Xử lý đồng từ các mỏ quặng phế thải: 'mở khóa' khối tài sản 2.000 tỉ đô la Mỹ

Đồng đóng một vai trò quan trọng trong tiến trình chuyển đổi năng lượng vì đây là kim loại không thể thiếu cho các trạm sạc xe điện, trang trại điện gió và mặt trời. Ảnh: Bloomberg

Jetti Resources, công ty khởi nghiệp (startup) của Mỹ đã giải mã được vấn đề hóc búa này bằng một công nghệ mới đã được thử nghiệm thương mại. Nếu được triển khai rộng rãi, công nghệ của Jetti Resources có thể mở khóa hàng triệu tấn đồng mới để cung cấp cho lưới điện, các công trình xây dựng và đội xe điện trên toàn cầu. Nguồn cung mới sẽ giúp thu hẹp và thậm chí có thể chấm dứt tình trạng thiếu hụt đồng hiện nay.

Thu hồi hiệu quả đồng từ quặng bị vứt bỏ

Mỏ đồng lớn nhất thế giới Econdida ở Chile, nơi mà BHP dự định triển khai công nghệ của Jetti Resources. Ảnh: Google Maps

Công nghệ của Jetti Resources tập trung xử lý một loại quặng phổ biến chứa hàm lượng đồng thấp sau một lớp phủ cứng, khiến nó trở nên quá tốn kém và quá khó để chiết xuất. Do đó đã có một lượng lớn đồng bị mắc kẹt trong đống chất thải ở các mỏ, cũng như trong các mỏ chưa được khai thác trong nhiều thập niên.

Có hai loại đá chứa đồng chính với phổ biến nhất là quặng sulfide, thường được nghiền nhỏ, cô đặc và sau đó biến thành đồng nguyên chất qua quy trình tinh luyện trong lửa. Nhưng phương pháp đó không phù hợp với quặng oxidic. Cải tiến lớn cuối cùng của ngành là đã có một quy trình điện hóa được điều chỉnh vào giữa thập niên 1980 để chiết xuất đồng từ quặng oxidic, mang lại sự thúc đẩy lớn cho nguồn cung.

Giờ đây, Jetti Resources đang đặt mục tiêu áp dụng công nghệ của mình để thu hồi đồng từ một loại quặng sulfide thông thường không thể xử lý hiệu quả bằng cả hai phương pháp nói trên. Loại quặng sulfide này chứa hàm lượng đồng quá thấp, không đủ bù đắp chi phí tinh chế, trong khi lớp phủ cứng bất hoạt của nó khiến đồng không thể được chiết xuất trong quy trình điện hóa hay còn gọi là “tách lọc” có chi phí thấp hơn.

Jetti Resources đã làm việc với Đại học British Columbia để phát triển một chất xúc tác hóa học có thể xuyên qua lớp phủ cứng này để cho phép các vi khuẩn ăn đá hoạt động và giải phóng đồng bị mắc kẹt bên trong.

Công nghệ vẫn cần được chứng minh trên quy mô lớn và đang thu hút một số tay chơi quyền lực nhất trong ngành.

Tập đoàn BHP, nhà khai thác mỏ lớn nhất thế giới, đã là một nhà đầu tư của Jetti Resources và đang đàm phán trong nhiều tháng qua để xây dựng một nhà máy thử nghiệm công nghệ mới tại mỏ đồng lớn nhất thế giới Escondida ở Chile. Tập đoàn khai mỏ Freeport-McMoRan của Mỹ cũng đã bắt đầu triển khai công nghệ của Jetti Resources tại một mỏ đồng ở bang Arizona trong năm nay.

Các tập đoàn khai mỏ đang ứng phó với một vấn đề ngày càng cấp bách. Đồng có mặt khắp nơi trong thế giới hiện đại, được sử dụng trong mọi thứ, từ điện thoại di động, máy tính đến ống dẫn nước và dây cáp được sử dụng rộng rãi trong hạ tầng năng lượng xanh gồm trạm sạc xe điện, trang trại điện gió, điện mặt trời. Trong khi nỗ lực toàn cầu để khử cacbon dựa trên việc loại bỏ dần các nguồn nguyên nhiên liệu bẩn như dầu mỏ và than đá, thì một tương lai điện hóa sẽ cần nhiều đồng hơn bao giờ hết.

Bất chấp tầm quan trọng của đồng, thế giới đang phải đối mặt với mối đe dọa thiếu kim loại này ngày càng trầm trọng trong những thập niên tới. Các mỏ có trữ lượng lớn nhất đang già nua và một vài mỏ mới phát hiện lại nằm ở những nơi khó vận hành hoặc phải mất nhiều năm để được cấp phép.

Mở khóa khối tài sản 2.000 tỉ đô la Mỹ

Hồ tách lọc đồng từ quặng sulfide sử dụng công nghệ của Jetti Resources tại Thung lũng Pinto, bang Arizona, Mỹ. Ảnh: Jetti Resources

Lịch sử thị trường hàng hóa cho thấy tình trạng thâm hụt tiềm ẩn có xu hướng thúc đẩy những khám phá và công nghệ mới. Sự bùng nổ công nghệ khai thác dầu đá phiến của Mỹ trong thập niên 2010 đã làm đảo lộn thị trường dầu mỏ.

Nhưng những khám phá mới về đồng ngày càng khó xảy ra, do lịch sử khai thác lâu đời. Bằng chứng là việc sử dụng đồng đã được phát hiện từ ít nhất 8.000 năm trước Công nguyên ở Thổ Nhĩ Kỳ và Iraq ngày nay. Điều đó có nghĩa là hầu hết các mỏ lớn trên thế giới đã được tìm thấy và khai thác. Hơn một nửa trong số 20 mỏ đồng lớn nhất thế giới đã được phát hiện cách đây hơn một thế kỷ.

Tuy nhiên, lịch sử khai thác đồng lâu đời cũng có nghĩa là có một lượng lớn quặng đồng bị vứt bỏ ở bãi thải của các mỏ chỉ vì chúng không có giá trị kinh tế để chiết xuất nếu sử dụng các công nghệ hiện hành.

Thông thường, quặng đồng sẽ được đưa lên khỏi lòng đất và phân loại để thu những kiểu quặng dễ chiết xuất đồng nhất, phần còn lại sẽ bị vứt bỏ như chất thải vì quá tốn kém để xử lý.

Chỉ trong thập niên qua, ước tính có khoảng 43 triệu tấn quặng đồng đã được khai thác nhưng chưa bao giờ được xử lý. Lượng đồng này có trị giá hơn 2.000 tỉ đô la Mỹ theo giá hiện tại, tạo ra cơ hội béo bở cho bất kỳ ai có thể phục hồi thành công những khối tài sản đó.

Công nghệ xử lý mới của Jetti Resources không chỉ giúp thu hồi đồng từ hàng triệu tấn quặng được xem là phế thải mà còn hàng triệu tấn nữa vẫn nằm im dưới lòng đất vì không có hiệu quả kinh tế để khai thác.

Điều này phần lớn phụ thuộc vào việc các công ty khai thác có sẵn sàng lắp đặt các nhà máy sử dụng dụng công nghệ của Jetti Resources hay không. Nếu công nghệ này được ngành công nghiệp khai thác đồng chấp nhận hoàn toàn, công ty ước tính rằng có thể sản xuất thêm 8 triệu tấn đồng mỗi năm vào thập niên 2040. Con số này cao hơn 1/3 tổng sản lượng đồng được khai thác trên toàn cầu hồi năm ngoái.

Các nhà khai thác hào hứng đầu tư

Cho đến nay, quy trình công nghệ của Jetti Resources chỉ đang vận hành ở một mỏ đồng tại Thung lũng Pinto ở bang Arizona. Với kết quả rất hứa hẹn, ba trong số những công ty khai thác đồng lớn nhất thế giới, bao gồm cả BHP, đã mua cổ phần của công ty này. Trong lần gọi vốn gần đây nhất, Jetti Resources đã được định giá 2,5 tỉ đô la Mỹ.

Freeport-McMoRan cho biết đã bắt đầu thử nghiệm công nghệ của Jetti Resources tại mỏ đồng Bagdad ở Arizona và sẽ đánh giá kết quả cũng như tiếp tục đối thoại với công ty này về các cơ hội hợp tác khác.

Mặc dù quy trình của Resources là tiên tiến nhất, nhưng Tập đoàn khai mỏ Rio Tinto (Anh) cho biết cũng đang tự tìm cách giải quyết thách thức. Rio Tinto đã cung cấp công nghệ có tên gọi Nuton để tách lọc đồng từ quặng sulfide có hàm lượng đồng thấp như một ưu đãi cho các công ty khai thác nhỏ mà tập đoàn này đang đầu tư vào. Nếu các công ty nhỏ này phát triển thành công các dự án khai thác của họ, Rio Tinto sẽ triển khai rộng rãi công nghệ Nuton để tăng lợi nhuận.

Rio Tinto muốn sử dụng công nghệ Nuton để sản xuất tổng cộng khoảng 500.000 tấn đồng vào cuối thập niên này.

BHP vẫn đang đàm phán để triển khai công nghệ của Jetti Resources tại mỏ đồng Escondida. Một trong những bất đồng chưa được giải quyết là Jetti Resources một mực yêu cầu tự lắp đặt và vận hành nhà máy ở mỏ này. Bên cạnh đó, các bên vẫn chưa thống nhất cách phân chia lợi nhuận.

Trong khi đó, Rio Tinto Group, đối tác nhỏ của BHP ở mỏ Escondida, yêu cầu xem xét triển khai công nghệ Nuton.

Về phần mình, Mike Outwin, người sáng lập Jetti Resources, cho biết: “Công nghệ của Jetti Resources là rất thực tế. Nó không phải là thử nghiệm trong phòng thí nghiệm hoặc nhà máy thí điểm. Công nghệ này đã được triển khai thương mại. Các đối tác của chúng tôi sẽ kiếm được lợi nhuận phi thường từ việc sử dụng quy trình của chúng tôi”.

Theo Bloomberg

Lê Linh