Вугільний попіл у США містить значну кількість рідкісноземельних елементів, що може зменшити залежність від імпорту. Дослідження та пілотні проєкти тривають, щоб зробити їх видобуток економічно вигідним.
Вугільний попіл – це порошкоподібний залишок після спалювання вугілля для отримання палива, який накопичувався по всій території США протягом десятиліть. Нове дослідження Техаського університету в Остіні показує, що цей величезний запас містить достатньо рідкісноземельних елементів, щоб значно зміцнити національні резерви без необхідності додаткового видобутку.
“Це чудовий приклад перетворення відходів у ресурс,” – зазначає співавторка дослідження Бріджит Скенлон, професорка-дослідниця Бюро економічної геології Техаського університету. “Ми намагаємося замкнути цикл, використовуючи відходи для отримання корисних ресурсів і одночасно зменшуючи негативний вплив на довкілля.”
Чому рідкісноземельні елементи важливі?
Рідкісноземельні елементи – це група з 17 критично важливих матеріалів, необхідних для сучасних технологій та переходу до енергетики з низьким рівнем викидів. Вони є ключовими компонентами в сонячних панелях, акумуляторах, магнітах та інших передових енергетичних технологіях.
Сьогодні США майже повністю залежать від імпорту рідкісноземельних елементів, причому близько 75% постачань надходить із Китаю. Це створює ризики через складність глобальних ланцюгів постачання та геополітичну нестабільність.
Величезний, але невикористаний внутрішній ресурс
Дослідження показало, що у доступному вугільному попелі США може міститися до 11 мільйонів тонн рідкісноземельних елементів – це майже у 8 разів більше, ніж поточні запаси країни. За оцінками, з наявного вугільного попелу можна видобути матеріали вартістю 8,4 мільярда доларів. Хоча концентрація рідкісноземельних елементів у вугільному попелі нижча, ніж у природних геологічних родовищах, він привабливий завдяки своїй доступності у величезних кількостях.
“Цей матеріал накопичується по всій країні у величезних обсягах,” – зазначає співавтор дослідження Девін Багдонас, науковий співробітник Університету Вайомінгу. “І первинний процес видобутку вже фактично виконано за нас.”
Як розподілені рідкісноземельні елементи у вугільному попелі?
Вміст рідкісноземельних елементів у попелі залежить від регіону, де добували вугілля.
- Аппалачський басейн містить найбільшу середню концентрацію рідкісноземельних елементів – 431 мг/кг, але з нього можна видобути лише 30% цих елементів.
- Родовища басейну Пау́дер-Рівер містять нижчу концентрацію – 264 мг/кг, але з нього можна видобути 70% рідкісноземельних елементів.
Виклики та перспективи
Наразі видобуток рідкісноземельних елементів із вугільного попелу перебуває на етапі досліджень. Багдонас бере участь у пілотному проєкті Національної лабораторії енергетичних технологій, який тестує методи видобутку цих матеріалів із попелу басейну Пау́дер-Рівер. Бріджит Скенлон зазначає, що дані дослідження можуть сприяти формуванню нового ринку вугільного попелу як ресурсного матеріалу.
“Аналіз такого масштабу ще ніколи не проводився,” – каже вона. “Це база для подальших детальніших досліджень.”
Кріс Янг, головний стратегічний директор Element USA – компанії, що займається видобутком критично важливих мінералів із відходів, – наголошує, що дослідження демонструє величезний потенціал вугільного попелу.
“Ідея видобутку рідкісноземельних елементів із відходів видобутку має повний сенс,” – каже він. “Виклик полягає у тому, щоб зробити цей процес економічно вигідним.”
Щоб досягти цієї мети, Element USA переміщує свою лабораторію та пілотне обладнання до Остіна, щоб співпрацювати з Техаським університетом у сфері мінеральної переробки.
“Ми раді розвивати партнерство з Техаським університетом у дослідженнях переробки мінералів,” – додає Янг.