Тотален добив: минните компании ще търсят критични метали в десетилетия отпадъци

Скандият се крие в сенките на периодичната таблица. Дори според езотеричните стандарти на други важни минерали, мекият, сребрист метал с атомен номер 21 е нещо като енигма, пише Анди Хоум за "Ройтерс".

Смята се, че световният пазар е с размер между 15 и 25 тона, но никой не е много сигурен. Производството е потенциално много по-високо. Трудно е да се каже обаче, тъй като голяма част от него е в Китай и производството винаги е като страничен продукт от други метали.

Русия използва скандиево-алуминиеви сплави в своите изтребители МиГ още през 80-те години. Тя също има производство на скандий.

Съединените щати, напротив, са изцяло зависими от вноса през последните години. Типично за непрозрачността на скандия е, че Геоложката служба на Съединените щати (USGS) казва, че "няма окончателни данни" за доставчиците.

"Смята се, че вносът е предимно от Европа, Китай, Япония и Русия", казва USGS.

Не е трудно да се разбере защо скандият е в списъка на критичните минерали в САЩ.

Оказва се обаче, че Rio Tinto е произвеждала скандий през цялото време в своите титанови операции в Канада. Но металът, който сега се смята за критичен, е отивал заедно с други отпадъци в хвостохранилище.

Сега компанията е разработила как да извлече скандиев оксид от потока за обработка на титан, което го прави единственият производител в Северна Америка.

Rio Tinto току-що изпълни същия трик за друг критичен минерал - телур - в своята медна фабрика в Юта.

Отпадъците от мините и обработката бързо се очертават като новата граница за доставка на критични метали.

Металът "ако"

Скандият, според Minor Metals Trade Association (MMTA), отдавна се счита за метал "ако".

Само ако имаше достатъчно предлагане, особено западно предлагане, производителите щяха да експлоатират качествата му като легиращ агент с алуминий.

Хвърлете малко количество скандий в алуминиевата стопилка и ще получите 10-15% намаление на теглото, по-висока здравина, по-голяма гъвкавост и устойчивост на термичен шок.

Всичко това са характеристики, които го правят идеален за модерни самолети или космически приложения.

Въпреки това, поради липса на достъпни доставки, скандиево-алуминиеви сплави са ограничени до нишови западни продукти като бейзболни бухалки и стикове за лакрос.

Rio Tinto Fer et Titane ще промени това, като увеличи своя демонстрационен завод в търговски мащаб в Квебек до капацитет от три тона годишно, което може да не звучи много, но е еквивалентно на около една пета от световното предлагане.

Проектът отне по-малко от две години от чертожната дъска до търговската демонстрация, не се нуждае от допълнително копаене и се предлага с нисък въглероден отпечатък.

Да направиш от тиня слънчеви панели

Телурът е друго критично минерално главоболие за Съединените щати. Зависимостта от внос е повече от 95%, казва USGS.

Китай е доминиращият производител в света, извличайки телур от потоците от метални отпадъци. Световното производство е само 580 тона през 2021 г., според Rio Tinto.

Лежейки на това, което MMTA описва като „границата между металите и неметалите“, търсенето на телур е разпространено в широк спектър от специализирани приложения.

Въпреки това, използването му чрез кадмиев телурид в слънчеви панели го прави важен и бързо развиващ се енергиен преходен метал.

First Solar, най-големият производител на фотоволтаични панели в САЩ, ще бъде клиент на медната рафинерия Kennecott на Rio Tinto в Юта.

Телурът преди това е бил част от отпадъчния поток от анодна тиня на Kennecott, предназначен за обработка и дългосрочно съхранение.

Сега той ще бъде преобразуван в мед-телур със скорост от 20 тона годишно, преди да бъде изпратен в канадската 5N Plus за рафиниране и последваща доставка до First Solar. 5N Plus също ще използва част от материала за полупроводникови материали с ултра-висока чистота в своето съоръжение в Юта.

Новата верига на Kennecott за телур струва само 2,9 милиона долара и отне по-малко от три години за изграждане, след като местният екип започна да измерва достатъчно високи концентрации в медната руда през 2019 г.

Тотален добив

И двата проекта са трансформиращи, намалявайки риска за две от критичните вериги за доставка на минерали в Съединените щати.

Нито един от тях не изисква допълнителен тон добита скала, премахвайки необходимостта да участвате в това, което често е мъчителен процес на планиране и изддаване на разрешителни.

Още по темата

Ненаситният глад за литий привлича огромни инвестиции към Австралия

Минните гиганти се готвят за по-трудни времена, докато световното търсене се колебае

Най-мръсните нефтени и газови находища в света са в Русия, Туркменистан и САЩ

Глобалната борба за метали поставя Африка в светлината на прожекторите

Те са примери за нова тенденция в индустрията към така нареченото добиване с цялостна концепция, известно още като тотален добив, разширяващо историческия фокус върху един или два основни продукта до потенциално всичко с метална стойност в рудата, която се добива и обработва.

„Заводът за телур на Kennecott е най-новият пример за работа, която извършваме в световен мащаб, за да минимизираме отпадъците, като намираме приложение за всеки материал, който изкопаваме от земята, или създаваме нови продукти от самите отпадъци“, казва Rio Tinto.

Производителите по целия свят се връщат към своите процеси за обработка, за да разберат по-добре какво са изхвърляли преди в езерото за отпадъци.

Руският производител на алуминий Rusal, например, намери свой собствен начин за производство на скандий от отпадъците от "червена кал", генерирани в процеса на рафиниране на алуминиев оксид.

Миналата година компанията стартира своята гама от скандиеви сплави ScAlution, като се стреми да завладее дял от пазар, който може да нарасне до 300 000 тона годишно до 2035 г. благодарение на подобреното предлагане.

Следващото голямо предизвикателство за превръщането на отпадъци в минерали е литият, металът, който стои в самото сърце на прехода към зелена енергия.

Rio Tinto работи по проект за производство на литий от трупани в продължение на деветдесет години отпадъци в нейната мина Boron в Калифорния, а други следват същия път, насочвайки се към стари въгледобивни райони като потенциален източник на литий и други енергийни преходни метали, като например кобалт и манган.

USGS е натоварена със задачата да картографира и събира данни за райони, съдържащи минни отпадъци, "за да се подобри разбирането на надземните критични минерални ресурси в преди това засегнати райони".

Това е не само изключително рентабилен начин за затваряне на критичните празнини в минералите на страната, но също така и начин за затваряне на разделенията "зелени срещу зелени", които карат всяка нова мина за енергийни преходни метали да се натъква на ожесточена екологична съпротива.

Оказва се, че зеленото бъдеще може да бъде постигнато поне отчасти чрез изчистване на минното наследство от миналото.