Του Brian Owens

Από το Nature.com

Οι υψηλές τιμές του χρυσού καθιστούν πλέον την αναζήτησή του σε ασυνήθιστα μέρη οικονομικά προσοδοφόρα.

Η διαδρομή από την επιφάνεια στο βράχο εξόρυξης, στον πυθμένα του TauTona, του βαθύτερου ορυχείου χρυσού στον κόσμο, παίρνει σχεδόν μια ώρα – ακόμα και με τους ανελκυστήρες που μεταφέρουν τους εργαζόμενους στα τρία φρεάτια του ορυχείου, ταξιδεύοντας με 58 χλμ ανά ώρα. Στις σκοτεινές, ζεστές και στενές σήραγγες, σχεδόν 4 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια της γης, οι εργαζόμενοι σκάβουν μια λεπτή φλέβα χρυσού. Το μετάλλευμα μεταφέρεται στην επιφάνεια και ο χρυσός διαχωρίζεται χρησιμοποιώντας μια διαδικασία γνωστή από τη δεκαετία του 1880: το μετάλλευμα θρυμματίζεται και ψεκάζεται με κυανίδιο για την εξαγωγή του χρυσού.

b2ap3_thumbnail_mining1.jpg
TOM FOX/DALLAS MORNING NEWS/CORBIS
Οι ανθρακωρύχοι περπατούν μεταξύ ανελκυστήρων καθ ‘οδόν προς τα βάθη του ορυχείου TauTona της Νότιας Αφρικής, του βαθύτερου ορυχείου χρυσού στον κόσμο, 4 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια της γης.

Ο χρυσός ήταν πάντα ένα πολύτιμο αγαθό, αλλά κατά τα τελευταία 10 χρόνια η τιμή του έχει αυξηθεί δραματικά – από λιγότερο των 400 δολαρίων ΗΠΑ ανά ουγγιά το 2003, σε σχεδόν 1.700 δολάρια στο τέλος του 2012. Την ίδια στιγμή, η παραγωγή χρυσού έχει αυξηθεί μόνο οριακά, με λίγα νέα ορυχεία. Και γίνεται όλο και πιο ακριβή η εξαγωγή χρυσού. Το 2000, το μέσο κόστος της εξαγωγής μιας ουγγιάς χρυσού ήταν μόλις πάνω από $200, λέει ο Jason Goulden, διευθυντής μετάλλων και ορυχείων στον Όμιλο SNL Metals Economics στο Χάλιφαξ του Καναδά. Μέχρι το 2010, λέει, είχε αυξηθεί σε περισσότερα από $850.

Η ζήτηση είναι μεγαλύτερη από ποτέ, αλλά σχεδόν όλος ο εύκολος χρυσός έχει ήδη εξορυχθεί. Έτσι, για να διατηρηθεί η παραγωγή, οι εξορυκτικές εταιρείες στρέφονται προς όλο και πιο δύσκολα πεδία που θα είχαν μείνει ανέγγιχτα, αν οι τιμές του χρυσού ήταν χαμηλότερες. Από τα βάθη του TauTona στις πεδιάδες της Νοτίου Αφρικής, μέχρι το Pierina στις Περουβιανές Άνδεις, 4.100 μέτρα πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, οι ανθρακωρύχοι σκάβουν βαθύτερα από ποτέ, πηγαίνουν σε όλο και πιο απομακρυσμένες και πολιτικά ασταθείς περιοχές.

Ταυτόχρονα, σημαντικές ποσότητες χρυσού μπορούν εύκολα να ληφθούν χωρίς να σκαφτεί καθόλου η γη – απλώς και μόνο με την ανακύκλωση του χρυσού που βρίσκεται θαμμένος στα ολοένα αυξανόμενα βουνά των πεταμένων ηλεκτρονικών ειδών. Η έλευση πιο αποτελεσματικών τρόπων για την ανακύκλωση χρυσού από συσκευές έχει μετατρέψει τα σκουπίδια σε μια σημαντική πηγή του πολύτιμου μετάλλου.

Σκάβοντας βαθιά

Υπάρχουν πολλοί παράγοντες που επηρεάζουν το πού και το πόσο βαθιά μια μεταλλευτική εταιρεία θα σκάψει για χρυσό, αλλά σε γενικές γραμμές “όσο πιο βαθιά πηγαίνεις, τόσο πιο ακριβό και χρονοβόρο γίνεται”, λέει ο Steve McKinnon, μηχανικός ορυχείων στο Πανεπιστήμιο Κουίνς στο Κίνγκστον του Οντάριο, στον Καναδά, ο οποίος ειδικεύεται στο σχεδιασμό βαθέων ορυχείων. Γίνεται επίσης πιο επικίνδυνο.

Η εξόρυξη σε βάθη όπως αυτό του TauTona παρουσιάζει πολλές μοναδικές προκλήσεις για την προστασία των μεταλλωρύχων, λέει ο McKinnon. Πρώτα απ’ όλα, είναι πολύ ζεστό. Η θερμοκρασία στα βαθύτερα επίπεδα του TauTona φτάνει τους αποπνικτικούς 58°C. Ο κλιματισμός κατεβάζει τη θερμοκρασία στους υψηλότατους, αλλά πιο υποφερτούς, 28°C.

Εξάλλου υπάρχει ο κίνδυνος ότι το σκάψιμο μπορεί να θραύσει το βράχο γύρω από το πεδίο εξόρυξης, προκαλώντας σεισμικό γεγονός. “Μερικές φορές αυτή η διαδικασία θραύσης μπορεί να είναι πολύ βίαιη, γιατί ο βράχος συμπεριφέρεται με εύθραυστο τρόπο”, λέει ο McKinnon. “Υπήρξαν γεγονότα μεγαλύτερα από 5 ρίχτερ” – που ισοδυναμούν με ένα μέτριο σεισμό.

Για την ελαχιστοποίηση του κινδύνου, τα ορυχεία χρησιμοποιούν ειδικά στηρίγματα που είναι σε θέση να παραμορφώνονται καθώς κινούνται τα τοιχώματα της σήραγγας, αλλά εξακολουθούν να διατηρούν την ικανότητά τους να στηρίζουν την κατασκευή. Υπάρχουν, επίσης, δίκτυα σεισμικών αισθητήρων που παρακολουθούν συνεχώς το βράχο και αναπτύσσουν ένα σεισμικό «δακτυλικό αποτύπωμα» για την περιοχή – οποιαδήποτε απόκλιση από την καθιερωμένη αναφορά, απαιτεί οι εργαζόμενοι να αποσυρθούν έως ότου η σεισμική ανάγνωση επιστρέψει στο κανονικό.

Οι μηχανικοί που ειδικεύονται στη μηχανική πετρωμάτων, όπως ο McKinnon, προσπαθούν επίσης να σχεδιάσουν ορυχεία κατά τέτοιο τρόπο ώστε να ελαχιστοποιούνται και να ελέγχονται οι δυνάμεις που ασκούνται πάνω στο βράχο. Λαμβάνοντας υπόψη στοιχεία για τις τοπικές τάσεις στο βράχο, και άλλους παράγοντες, όπως η παρουσία κοντινών ρηγμάτων, υπολογίζουν την πλέον ευνοϊκή διάταξη και μεθόδους εξόρυξης μεταλλεύματος με στόχο την ελαχιστοποίηση των θραύσεων. Αυτές οι πληροφορίες βοηθούν τους μηχανικούς να καθορίσουν ποια κομμάτια του βράχου μπορούν να αφαιρεθούν με ασφάλεια και ποια πρέπει να μείνουν για να υποστηρίξουν το υπόλοιπο – με τον ίδιο τρόπο που ένας αρχιτέκτονας αποφασίζει πού να θέσει τους πυλώνες σε ένα ναό για να στηρίξει την τεράστια οροφή. Η μοντελοποίηση του σχεδιασμού είναι “πραγματικά στο όριο των τεχνικών ικανοτήτων μας τώρα”, λέει ο McKinnon.

Αλλά και άλλες νέες τεχνολογίες, επίσης, καθιστούν την βαθιά εξόρυξη ασφαλέστερη και ευκολότερη. Τα αυτοκινούμενα φορτηγά, για παράδειγμα, δεν τα νοιάζει που εργάζονται σε υψηλές θερμοκρασίες. Και ενώ ένα ρομπότ θαμμένο σε μια κατολίσθηση θα μπορούσε να είναι μια ακριβή απώλεια, δεν είναι τραγωδία.

b2ap3_thumbnail_mining2.jpg
THINKSTOCK
Τα ηλεκτρονικά σκουπίδια έχουν 250-350 γραμμάρια χρυσού ανά τόνο, πολύ περισσότερο από ό,τι τα 1-5 γραμμάρια ενός μέσου ορυχείου.

“Έχουμε ρομποτικά οχήματα που κινούνται μόνα τους, αλλά υπάρχουν ακόμη πολλά θέματα που δεν έχουν λυθεί, όταν μιλάμε για την ενσωμάτωσή τους στη διαδικασία της εξόρυξης”, λέει ο Joshua Marshall, ένας μηχανικός ρομποτικής στο Κουίνς που αναπτύσσει ρομποτικά οχήματα. Ο Marshall λέει ότι αυτά τα ρομπότ τελικά θα είναι αποτελεσματικά, ασφαλή και οικονομικά. Οι μηχανές οι οποίες «φορτώνουν-κουβαλούν-ξεφορτώνουν» και μεταφέρουν μετάλλευμα και απόβλητα από το βράχο στην επιφάνεια, είναι ήδη αρκετά καλές στο να κουβαλούν και να ξεφορτώνουν αυτόνομα, αλλά εξακολουθούν να χρειάζονται την ανθρώπινη βοήθεια για να φορτώσουν. Η ομάδα του Marshall δουλεύει στην ανάπτυξη ενός αλγορίθμου για να το διορθώσει αυτό.

Ο Marshall ασχολείται επίσης με ένα σημαντικό εμπόδιο της πλήρως αυτοματοποιημένης υπόγειας εξόρυξης: να είναι γνωστό πού είναι όλα τα ρομπότ ανά πάσα στιγμή, ώστε να μπορούν να οργανωθούν για να κυκλοφορούν και να εργάζονται με τον πιο αποτελεσματικό τρόπο. Τα ορυχεία επιφανειακής εξόρυξης χρησιμοποιούν ήδη το παγκόσμιο σύστημα εντοπισμού θέσης (GPS) για να μετακινήσουν τα αυτοματοποιημένα οχήματα με τρόπο που να μεγιστοποιεί την παραγωγικότητα, αλλά τα δορυφορικά σήματα δεν μπορούν να διεισδύσουν στα υπόγεια. Ούτε τα ραδιοφωνικά σήματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν επειδή σκεδάζονται πολύ έντονα μέσα στις σήραγγες.

Έτσι, η ομάδα του Marshall προσπαθεί κάτι διαφορετικό, χρησιμοποιώντας σαρωτές λέιζερ για να κατασκευάσουν λεπτομερείς τρισδιάστατους χάρτες όλων των σηράγγων και να τοποθετηθούν παρόμοιοι σαρωτές στα οχήματα. Ένα ρομπότ μπορεί να βρει τη θέση του, συγκρίνοντας το χάρτη με τα χαρακτηριστικά που μπορεί να “δει” ο σαρωτής του στα τοιχώματα των σηράγγων. “Δεν βασιζόμαστε σε ραδιοκύματα ή στην προσπάθεια να διαπεράσουμε κάτι μέσα από βράχο, χρησιμοποιούμε μόνο τα χαρακτηριστικά του περιβάλλοντός τους,” λέει. Πολλές εταιρείες εξόρυξης, που είναι πρόθυμες να εφαρμόσουν τις δυνατότητες που δίνει η χρήση GPS στην επιφάνεια, έχουν ήδη δείξει ενδιαφέρον, λέει ο Marshall.

Τα απόβλητα

Η υψηλή τιμή του χρυσού και οι νέες τεχνολογίες επιτρέπουν στις εταιρείες να κάνουν ευκολότερα προσβάσιμα μεταλλεύματα που κάποτε θεωρούνταν ότι ήταν πάρα πολύς κόπος, όπως αυτά που περιέχουν μείγμα από χαλκό και χρυσό. Αυτά τα μεταλλεύματα χαλκού-χρυσού είναι “ένα κακό σπυρί” για να αντιμετωπισθούν, λέει ο John Monhemius, μηχανικός ορυκτών πόρων στο Imperial College του Λονδίνου, επειδή το κυάνιο που χρησιμοποιείται για την έκπλυση χρυσού από το μετάλλευμα τείνει να τραβάει πάρα πολύ χαλκό. Στην χειρότερη των περιπτώσεων, η διαδικασία δεν θα πάρει καθόλου χρυσό – ή τόσο λίγο που είναι σχεδόν αδύνατο να χωριστεί. Επιπλέον, ο ενεργός άνθρακας που χρησιμοποιείται για να απορροφήσει το χρυσό από το κυανιούχο διάλυμα, κατακλύζεται κι αυτός από το λιγότερο πολύτιμο μέταλλο.

Νέες ρητίνες ανταλλαγής ιόντων, που αναπτύχθηκαν στο Mintek, ένα ερευνητικό οργανισμό ορυκτών στο Γιοχάνεσμπουργκ, είναι πολύ πιο επιλεκτικές. Αυτές οι ρητίνες μπορούν να εξάγουν το χρυσό από διαλύματα που περιέχουν 1.000 φορές περισσότερο χαλκό από το χρυσό, όπως διαπιστώθηκε στο διάλυμα έκπλυσης στην εξόρυξη χρυσού-χαλκού στο Gedabek του Αζερμπαϊτζάν. Παρά το γεγονός ότι οι ρητίνες είναι περίπου πέντε φορές πιο ακριβές από ό,τι ο συμβατικός άνθρακας που χρησιμοποιείται, ο Monhemius πιστεύει ότι οι υψηλές τιμές του χρυσού θα οδηγήσουν σε αυτήν την τεχνολογία ρητίνης εκτοπίζοντας τελικά τον άνθρακα σε σχεδόν όλες τις μορφές εξόρυξης χρυσού.

Επαναχρησιμοποίηση και ανακύκλωση

Ορισμένες εταιρείες έχουν στραφεί σε μια πιο αξιόπιστη πηγή: ανάκτηση και ανακύκλωση χρυσού που έχει ήδη εξορυχθεί. Αυτό το «αστικό ορυχείο» των ηλεκτρονικών αποβλήτων – παλιοί υπολογιστές, κινητά τηλέφωνα και παρόμοια – είναι πολύ πλουσιότερα από φυσικά κοιτάσματα: ένα τυπικό ορυχείο επιφανειακής εξόρυξης θα αποφέρει μεταξύ 1 και 5 γραμμάρια χρυσού ανά τόνο, αλλά οι συσκευές κινητής τηλεφωνίας μπορεί να περιέχουν μέχρι 350 γραμμάρια χρυσό ανά τόνο, και τα κυκλώματα ηλεκτρονικών υπολογιστών, μέχρι 250 γραμμάρια.

Η έκρηξη στη χρήση των ηλεκτρονικών ειδών κατά τις τρεις τελευταίες δεκαετίες, έχει, στην πραγματικότητα, δημιουργήσει ένα άλλο είδος χρυσωρυχείου. Πράγματι, με τον καθορισμό στόχων στη νομοθεσίας για τη συλλογή και επεξεργασία των ηλεκτρονικών ειδών, η ανακύκλωση των πολύτιμων μετάλλων από τα απόβλητα αυτά έχει γίνει μια επικερδής επιχείρηση, λέει ο Christian Hagelüken, μηχανικός ορυχείων που ειδικεύεται στον τομέα της ανακύκλωσης υλικών από τα ηλεκτρονικά απορρίμματα, που εργάζεται στην εταιρεία Umicore των Βρυξελλών, μια κορυφαία εταιρεία ανακύκλωσης πολύτιμων μετάλλων.

Η διαδικασία εξαγωγής χρυσού και άλλων πολύτιμων μετάλλων από έναν σωρό κυκλωμάτων και κινητών τηλεφώνων είναι απλή. Το υλικό τεμαχίζεται και αποστέλλεται σε ένα τεράστιο καμίνι τήξης, όπου τήκεται στους σε 1.250°C. Δύο φάσεις σχηματίζονται, ένα μεταλλικό στρώμα που αποτελείται κυρίως από χαλκό στο κάτω μέρος, και μία στρώση σκωρίας στο επάνω μέρος. Τα πολύτιμα μέταλλα έχουν υψηλή συνάφεια με το χαλκό και είναι διαλυμένα στο στρώμα του πυθμένα. Αφού κρυώσει, το στρώμα πυθμένος αλέθεται και γίνεται μια λεπτή σκόνη που αναμιγνύεται με θειικό οξύ για να διαλυθεί ο χαλκός και να αφήσει πίσω τα πολύτιμα μέταλλα (ο χαλκός επίσης καθαρίζεται και πωλείται). Τότε τα διάφορα μέταλλα – χρυσό, ασήμι, πλατίνα και άλλα – διαχωρίζονται με μία σειρά βημάτων που περιλαμβάνουν καθίζηση, απόσταξη και ανταλλαγή ιόντων.

Η καινοτομία έχει επέλθει στην ανάπτυξη εξελιγμένων εγκαταστάσεων ανακύκλωσης, όπως η εγκατάσταση της Umicore στο Hoboken του Βελγίου. Τέτοιες εγκαταστάσεις αποτελούν συστήματα κλειστού βρόγχου, με τις εταιρείες να βρίσκουν αξία σε κάθε κομμάτι των αποβλήτων. Ο μόλυβδος και άλλα μέταλλα βάσης διυλίζονται από τη σκωρία, και ακόμη και το θειικό οξύ που χρησιμοποιείται για την έκπλυση των πολύτιμων μετάλλων από το χαλκό είναι υποπροϊόν ενός εκ των αερίων που παράγονται από τον κλίβανο. Εκτός του ότι είναι φιλικές προς το περιβάλλον, σύγχρονες εγκαταστάσεις όπως αυτή έχουν αποδόσεις “κοντά στο 100%”, λέει ο Hagelüken.

Βρώμικος χρυσός: Η δυσάρεστη πλευρά της εξόρυξης

Η πρόκληση βρίσκεται στη διασφάλιση ότι οι ηλεκτρονικές συσκευές θα φτάσουν σε τέτοιες εξελιγμένες μονάδες στο τέλος του κύκλου ζωής τους – μόνο ένα μέρος των απορριμμάτων αυτών φτάνει εκεί σήμερα. Το Πρόγραμμα των Ηνωμένων Εθνών για το Περιβάλλον εκτιμά ότι μόλις το 15% του χρυσού που βρίσκεται μέσα σε ηλεκτρονικά απόβλητα ανακτάται σωστά. Τεράστια ποσά αφήνονται σε συρτάρια και σοφίτες, ή, ακόμη χειρότερα, σε χώρους υγειονομικής ταφής ή αποτέφρωσης. “Το θέμα είναι πώς θα ενισχυθεί η συλλογή τους,” λέει ο Hagelüken, και να διασφαλιστεί ότι θα ανακυκλώθούν σωστά.

Αλλά ακόμη και με πολύ υψηλότερα ποσοστά ανακύκλωσης, τα ηλεκτρονικά απορρίμματα δεν θα είναι ποτέ σε θέση να καλύψουν την ακόρεστη ζήτησή μας για χρυσό. Έτσι, η τιμή του χρυσού θα συνεχίσει να οδηγεί τους ανθρακωρύχους του TauTona σε όλο μεγαλύτερα βάθη.

0 0 vote
Article Rating
Subscribe
Notify of
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments