Новый подход необходим для дорогостоящей добычи полезных ископаемых, поскольку руды становятся менее богатыми

Работа с минеральными рудами стремительно усложняется по мере снижения содержания полезного компонента, увеличения глубины шахт и роста стоимости энергии и труда. С середины 1980-х годов производственные затраты в минерально-сырьевом секторе выросли на 70%, а качество руды в среднем снизилось на 50%.

Возросла и «сложность» руд: ценные компоненты распределены в них редко и мелко, а также часто связаны с большим количеством примесей, которые трудно удалить. Дополнительными вызовами стали глобальная конкуренция, волатильность цен на металлы и давление в сторону улучшения экологических показателей. С 2004 года цена на медь выросла на 50%, а на железную руду — в четыре раза. Это создает острую потребность в новых конкурентоспособных технологиях переработки.

Современные стратегии переработки минерального сырья существенно не менялись на протяжении последнего столетия и были сосредоточены на увеличении объемов производства. В результате на добычу и переработку полезных ископаемых сейчас приходится 5% мирового потребления энергии — почти столько же, сколько потребляет вся Африка (5,4%) или Ближний Восток (5,2%). Один только процесс измельчения руды может составлять более 60% энергозатрат всего производства.

Австралия, как ведущая ресурсообеспеченная страна, могла бы проложить путь к изменениям. Для этого ученые предлагают новую исследовательскую стратегию — Ореомику (Oreomics). Этот термин, вдохновленный «-омиками» (геномика, протеомика) в системной биологии, обозначает системный подход к переработке руд. Его цель — оптимизировать существующие технологии и открыть новые, способные работать с будущими сложными и бедными рудами, используя меньше энергии, труда и средств, что уменьшит экологический след.

Ключом являются молекулярные процессы на поверхности минералов, которые контролируют эффективность технологий разделения. Современные научные достижения, такие как магнитно-резонансная (MR) или компьютерная томография (CT), а также методы работы с «Большими данными» (Big Data), открывают новые возможности для анализа. Успех системной биологии, где Big Data-инструменты позволили понять взаимосвязи тысяч процессов в клетке и создать новые лекарства, служит примером для минералогии.

Некоторые горнодобывающие компании уже используют датчики и системы управления для контроля простых параметров, таких как pH и скорость потока. Индустрия обладает необходимой инфраструктурой, хотя и потребуются более сложные сенсоры. Без новых прорывов отрасль может столкнуться с непреодолимыми барьерами в освоении всё более бедных месторождений, что приведет к дефициту сырья, сокращению производства и резкому росту цен. Ореомика может обеспечить быструю оценку и прогноз переработки новых руд, а также революционные инновации для преодоления будущих вызовов.