США нужны критические минералы. Начните с того, чтобы не выбрасывать их.

Современная жизнь зависит от полезных ископаемых, начиная от энергетики, транспорта и инфраструктуры и заканчивая обороной и даже медициной. По нашим подсчетам, в Соединенных Штатах насчитывается около 75 предприятий по добыче твердых металлических руд на федеральных землях, что совершенно недостаточно для удовлетворения наших потребностей в минералах — поэтому мы полагаемся на такие страны, как Китай, Индонезия и Демократическая Республика Конго. Политики в США уже много лет обеспокоены нашей зависимостью от других стран в отношении этих ресурсов. Но стратегии обеспечения критически важных минералов были неэффективными и политически неоднозначными при всех администрациях. Новые горнодобывающие проекты занимают десятилетия для разработки, даже когда все идет гладко. А вместо гладкого плавания мы имеем грязные геополитические сделки и федеральные инвестиции в миллиарды долларов в предложения по добыче полезных ископаемых, которые запутаны в экологическом противодействии. Но как насчет источника, который находится на виду? Соединенные Штаты уже добывают огромное количество критически важных минералов при добыче металлов. Просто их не извлекают. Каждый год металлические рудники в США выкапывают и перерабатывают миллионы тонн породы, чтобы извлечь горстку основных металлов, таких как медь, железо, золото, серебро, цинк, никель и молибден. Породу измельчают в мельчайшие частицы, обрабатывают химикатами или нагревают, а остатки сбрасывают на свалки отходов. Этот потенциально токсичный материал должен храниться и контролироваться вечно. Сегодня большинство горнодобывающих операций извлекают лишь небольшой процент того, что содержится в породе — медь около 0,5 процента, золото около 0,0001 процента. Все остальное остается не извлеченным, включая критически важные минералы, в которых отчаянно нуждается американская экономика, такие как редкоземельные элементы, галлий, германий, никель и кобальт. Но есть лучший способ: можно извлечь больше критически важных минералов в процессе, подобно тому, как выжать больше сока из лимона, прежде чем выбросить его. Это обеспечило бы внутренние ресурсы и оставило бы после себя более чистые, более стабильные отходы, которые легче использовать повторно. До сих пор никто не знал, насколько большим может быть этот потенциал. Наша исследовательская группа, финансируемая Национальным научным фондом в Колорадской горной школе, решила выяснить это. В исследовании, опубликованном на прошлой неделе в журнале Science, мы проанализировали данные Геологической службы США по более чем 26 000 образцов руды, а также данные по производству действующих металлических рудников США. Мы подсчитали количество 70 различных критических и близких к критическим элементам, которые добываются, но не извлекаются каждый год. Результаты были ошеломляющими. Если бы всего 1 процент каждого «побочного» минерала извлекался из текущей добычи, прежде чем минерал становится отходом, мы могли бы резко сократить зависимость США от иностранных поставщиков. При 90-процентном извлечении Соединенные Штаты могли бы удовлетворить почти весь внутренний производственный спрос практически на каждый критически важный минерал. Так почему же мы этого не делаем? Рудники проектируются так, чтобы быть экономически оптимальными. Они не предназначены для извлечения максимального количества металла. Извлечение побочных продуктов из руды, проходящей через процесс — особенно тех побочных продуктов, которые присутствуют в малых концентрациях — требует дополнительных шагов, дополнительного оборудования, больше энергии и специализированной обработки. Хотя стоимость извлечения невелика по сравнению с открытием нового рудника, обычно нет немедленного финансового стимула для таких инвестиций. Другая проблема — техническая. Для элементов, которые до недавнего времени не находили широкого применения, никто не утруждал себя выяснением, в каких минералах они скрываются, как их извлечь или как они ведут себя в технологической цепи. Это меняется. Междисциплинарные исследовательские группы, подобные нашей, сотрудничают с горнодобывающими компаниями для проектирования более разумных операций, которые могут извлекать больше ценности из каждой тонны перемещаемой породы. Чтобы сделать это правильно, требуются серьезные знания в области геологии, металлургии, химии и социальных наук. Но это не спекулятивно: некоторые рудники уже извлекают теллур, никель или кобальт в качестве побочных продуктов. Самое большое препятствие? Политическая инерция. Правительство США тратит миллиарды на поощрение коммерческой добычи без всеобъемлющей основанной на данных стратегии того, как более эффективно и ответственно извлекать минералы. В то же время оно не смогло инвестировать в исследования, разработки и инновации, необходимые для обеспечения более разумной добычи. Три шага помогут значительно продвинуться к достижению минеральной безопасности США. Первое: начать измерять, что содержится в руде. Национальная программа отбора проб и характеристик на действующих рудниках может подтвердить, какие элементы выбрасываются, а также где и когда. Второе: финансировать целевые исследования и разработки. Геометаллургические исследования и инжиниринг процессов необходимы, чтобы выяснить, как извлекать побочные элементы, не ставя под угрозу основное производство. Третье: стимулировать извлечение. Налоговые льготы, гарантии закупок или преимущества в получении разрешений могут помочь побудить компании проектировать операции, которые извлекают больше из того, что они добывают. Крайне важно отказаться от идеи, что одно месторождение или даже единый подход могут решить проблему критически важных минералов. Каждый минерал представляет уникальные геополитические, геохимические, экологические и социальные условия. В сельском хозяйстве мы не управляем производством говядины так же, как управляем пшеницей. Точно так же мы должны разрабатывать дифференцированную политику для каждого минерала, сочетая новую добычу там, где это необходимо, переработку там, где это возможно, и извлечение побочных продуктов везде, где это осуществимо. Это научно обоснованные и политически практичные решения наших дефицитов, но они требуют всеобъемлющего, скоординированного плана от наших политиков. Наши новые данные могут направлять такую стратегию, показывая, какие участки являются наиболее перспективными целями для извлечения побочных продуктов каждого минерала. Если Соединенные Штаты серьезно настроены обеспечить минералы, необходимые для создания инновационных технологий, энергетических и оборонных ресурсов здесь, дома, мы не можем игнорировать породу, которую мы уже перерабатываем каждый день.