Tin thị trường và sản phẩm

Trong bối cảnh ngành khai khoáng toàn cầu đang phải đối mặt với nhiều thách thức như chất lượng quặng suy giảm, nhu cầu gia tăng đối với các khoáng sản quan trọng và áp lực cắt giảm phát thải carbon, công nghệ hòa tách sinh học (bioleaching) đang được xem là một giải pháp tiềm năng nhằm đổi mới phương thức khai thác và chế biến khoáng sản theo hướng bền vững hơn.

Theo phân tích trong chương trình Energy Technology, những tiến bộ trong lĩnh vực vi sinh học cùng với nhu cầu ngày càng lớn về các nguyên liệu chiến lược đang mở ra cơ hội để công nghệ hòa tách sinh học vượt ra khỏi phạm vi ứng dụng truyền thống trong khai thác đồng và vàng, hướng tới nhiều loại khoáng sản khác.

Các chuyên gia tham gia chương trình gồm Priit Joers, Giám đốc Khoa học của BiotaTec; Ross Orr, Tổng Giám đốc BacTech; và Darina Štyriaková, Tổng Giám đốc ekolive, cho rằng công nghệ này đang đứng trước thời điểm phát triển mới nhờ sự kết hợp giữa đổi mới công nghệ và những thay đổi trong nhu cầu thị trường.

Công nghệ sử dụng vi sinh vật để thu hồi kim loại

Khác với các phương pháp chế biến khoáng sản truyền thống vốn phụ thuộc nhiều vào các công đoạn tiêu hao năng lượng như nghiền quặng, tuyển khoáng và luyện kim, hòa tách sinh học sử dụng các vi sinh vật để hỗ trợ quá trình tách kim loại từ quặng, tinh quặng cũng như các nguồn vật liệu thải.

Theo ông Priit Joers, hòa tách sinh học công nghiệp đã được nghiên cứu và ứng dụng trong nhiều thập kỷ, nhưng trước đây công nghệ này chủ yếu giới hạn trong một số loại quặng và nhóm vi sinh vật nhất định.

Tuy nhiên, sự phát triển của công nghệ sinh học phân tử đang làm thay đổi giới hạn đó. Các nhà khoa học hiện có khả năng nghiên cứu và khai thác nhiều loại vi sinh vật hơn, bao gồm những nhóm có khả năng xử lý không chỉ quặng nguyên khai mà còn cả chất thải khai khoáng và các dòng chất thải công nghiệp sau sử dụng.

Một bước tiến quan trọng của công nghệ này là khả năng nâng cao tính chọn lọc trong quá trình thu hồi kim loại. Các nhà nghiên cứu có thể điều chỉnh đặc tính của vi sinh vật để hướng tới những kim loại cụ thể cần khai thác, qua đó nâng cao hiệu quả xử lý.

Thách thức lớn nhất là triển khai ở quy mô công nghiệp

Dù có nhiều ưu điểm, hòa tách sinh học vẫn chưa được áp dụng rộng rãi trong ngành khai khoáng toàn cầu.

Theo bà Darina Štyriaková, vấn đề không nằm ở việc ngành khai khoáng thiếu quan tâm đến công nghệ này. Trong nhiều năm, ekolive đã hợp tác với hàng trăm doanh nghiệp khai khoáng, thực hiện nhiều chương trình thử nghiệm và dự án thí điểm. Tuy nhiên, thách thức lớn nhất là chuyển từ giai đoạn thử nghiệm sang triển khai thương mại quy mô lớn.

Một câu hỏi quan trọng được đặt ra là liệu công nghệ này có thể đáp ứng yêu cầu về quy mô sản xuất công nghiệp hay không.

Ông Ross Orr cho biết BacTech đang theo đuổi hướng tiếp cận kết hợp công nghệ hòa tách sinh học với các hệ thống xử lý hiện có trong ngành khai khoáng. Mục tiêu là xây dựng các quy trình mới có thể tận dụng lợi thế của công nghệ sinh học mà không buộc các doanh nghiệp phải loại bỏ toàn bộ cơ sở hạ tầng sản xuất hiện hữu.

Tiềm năng lớn trong xử lý quặng đuôi và chất thải khai khoáng

Một trong những lĩnh vực được đánh giá có tiềm năng ứng dụng cao nhất của hòa tách sinh học là xử lý quặng đuôi (tailings) – loại chất thải còn lại sau quá trình khai thác và chế biến khoáng sản.

BacTech hiện đang nghiên cứu dự án xử lý chất thải khai thác nickel tồn lưu của Vale tại Sudbury, Canada. Dự án hướng tới việc thu hồi các kim loại có giá trị như nickel, đồng và cobalt từ quặng đuôi sulfide, đồng thời tìm kiếm các hướng sử dụng mới cho phần vật liệu còn lại.

Các chuyên gia nhận định ưu điểm nổi bật của hòa tách sinh học là yêu cầu năng lượng thấp hơn, nhiệt độ vận hành thấp hơn và lượng phát thải giảm so với nhiều phương pháp xử lý truyền thống.

Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh nhiều khu vực khai khoáng cũ đang tồn tại lượng lớn chất thải từng bị đánh giá là không có hiệu quả kinh tế để khai thác. Với công nghệ mới, những nguồn tài nguyên này có thể trở thành nguồn cung nguyên liệu quan trọng trong tương lai.

Bà Štyriaková dẫn chứng một số khu vực quặng đuôi tại Slovakia vẫn còn chứa hàm lượng đồng cao hơn mức hàm lượng của nhiều mỏ đang được khai thác hiện nay, cho thấy các bãi thải khai khoáng lịch sử có thể là nguồn tài nguyên chưa được khai thác hiệu quả.

Cơ hội cho quá trình chuyển đổi xanh của ngành khai khoáng

Các chuyên gia cho rằng hòa tách sinh học có thể đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết đồng thời hai bài toán: tăng nguồn cung khoáng sản quan trọng và giảm tác động môi trường của hoạt động khai khoáng.

Trong bối cảnh nhiều quốc gia đang thúc đẩy an ninh chuỗi cung ứng đối với các nguyên liệu phục vụ chuyển đổi năng lượng như nickel, cobalt, đồng và các khoáng sản chiến lược khác, việc khai thác lại các nguồn tài nguyên từ chất thải lịch sử đang ngày càng được quan tâm.

Tuy nhiên, thách thức lớn nhất hiện nay vẫn là khoảng cách giữa tiềm năng công nghệ và khả năng thương mại hóa trên diện rộng.

Hòa tách sinh học không phải là một công nghệ mới, nhưng những tiến bộ trong sinh học, cùng với nhu cầu ngày càng tăng về khoáng sản quan trọng và yêu cầu giảm phát thải, có thể tạo động lực để công nghệ này bước vào giai đoạn phát triển mới và trở thành một phần quan trọng của ngành khai khoáng bền vững trong tương lai.