2021년 5월 6일

새로운 추출 방법은 채굴에 혁명을 일으킬 수 있다

광석 체에 직접 전극을 시추하는 새로운 공정은 엄청난 양의 표면 토양과 과부하를 제거 할 필요없이 보다 지속가능한 광산업 혁명을 가져온다.

과학자들은 모체에서 구리와 같은 금속을 추출하는 새로운 방법을 개발했다. 국제연구팀은 금속을 현장에서 선택적으로 용해 및 회수하기 위해 저 투과성 구리 함유 광석퇴적물 내에서 산의 이동을 제어하는 ​​전기장 적용에 대한 개념증명을 입증했다.

이는 광석 (맥석 물질이라고도 함) 내의 과도한 부담과 불순물을 모두 제거해야하는 물질을 물리적으로 굴착해야하는 이러한 광상 채굴에 대한 기존의 접근 방식과 대조적이다.

대부분의 현대 채광기술의 핵심 원칙은 청동기 시대가 시작된 최초의 개념 이후 근본적으로 변하지 않았다. 금속은 지하에서 채굴을 통해 매장지에 접근하거나 "오픈 캐스트"광산을 생성함으로써 채굴된다. 

이 전통적인 접근방식은 수백만 톤의 재료를 포함하고 종종 서식지 파괴로 이어지는 엄청난 양의 표면 토양, 과부하 및 맥석 재료도 발굴해야한다.

청정 기술은 다양한 금속과 광물에 의존하며, 전기자동차용 배터리는 수요 가속화의 가장 중요한 원동력이다. 

예를들어 리튬 (280 %) 및 니켈 (136 %)과 함께 코발트에 대한 수요는 수십년 내에 423% 까지 증가 할 수 있다.

미래의 청정 에너지 프로젝트 및 전기자동차에 필요한 과다한 금속을 공급하는 동시에 매우 중요한 물질의 채굴과 관련된 환경피해를 제한하는 새로운 추출 방법이 현재 시급히 필요하다.

엑서터대학의 지속가능한 채굴 선임강사인 리치 크레인박사는 그의 팀이 시연한 새로운 접근방식은 "키홀 수술"이라고도하는 복강경 검사와 유사하다고 말했다.

인간의 몸으로. 복강경 검사에서는 케이블의 길고 얇은 모양으로 인해 대상 부위에 더 쉽게 접근할 수 있으며 절개 부위가 작아 통증과 출혈이 줄어든다.

크레인 박사와 동료들은 동료 심사 저널 인 Science Advances에 연구결과를 발표했다. 그들은 그들의 새로운 기술이 광산업을 변화시킬 잠재력을 가지고 있다고 믿는다. 

첫째, 이전에는 접근할 수 없었던 광범위한 광석 매장지에서 금속을 용해 할 수 있기 때문이다. 

둘째, 추출의 비 침습적 특성으로 인해 산업의 지속가능한 미래를 안내하는 데 도움이 될 수 있다.

이 새로운 연구에서 호주, 덴마크 및 영국의 전문가들은 대상 전기장을 사용 하여 광석에서 구리를 현장 에서 용해하고 회수하여 재료를 물리적으로 발굴할 필요가 없도록 하는 방법을 보여주었다. 

이 방법은 광체에 직접 전극을 구성 (드릴링)하는 단계를 포함한다. 그런 다음 전류가 ​​적용되어 전기 이동이라고하는 프로세스를 통해 구리와 같은 하전된 금속이온이 암석을 통해 전달된다.

연구팀은 이제 이 새로운 기술에 대한 개념증명을 실험실 규모로 제공했으며 컴퓨터 모델링을 사용하여 검증되었다. 그들은 아이디어가 실험실 규모를 넘어서 작동할 것이라고 확신한다.

실험에 사용된 4cm 직경의 구리광석 샘플. 소스를 향하는면 (왼쪽) 및 대상을 향하는면 (오른쪽). 신용 : Martens, et al.