הביקוש העולמי למתכות ממשיך לעלות, מונע על ידי חשמלר, תשתיות אנרגיה מתחדשות, ואלקטרוניקה לצרכנים.באותו זמן, מיצוי גבוה אודיונות אוה מתמוססים, מה שהופך את תעשיית הכרייה למשאבים נמוכים יותר שנחשבו בעבר ללא-כלכלה, החלים מתכות מרמת הכרייה נמוכה זו, או משיטות אוטונומיות פחות, אשר עברו שינוי היסטורי, בשל האנרגיה הגבוהה והכימיקלים הנדרשים ביחס לערך המוחזר, כגון טכנולוגיות אלקטרו-כימיקליות, מאפשרות שינוי חיצוניות, כגון, כגון, שינויים בטכניקות סביבתיות, שינויים בטכניקות סביבתיות, כגון, כגון חסכוניות, כגון, חומרים כימיים, שינויים בטכניקות אלקטרו-כימיקליות, כגון, שינויים בטכניקות סביבתיות, כגון, כגון, שינוי חומרים כימיים, שינויים בטכניקות סביבתיות, שינוי דרמטיות, שינויים בטכניקות סביבתיות, שינויים בטכניקות סביבתיות, כמו גם בטכניקות אלקטרו-כימיקליות, כגון, שינויים בטכניקות סביבתיות, אשר עברו שינוי דרמטיות, כגון, באופן היסטורי, כגון, באופן היסטורי, שינויים בטכניקות סביבתיות, ירידה בטכניקות אלקטרו-כימיקליות, כמו גם ירידה בטכניקות סביבתיות, כמו גם ירידה בטכניקות סביבתיות, שינוי גנטיות, אשר אינן יעילות, שינוי אנרגיה כימיות, כמו גם ירידה בטכניקות

שיטות ייצור מסורתיות ומגבלות

גישות לאמנה למיצוי מתכת מסתמכות על אורות ברמה גבוהה כדי להפחית את העלויות ואת ההשפעות הסביבתיות של עיבוד. Cyanide להיאחז בזהב וכסף, נשטב עבור נחושת, ואת האנרגיה אינטנסיבית מחץ ושחיקה הנדרשת לשחרור מינרלים כל ההנחה שציון מזון מניב ערך נטו חיובי או קצבת שומן, שיטות אלה לשבור את הצריכה הגבוהה של רטיקולציה נמוכה של אנרגיה נמוכה יותר, כמו גם ירידה במשקל נמוך של חומרים רעילים.

הגבלה נוספת של שיטות מסורתיות היא חוסרסלקטיביות שלהם. Smelting, למשל, הוא תהליך גדול שמשחזר מתכות מרובות בו זמנית, לעתים קרובות דורש צעדים נוספים מימון כדי להפריד אותם. עבור אוות ברמה נמוכה, הכנופיה (מינרלים לא יקר) שולט, המוביל צריכת אנרגיה מופרזת ודור גט.

טכניקות חדשניות ב- Metal Extraction

Bioleaching: Harnessing Microbial Metabolism

(בלטינית: bioleaching משתמשת באופן טבעי מיקרואורגניזמים המתרחשים כדי לזרז את פירוק של מתכת sulfides. Bacteria כגון FLT:0Acidithiobacillus ferrooxidansFLT:1 ו-FLT:2Leptospirillum feroxidansFLT 3 oxidize ו-furuls, שחרור זה כמו לחץ כימי או ניקל.

פעילות ביו-שינג מסחרי התקיימה במשך עשרות שנים בתעשיית הנחושה, בעיקר בצ'ילה ואוסטרליה.לדוגמה, במכרות Escondida, לבי-הההה של תחמוצת נחושת וסולידים משניים תורמים לייצור הכולל.בשנים האחרונות, המחקר התמקד ב- ⁇ מיקרובינציות, שיפור העברת חמצן בזהב, והרחבה ביולוגית לפירוק של אנרגיה ירוקה (אך ורק לדלקתיות סביבתית) אך לא מאפשרת גירוי כימי חזק יותר.

הידרומטאורגיה מתקדמת: מ-Lxiviants to Solvent Extraction

הידרומטאורגיה כוללת פירוק המתכת המטרה בפתרון מסוכן, ואחריו טיהור ושיקום. חידושים בתחום זה להאריך מעבר לחומצה פשוטה או cyanide leaching. New אורגני Lixiviants, כגון thiourea, thiosulfate, ונוזלים Ionic, מציעים סלקטיבית גבוהה עבור מתכות ספציפיות תוך הפעלת pH כמעט טבעי.

עוד התקדמות מרכזית היא השימוש במיצוי (SX) בשילוב עם אלקטרו-טורף. בתהליך SX, פתרון אורגני סלקטי להוציא את המתכת מהפתרון הנישא המפחיד, מה שהשאיר את המכשולים מאחורי.המתכת מסולקת לאלקטרוליטים האחרונים לשימוש אלקטרוליטי מורכב עבור אלקטרו-טוריד. טכנולוגיה זו משמשת באופן נרחב בייצור נחושת (תהליך SX-EW) והתאמה לרכיביקולארי, כלומר, באופן נדיר, עבור רכיבי מתכת, כלומר, כלומר, ניתן להשתמש ב-X-D.

החלפת רסינס וסוכני chelating גם לתרום לחדשנות הידרומטרית.מדיה זו יכולה ללכוד מתכות עקבות מפתרונות dilute, מה שהופך אותם אידיאליים לטיפול במים תהליכים ולהחלים תוצרים של מוצרים משכבות אוט נמוך בשילוב עם טכנולוגיות מלמברנה מתקדמות, מערכות אלה להשיג ריכוזים נמוכים מאוד ומאפשרות מחזור מים, אשר הוא באזורי כריית מים קריטיים.

ננוטכנולוגיה ומדע חומרי: שיפור פעילות ב-Nanoscale

ננוטכנולוגיה מציעה כלים חדשים לשיפור העברת המונים ותגובתיות בתהליכי הפחתת משקל.ננו חלקיקים - באופן חד-משמעי 1–100 ננומטר בגודל - יש יחס שטח גבוה מאוד - לנפח, אשר מאיץ תגובות כימיות. לדוגמה, חלקיקים זהב פונקציונליים עם ligands ספציפיים יכולים לקשור באופן סלקטיבי מינרלים מטרה, שיפור הקינטיקה של פירוק ברזל, כמו גם חלקיקים של צינורות מתכת, כמו זרזים של זרזים.

יישום נוסף הוא בעיצוב של משטחים nano-structured עבור אספנים ב flotation froth. על ידי שינוי אנרגיית פני השטח של מינרלים, חלקיקים יכולים לשפר את ההחזקה של בועות, המוביל התאוששות טובה יותר של חלקיקים בסדרי ראייה מנקודות נמוכות אוסים.מחקר הראה גם כי חלקיקים יכולים לפעול כמו מיקרו-מדבקות בטנקים, משבשת שכבות דיפוזיה ושיפור הקשר בין שלב המינרלי נמוך להגדלת פני השטח.

עם זאת, גודל ועלויות נשאר אתגרים.הפחתת חלקיקים במרביתם היא חלקיקים אנרגיה-רגישים, ויש חששות לגבי גורלם הסביבתי אם הם משוחררים לתוך זנבות.על מחקרים מתקדמים להתמקד על חלקיקים ביו-דידנטיים או מיחזור חלקיקים אשר מכים לאחר השימוש, צמצום הסיכון האקולוגי.השילוב של ננוטכנולוגיה לפעילות כריית מסחרית צפוי להתחיל עם ערך גבוה כגון מתכות וקבוצת פלטינה, שבו ניתן להצדיק את הפרידה של הטכנולוגיה הכלכלית.

מיצוי אלקטרו-כימי: זרם ישר ו- In-Situ Generation

שיטות אלקטרוכימיות ליישם פוטנציאל חשמלי להניע פירוק מתכת או מחיקה ישירות מן האור. אלקטרוליגרד, או אלקטרו-חמצן, משתמש אלקטרודות להציב בסלורה או heap כדי לייצר סוכנים חמצון (למשל, hypochlorite או ozone) ב situ. גישה זו מבטלת את הצורך להעביר ולאחסן כמויות גדולות של רטימנטליים כימיים עבור , אז אלקטרו-ספטיד, אז הם אלקטרו-קפטידים קונבנציונליים ללא מינרלים רגילים לייצר.

בגרסאות הידועות בשם אלקטרוליגרד, אלקטרודות מוכנסות לתוך הגוף האור עצמו באמצעות עששות. זרם מוחל בין אלקטרודות, לבין מכסה (לעתים קרובות חומצה דילולית) מופצת כדי לגייס את המתכות.טכניקה זו מבטיחה במיוחד עבור מרבונות עמוקים, נמוכים כי יהיה צורך אחרת כרייה יקרה או תחבורה אווירית על גבי נחושת, וניתן להוכיח כי ניתן להפחית את מקורות אנרגיה דומה יותר, אך דומה יותר, אך ורקמת פחמן, כמו גם מקור אנרגיה דומה, אך דומה, אך ורקד, אך ורקדנציה דומה, כמו גם את מקור אנרגיה סולארית.

אלקטרוזוף הוא השלב האחרון בגליונות זרימה הידרומטריים רבים, ושיפורים האחרונים כוללים את השימוש של גבוה-surface-area Cathodes ו הדופק משטרים הנוכחיים אשר משפרים את טוהר המתכת ולהפחית צריכת האנרגיה. בשילוב עם אלקטרו-חמצן, אלקטרו-טורף יכול לייצר מתכת מוכן בשוק בשלב אחד, מפשטים את שרשרת הערך.

In-Situ Leaching: Mining Without Excavation

ב-Situ leaching (ISL), הידוע גם כשיקום החלפת החלפת, תמצית מתכות על ידי הזרקת פתרון דבק ישירות לתוך הגוף אוה ומשאב את הפתרון ההרי אל פני השטח.האו נשאר במקום, חיסול הצורך בפיצוץ, ריסוק, ריסוק, שחיקה. ISL שימש בהצלחה עבור אורניום (עם חומצה אלקליין או פתרונות) והוא נבדק עבור נחושת, ערימה נמוכה, לימפונקציה, לא מחסנית שומן.

בקרה הידרולוגית היא קריטית: רשת של הזרקת ובארות הייצור חייבות לנהל בקפידה את זרימת הליקסיאנט למניעת זיהום מים קרקעיים.התקדמות אחרונה ב ניטור גיאופיזיקה ומודל תחבורה תגובתי המאפשר למפעילים לחזות את ההגירה של חזית ה-Loach ולהתאים דפוסים טובים בזמן אמת.

יתרונות סביבתיים וכלכליים

המעבר לשיטות ייצור חדשניות מספק רווחים סביבתיים משמעותיים. Bioleaching ו ISL לפעול בתנאים הקרובים-מביים, באופן דרסטי להפחית צריכת האנרגיה ופליטת פחמן קשורה.חיסול של רציפות רעילות כמו cyanide והפחתה של שימוש בחומצה sulfuric במזער את הסיכון של לשפוך וזיהום לטווח ארוך.

מבחינה כלכלית, טכניקות אלה מורידות את הציון השבר הנדרש עבור הפקדה להיות קיימא. a נחושת הפקדה כי לא היה כלכלי ב 0.3% Cu עשוי להיות אטרקטיבי עם עומס ביו-ההap בשילוב עם SX-EW, שבו עלויות התפעול נמוכות יותר ועוצמה הון מופחת.ההתרחבות של בסיס המשאבים מרחיבה את חיי והופך את הפסולת למשאב.בנוסף, את האופי המודולרי של כמה טכנולוגיות (למשל, מיכל, נפח של ריצוף) מאפשר לדרגתיים קטנים (SX).

  • (FLT:0) שיפור ההשפעה הסביבתית: FLT:1Build, low Chemical Use, צריכת אנרגיה ופליטות גזי חממה.
  • (ב) הפחתה של ה-FLT:0) עלויות התפעוליות: 0FLT:1 הפחתה של הצורך בדיכוי, שחיקה וצריכה חוזרת ליחידת המתכת המיוצרת.
  • (ב) גישה לפקדות לא כלכליות בעבר: ⁇ 1:1; מאגרים נמוכים וגופים עמוקים של אור גבוה הופכים להיות קיימא.
  • (ב) שיעור ההתאוששות של המתכת:0) ,(השליטה האלקטרו-כימית משפרת את התשואות.
  • (ב) ,0) הוכחו כרישיון חברתי: FLT:1 תנאי עבודה בטוחים יותר ופחות התנגדות קהילתית.

תוצאות חיפוש: Real-World Applications

Copper Bioleaching בצ'ילה

התעשייה הנחושת של צ'ילה חלוצית ביו-שינג בקנה מידה.במכרה רדומיורו תום, ניתוח ביו-ההההההה תהליכי ניתוח ראשוני (אתגר) עם ציון מזון של כ-0.4% Cu.The Heap הוא מבודד עם מיקרואורגניזמים ממוחזרים שפועלים בטמפרטורות גבוהות -55 מעלות צלזיוס), תוך צמצום של דמות החמצן של ה-Side כזה אינו מכיל טוהר משמעותי (D) עם טוהר של חומרת משקל (Digital SHOC) אשר אינו מספק באופן שונה.

שחזור זהב מ- Carbonaceous Ores inנבאדה

בנבאדה, כמה מכרות זהב עברו מ cyanide כדי tiosulfate leaching עבור אורסים המכילים חומר פחמן-אצ'י (preg-ropping) פעולה אחת מטפל לרוץ-של-של או עם ציון של 0.5 גרם זהב באמצעות ניוון כפול-amonia-copper בעבר עם עלייה בקנה מידה גדול של פחמן-החללה.

אתגרים וכיוונים עתידיים

למרות ההצלחות האלה, פרצופים נרחבים של אימוץ פנים מול hurdles. bioleaching שיעורי יכול להיות איטי (שבועות לחודשים), הדורשים heaps גדולים מחזורי חסימה ארוכה. ננוטכנולוגיה עדיין יקר עבור סחורות גדולות; השימוש שלה יישאר ממוקד מתכות בעלות ערך גבוה עד עלויות הייצור. הידרומטרורגי לייצר כמויות גדולות של פסולת נוזלית כי יש לטפל או ממוחזר.

כיוונים מחקר כוללים את bioengineering של microorganism כי יכול לסבול מוצקות גבוהות יותר לטעון ו רעילות מתכת, פיתוח של אנקטורים ביולוגיים מתמשך להחליף את הנפיחות, והשימוש בבינה מלאכותית כדי לייעל מחזורי leach ומינונים reagent.שילוב של שיטות אלקטרוכימיות עם מקורות אנרגיה מתחדשת (חשמל מופעלת לחלוטין) הוא תחת בדיקות טייס.

העתיד של הפקת מתכת מנקודות נמוכות שקרים בהתכנסות של דיסציפלינות מרובות: ביולוגיה, כימיה, חומרים מדע והנדסה חשמלית. כמו שדות אלה בוגר, תעשיית הכרייה תאמצו יותר גמישות, נמוכה-אימפריאלית, שהופכת את הפסולת של היום לתוך משאבי המחר.התנועה לעבר כלכלה מעגלית - שבו בסופו של דבר של מוצרים חיים ורמות נמוכות נחשבות למזונות - רצון נוסף לביקוש תעשייתי נמוך יותר מ , אך לא רק ל קיבולת תעשייתית נמוכה עד 50%.