của dự án này, đã tiến hành nghiên cứu kinh tế-kỹ thuật liên quan về việc xây dựng và vận hành các cơ sở tái thu hồi chất thải, và kết quả cho thấy lợi ích kinh tế rất hứa hẹn.

Công nghệ lọc và chế biến khoáng sản Amoniac-Cyanide theo giai đoạn của Zijin Mining.Zijin Mining đã nghiên cứu và áp dụng công nghệ lọc amoniac - xyanua phân đoạn với chất phản ứng thấp và loại bỏ đồng chọn lọc, đã giải quyết vấn đề chế biến khoáng sản và luyện kim trên toàn thế giới về quặng vàng - đồng có hàm lượng lưu huỳnh và asen cao ở Talas của Tajikistan. Thông qua hơn 20 nâng cấp công nghệ, tỷ lệ phục hồi của mỏ vàng Rosebel ở Suriname đã vượt quá 95%. Zijin Mining đã đạt được khai thác kinh tế quặng vàng với mức độ 0,15 gram mỗi tấn và quặng đồng với mức độ 0,1%. Các "molibden nổi và tách + đồng - lưu huỳnh số lượng lớn nổi và tách công nghệ lợi ích" nghiên cứu và áp dụng bởi nó đã nhận ra sự phục hồi sạch và hiệu quả của đồng, molypden liên quan cấp thấp và bạc tài nguyên kim loại có giá trị trong mỏ đồng Tây Tạng Julong. Tỷ lệ thu hồi của đồng và molypden đã đạt lần lượt 85% và 74%, và lớp đồng của quặng được chọn đã giảm từ 0,4% ban đầu xuống còn 0,17%. Trần Jinghe, chủ tịch của Zijin Mining, đưa ra "lý thuyết dự trữ biến đổi", tin rằng giá trị của tài nguyên thay đổi năng động với giá kim loại, điều kiện kỹ thuật và chi phí. Dưới sự hướng dẫn của lý thuyết này, nguồn tài nguyên sẵn có của mỏ vàng Zijinshan đã tăng từ 5,45 tấn lên 318 tấn.

Công nghệ Nuton Bioleaching của Rio Tinto.Công nghệ Nuton dựa vào các vi sinh vật tự nhiên. Sau khi canh tác quy mô lớn trong một lò phản ứng sinh học độc quyền, chúng được đưa vào các đống quặng nghiền để đẩy nhanh quá trình oxy hóa của quặng sulfide chính. Nhiệt được tạo ra bởi quá trình oxy hóa vi khuẩn hòa tan đồng vào chất tẩy ra, cuối cùng có thể được xử lý trực tiếp thành đồng âm cực với độ tinh khiết 99,99%. Công nghệ này loại bỏ các bước lợi dụng, luyện kim và tinh chế khai thác truyền thống, cho phép sản xuất đồng trực tiếp tại địa điểm khai thác. Nó có khả năng thích ứng cảnh linh hoạt hơn: không cần thiết các cơ sở luyện kim quy mô lớn và nó có thể được tùy chỉnh để triển khai. Nó thích hợp cho việc chuyển đổi các mỏ cũ, cũng như phát triển các mỏ nhỏ địa phương và xây dựng các mỏ xanh. Tỷ lệ thu hồi đồng của quặng sulfide sơ cấp có thể lên đến 85%, vượt xa 50%-70% của các quy trình truyền thống. Nó cũng có thể chiết xuất đồng từ "vật liệu thải" truyền thống như đá thải và chất thải, kéo dài tuổi thọ của mỏ. So với các quy trình truyền thống, lượng khí thải carbon và tiêu thụ nước giảm lần lượt 40%-60% và 60%-80%, phù hợp với chính sách khai thác xanh. Chi phí cơ sở hạ tầng và chu kỳ vận hành (18 tháng) thấp hơn nhiều so với các quy trình truyền thống (18 năm), và chi phí vận hành ổn định hơn. 70% tài nguyên đồng trên thế giới là quặng sulfide chính.Ứng dụng thương mại của công nghệ Nuton được dự kiến sẽ mở khóa dự trữ khổng lồ này. Rio Tinto đã tiến triển các cuộc đàm phán hợp tác dự án ở Bắc và Nam Mỹ. Hiện tại, công nghệ Nuton đang ở giai đoạn đầu của thương mại hóa, nhưng nó gây gián đoạn về mặt sử dụng tài nguyên, thân thiện với môi trường và kiểm soát chi phí.Đây là một hướng công nghệ quan trọng dưới xu hướng "giảm carbon + tự chủ địa phương" trong chuỗi cung ứng đồng toàn cầu.

Là một "sản phẩm phụ" của sản xuất khai thác mỏ, dưới tác động kết hợp của các động lực chính sách, sự thiếu hụt tài nguyên, đột phá công nghệ và nhu cầu thị trường, chất thải đã chuyển đổi từ một "gánh nặng sinh thái" truyền thống thành một "mất mỏ quặng có giá trị" mà các gã khổng lồ khai thác mỏ đang cạnh tranh để bố trí.Đặc biệt là trong bối cảnh mâu thuẫn cung cầu ngày càng tăng trong các khoáng sản chính, mức độ quặng giảm hàng năm, các mỏ mới được phát hiện ít hơn, thời gian phát triển lâu hơn cho các mỏ mới, các chính sách ESG nghiêm ngặt hơn ở các quốc gia khác nhau, và những khó khăn và chi phí hoạt động ngày càng tăng, giá trị chiến lược của chất thải đã trở nên nổi bật hơn, phục vụ như một điểm đột phá kép để giải quyết cả sự thiếu hụt tài nguyên và áp lực môi trường.

Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc hoặc nhu cầu mua hàng, xin vui lòng liên hệ với SunSirs với support@sunsirs.com.