Một công nghệ nghiền quặng mới cho thấy tiềm năng đáng kể trong việc giảm tiêu hao năng lượng và phát thải trong quá trình chế biến khoáng sản, qua đó góp phần thúc đẩy xu hướng khai khoáng bền vững nhằm phục vụ quá trình chuyển dịch năng lượng toàn cầu.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Adelaide đang phát triển một công nghệ mới giúp giảm chi phí năng lượng và phát thải trong khai thác mỏ. (Ảnh: Đại học Adelaide)

Trong những năm gần đây, nhu cầu đối với các khoáng sản thiết yếu như đồng, lithium, nhôm hay vàng tăng mạnh, kéo theo làn sóng đầu tư vào các dự án khai khoáng mới trên thế giới. Tuy nhiên, song song với yêu cầu đảm bảo nguồn cung nguyên liệu cho công nghệ sạch và năng lượng tái tạo, ngành công nghiệp mỏ cũng đứng trước áp lực cắt giảm tiêu thụ năng lượng và khí thải carbon trong quá trình khai thác và chế biến.

Trong bối cảnh đó, nhiều doanh nghiệp và tổ chức nghiên cứu đã tập trung phát triển các giải pháp công nghệ nhằm nâng cao hiệu suất khai thác, giảm chi phí vận hành và hướng tới mục tiêu phát thải ròng bằng “0”. Một trong những công nghệ đang được chú ý hiện nay là hệ thống nghiền do Công ty Gyratory Roller Solutions Pty Ltd (GRolls) phát triển và được các nhà nghiên cứu tại Đại học Adelaide (Australia) đánh giá, thử nghiệm. GRolls là doanh nghiệp công nghệ có trụ sở tại bang Nam Australia, hoạt động trong lĩnh vực phát triển các giải pháp nghiền và xử lý khoáng sản hiệu quả năng lượng cao.

Theo nhóm nghiên cứu, công nghệ của GRolls sử dụng kết hợp các xung nén, lực kéo và lực cắt để phá vỡ quặng thay cho nghiền cơ học truyền thống. Kết quả thử nghiệm bước đầu cho thấy hơn 40% vật liệu sau xử lý đạt kích thước nhỏ hơn 425 micron chỉ sau một lần nghiền, trong khi tỷ lệ hạt siêu mịn dưới 75 micron chỉ chiếm khoảng 14%. Ưu điểm của công nghệ đặc biệt rõ rệt đối với nguồn quặng đầu vào có kích thước nhỏ hơn 2,36 mm.

Đáng chú ý, công nghệ này có thể loại bỏ hoặc giảm đáng kể nhu cầu nghiền và nghiền mịn - vốn là công đoạn tiêu thụ năng lượng lớn nhất trong chế biến khoáng sản. Theo ông Mark Drechsler, Giám đốc GRolls đồng thời là nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Đại học Adelaide, quá trình nghiền và nghiền mịn hiện chiếm hơn 1% tổng mức tiêu thụ năng lượng toàn cầu và có thể tiêu tốn tới 80% điện năng tại một mỏ khai thác. Ông cho biết các thử nghiệm đối với quặng đồng - vàng porphyry cứng cho thấy hệ thống GRolls có khả năng xử lý hiệu quả với mức tiêu hao năng lượng thấp hơn đáng kể so với công nghệ truyền thống, đồng thời không cần đến công đoạn nghiền mịn.

Kết quả thử nghiệm thực tế tại một cơ sở khai thác đồng - vàng ở bang New South Wales (Australia) cho thấy mức tiêu thụ năng lượng giảm khoảng 20%, trong khi tổng chi phí cho công đoạn nghiền giảm gần 50%. Ngoài hiệu quả tiết kiệm điện năng, công nghệ này còn được đánh giá có khả năng giảm nhu cầu sử dụng nước và hạn chế phát thải khí nhà kính trong quá trình tuyển khoáng.

Công nghệ mới của GRolls có thể tạo ra thay đổi lớn trong lĩnh vực chế biến khoáng sản. (Ảnh: Đại học Adelaide)

Hiện nay, nhóm nghiên cứu đang tiếp tục đánh giá những lợi ích của công nghệ nghiền khô khi kết hợp với các giải pháp công nghệ mới khác nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và hiệu suất chế biến trong sơ đồ công nghệ tuyển khoáng.

Bên cạnh hiệu quả năng lượng, hệ thống GRolls còn có ưu điểm về thiết kế nhỏ gọn nhưng vẫn bảo đảm khả năng mở rộng linh hoạt. Công nghệ này có thể tích hợp vào dây chuyền chế biến hiện có hoặc vận hành như một hệ thống độc lập, đồng thời phù hợp với cả quy trình khô và ướt, giúp thích ứng với nhiều loại mỏ và khoáng sản khác nhau.

Nhờ những ưu điểm trên, công nghệ mới của GRolls có thể trở thành bước tiến quan trọng trong lĩnh vực chế biến khoáng sản, góp phần đơn giản hóa dây chuyền công nghệ và nâng cao tính bền vững trong toàn bộ quá trình sản xuất.

Theo kế hoạch, GRolls sẽ thương mại hóa công nghệ này trong năm 2026 với sự hỗ trợ từ khoản tài trợ khởi nghiệp trị giá 300.000 AUD (khoảng 213.000 USD) của Chính quyền bang Nam Australia.

Nếu được ứng dụng rộng rãi, công nghệ nghiền của GRolls có thể tạo ra bước chuyển mới trong lĩnh vực chế biến khoáng sản, qua đó khẳng định vai trò của các giải pháp công nghệ tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải đối với sự phát triển bền vững của ngành khai khoáng./.