В США уже добывают все необходимые критические минералы, но выбрасывают их

Шахта Gold King Mine в Колорадо — одна из тех, что вошла в исследование критических минералов, проведенное в Колорадской горной школе. Автор: Colorado School of Mines

Согласно новому анализу, опубликованному в журнале Science, все критические минералы, необходимые США ежегодно для энергетики, обороны и технологий, уже добываются на существующих американских объектах.

Но есть нюанс: эти минералы, такие как кобальт, литий, галлий и редкоземельные элементы, такие как неодим и иттрий, в настоящее время выбрасываются как отходы при добыче других полезных ископаемых, таких как золото и цинк, пояснила Элизабет Холли, доцент кафедры горного дела Колорадской горной школы и ведущий автор новой работы.

«Задача заключается в извлечении, — сказала Холли. — Это как достать соль из теста для хлеба — нам нужно провести гораздо больше исследований, разработок и создать политику, чтобы сделать извлечение этих критических минералов экономически целесообразным».

Для проведения анализа Холли и ее команда создали базу данных ежегодного производства на федерально разрешенных металлических рудниках в США. Они использовали статистическую технику повторной выборки, чтобы сопоставить эти данные с геохимическими концентрациями критических минералов в рудах, недавно собранными Геологической службой США, Geoscience Australia и Геологической службой Канады.

Используя этот подход, команда Холли смогла оценить количество критических минералов, которые ежегодно добываются и перерабатываются на американских металлических рудниках, но не извлекаются. Вместо этого эти ценные минералы оказываются в виде отвальных хвостов, которые необходимо хранить и контролировать для предотвращения загрязнения окружающей среды.

«Это совершенно новый взгляд на «низко висящие фрукты» — мы показываем, где существует каждый критический минерал и на каких участках даже 1% извлечения конкретного критического минерала может иметь огромное значение, во многих случаях значительно сокращая или даже устраняя необходимость импорта этого минерала», — сказала Холли.

Анализ охватывает в общей сложности 70 элементов, используемых в применениям — от потребительской электроники, такой как сотовые телефоны, до медицинских устройств, спутников, возобновляемой энергетики и истребителей, и показывает, что не извлеченные побочные продукты с других американских рудников могут удовлетворить спрос на все, кроме двух — платины и палладия.

Среди элементов, включенных в анализ:

• Кобальт (Co): Этот блестящий сине-серый металл, ключевой компонент аккумуляторов для электромобилей, является побочным продуктом добычи никеля и меди. Извлечение менее 10% кобальта, который в настоящее время добывается и перерабатывается, но не извлекается, было бы более чем достаточно для обеспечения всего рынка аккумуляторов США.
• Германий (Ge): Этот хрупкий серебристо-белый полуметалл, используемый в электронике и инфракрасной оптике, включая датчики на ракетах и спутниках оборонного назначения, присутствует в цинковых и молибденовых рудниках. Если бы США извлекли менее 1% германия, который в настоящее время добывается и перерабатывается, но не извлекается на американских рудниках, им не пришлось бы импортировать германий для удовлетворения потребностей промышленности.

Преимущества улучшенного извлечения не только экономические и геополитические, но и экологические, отметила Холли — извлечение этих критических минералов вместо отправки их в хвостохранилища уменьшит воздействие на окружающую среду отходов добычи и откроет больше возможностей для повторного использования в строительстве и других отраслях.

«Теперь, когда мы знаем, какие участки являются «низко висящими фруктами», нам необходимо провести детальный анализ минералов, в которых находятся эти химические элементы, а затем протестировать технологии, подходящие для извлечения этих элементов из этих конкретных минералов», — сказала Холли.

«Нам также нужна политика, стимулирующая операторов рудников внедрять дополнительную перерабатывающую инфраструктуру. Хотя эти элементы необходимы, их рыночная стоимость может быть недостаточной, чтобы мотивировать операторов инвестировать в новое оборудование и процессы без правильной политики».

Больше информации: Elizabeth A. Holley et al, By-product recovery from US metal mines could reduce import reliance for critical minerals, Science (2025). DOI: 10.1126/science.adw8997