Việc khai thác đồng, niken, coban và các khoáng sản khác từ chất thải mỏ đang hứa hẹn nhiều triển vọng. Đây có thể là nguồn khoáng sản mới quan trọng, cần thiết cho quá trình dịch chuyển năng lượng đồng thời góp phần làm sạch các khu mỏ cũ.

Một hồ đập thải quặng đuôi. Nguồn: Mining.com

Australia là một trong số các quốc gia đi tiên phong trong lĩnh vực này. Chính phủ nước này vừa công bố bản đồ 1.050 bãi thải quặng đuôi trên tổng số hơn 50.000 khu mỏ cũ và bị bỏ hoang trên cả nước, là nguồn cung cấp các kim loại tiềm năng mà nhu cầu dự báo sẽ bùng nổ trong những thập kỷ tới nhằm phục vụ sản xuất các sản phẩm năng lượng sạch bao gồm pin điện và tuabin gió.

Theo ước tính của các chuyên gia, để đạt mục tiêu giới hạn mức tăng nhiệt độ trung bình của Trái đất không quá 1,5°C theo Hiệp định Paris về biến đổi khí hậu, mỗi năm thế giới cần thêm 100 tỷ đô la đầu tư vốn vào lĩnh vực tài nguyên, hoặc tăng gấp đôi sản lượng đồng, thép và kali cacbonat và gấp bốn lần sản lượng niken trong 30 năm tới so với 30 năm trước.

Trong bối cành nguồn tài nguyên khoáng sản trên bề mặt Trái đất đang ngày càng cạn kiệt, các nguồn tài nguyên có hàm lượng kim loại cao trở nên khó tìm và khó khai thác hơn, chất thải mỏ có thể là một nguồn kim loại quan trọng.

Phát biểu tại một hội nghị diễn ra hồi tháng 6, ở Brisbane, Australia, Laura Tyler - giám đốc kỹ thuật của công ty tài nguyên hàng đầu thế giới BHP cho biết: “Tài nguyên đồng hàm lượng dưới 0,5% của ngày mai sẽ hấp dẫn như tài nguyên đồng hàm lượng 2% của ngày hôm qua, và là nguồn cung cấp khoáng sản quan trọng cho thế giới để khử cacbon với chi phí thấp. Điều này có nghĩa là chất thải mỏ của quá khứ sẽ trở thành tài nguyên mới của tương lai”.

Tính riêng ở Australia đã có khoảng 5 triệu tấn đồng trong chất thải quặng đuôi nhưng không rõ bao nhiêu trong số đó có thể được thu hồi tại các khu mỏ đồng thời chứa nhiều kim loại nặng độc hại khác.

Biến chất thải mỏ thành sản phẩm có giá trị

Tập đoàn khai thác tài nguyên khoáng sản toàn cầu Rio Tinto của Australia từ lâu đã tập trung nghiên cứu khai thác chất thải mỏ truyền thống và chuyển đổi thành các sản phẩm hữu ích. Khoảng 85% chất thải mỏ của Rio Tinto, xấp xỉ 400.000 tấn, từ các cơ sở khai thác nhôm ở Canada đã được sử dụng để chế biến các sản phẩm mới. Rio Tinto cũng bắt đầu sản xuất tellurium, được sử dụng trong các tấm pin năng lượng mặt trời, từ chất thải của quá trình tinh chế đồng tại nhà máy Kennecott ở Mỹ.

Khoáng sản quan trọng rất khó khai thác ở quy mô lớn vì chúng thường được tìm thấy trong các mỏ đá nhỏ, nằm rải rác, tuy nhiên, Rio Tinto đang nỗ lực gia tăng sản lượng để vươn lên thành nhà sản xuất khoáng sản quan trọng lớn thứ sáu thế giới. Hiện Rio Tinto đang là một trong hai nhà sản xuất khoáng sản quan trọng sử dụng các tấm pin năng lượng mặt trời và các thiết bị quan trọng khác ở thị trường Mỹ.

Thế giới đang dần thích nghi với năng lượng tái tạo và khi nhu cầu lưu trữ năng lượng tăng vọt thì sự phụ thuộc của thế giới vào pin lưu trữ cũng tăng theo. Ở thời điểm hiện tại, pin lithium-ion cỡ lớn có thể cung cấp năng lượng cho toàn bộ thành phố và đó mới chỉ là bước khởi đầu của tương lai khi cả thế giới “chạy” bằng pin. Những loại pin này có đặc điểm là phụ thuộc phần lớn vào coban.

Giữ vị trí là nước xuất khẩu coban lớn thứ ba thế giới, là nhà sản xuất lithium lớn nhất thế giới và nhà sản xuất đồng quan trọng, Australia vẫn đang tích cực tìm kiếm các nguồn coban tiềm năng.

Theo bản đồ các bãi thải quặng đuôi của nước này, ngoài nguồn coban dồi dào tại các khu mỏ ở phía Tây Bắc của bang Queensland, ở bờ biển phía Tây của bang Tasmania, coban được tìm thấy lẫn với pyrit trong chất thải mỏ, có thể oxy hóa theo thời gian thành axit. Thu hồi các kim loại này sẽ tạo cơ hội ngăn chặn quá trình oxy hóa pyrit.

Cobalt Blue, một công ty công nghệ, chuyên phát triển các hoạt động khai thác và tinh chế coban của Australia, đã nhận thấy cơ hội lớn từ chất thải mỏ. Các kế hoạch chế biến của Cobalt Blue đang nhắm vào pyrit, trước đây bị bỏ qua vì khó xử lý, nhưng trước nhu cầu về coban ngày càng tăng để chế biến các vật liệu âm cực trong pin li-on, giờ đây trở nên rất có giá trị.

Khai thác chất thải mỏ để sản xuất các khoáng sản quan trọng đồng nghĩa với việc biến chất thải mỏ thành một sản phẩm hữu ích - công nghệ mới mẻ này không chỉ mang lại giá trị kinh tế mà còn có ý nghĩa tích cực về môi trường, góp phần giảm thiểu những tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu đang diễn ra ngày một gay gắt./.