Tiếng Việt
Việc khai thác và chế biến khoáng sản quan trọng và các nguyên tố đất hiếm thường liên quan đến mức độ khó khăn về mặt kỹ thuật cao. Stephen Beamond và Damian Pianta, từ Trung tâm chế biến khoáng sản xuất sắc của Stantec tại Brisbane, sẽ xem xét vai trò quan trọng của các nhà máy trình diễn trong việc mở rộng quy mô chế biến khoáng sản quan trọng để đáp ứng nhu cầu toàn cầu.
Thế giới ngày nay vận hành nhờ các khoáng sản quan trọng. Và thế giới ngày mai cũng vậy. Khoáng sản quan trọng rất quan trọng đối với các công nghệ năng lượng tái tạo mà chúng ta cần cho một tương lai bền vững hơn. Chúng ta đã thấy nhu cầu về các khoáng sản quan trọng và các nguyên tố đất hiếm (REE) tăng vọt. Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (Cơ quan Năng lượng Quốc tế), lượng khoáng chất trung bình cần thiết cho một đơn vị công suất phát điện mới đã tăng 50% trong thập kỷ qua. Điều này là do đầu tư vào công nghệ tái tạo đã tăng lên.
IEA ước tính nhu cầu về khoáng sản quan trọng sẽ tăng gấp bốn lần trong năm năm tới khi quá trình chuyển đổi sang năng lượng xanh tăng tốc. Điều này dựa trên ước tính 3 tỷ tấn khoáng sản và kim loại cần thiết để xây dựng các công nghệ tạo ra và lưu trữ năng lượng gió, mặt trời và địa nhiệt.
Việc mở rộng quy mô chế biến khoáng sản quan trọng là điều cần thiết để đáp ứng nhu cầu này. Thêm vào đó, với nhiều khoáng sản quan trọng và REE tập trung ở các quốc gia khác, chúng ta cần tìm cách thực hiện điều này ở Úc nếu muốn đảm bảo một tương lai bền vững hơn.
Nhưng trước đây chúng ta chưa khai thác khoáng sản quan trọng ở quy mô này, vì vậy chúng ta cần phát triển các quy trình mới. Những quy trình này phải hiệu quả, khả thi về mặt kinh tế và bền vững với môi trường. Chúng ta đã thấy các mỏ mất thời gian và tiền bạc khi mọi thứ không diễn ra theo kế hoạch. Nhưng trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu, chúng ta không có thời gian để lãng phí.
Các nhà máy trình diễn — như nhà máy chế biến nhôm oxit có độ tinh khiết cao (HPA) mà Stantec mới thiết kế, chế tạo và xây dựng tại Brisbane — sẽ đóng vai trò thiết yếu trong việc phát triển các quy trình hoạt động ở quy mô lớn. Sau đây là cách thực hiện.
Việc xử lý khoáng sản quan trọng ở quy mô lớn là một trò chơi hoàn toàn khác
Khai thác khoáng sản quan trọng và REE thường liên quan đến mức độ khó khăn về mặt kỹ thuật cao hơn so với việc xử lý các mặt hàng số lượng lớn như quặng sắt hoặc than. Trước đây, nhu cầu về một số khoáng sản quan trọng và REE trên toàn cầu là hàng chục hoặc hàng trăm tấn. Bây giờ chúng ta đang nói đến hàng tỷ tấn. Cho đến những năm 2010, ngành năng lượng chỉ chiếm một phần nhỏ trong nhu cầu về hầu hết các loại khoáng sản.
Không còn nữa. Xe điện và lưu trữ pin đã thay thế thiết bị điện tử để trở thành người tiêu thụ lithium lớn nhất. Theo IEA, chúng sẽ sớm thay thế thép không gỉ trở thành người sử dụng niken lớn nhất vào năm 2040. Điều này diễn ra khi thế giới đang chạy đua để đạt được các mục tiêu về biến đổi khí hậu. Trong 20 năm tới, các công nghệ năng lượng tái tạo sẽ chiếm 40% nhu cầu về đồng và REE, 60–70% nhu cầu về niken và coban, và gần 90% nhu cầu về lithium.
Khai thác và chế biến khoáng sản quan trọng và REE ở quy mô này là một trò chơi hoàn toàn khác. Khi các mỏ tiến lên, họ phải đối mặt với một thách thức lớn. Các quy trình của họ cần phải khả thi về mặt kỹ thuật, khả thi về mặt tài chính và bền vững đối với môi trường. Chỉ khi đó họ mới nên đầu tư vào sản xuất thương mại quy mô lớn.
Nhưng làm thế nào các mỏ có thể đảm bảo các quy trình khai thác khoáng sản quan trọng của họ đã sẵn sàng để mở rộng quy mô? Các nhà máy trình diễn.
Việc bỏ qua các nhà máy trình diễn là một rủi ro mà các mỏ không thể chấp nhận được
Các nhà máy trình diễn cho phép thợ mỏ thử nghiệm quá trình xử lý của họ bên ngoài phòng thí nghiệm. Họ xác nhận các công nghệ mới và vật liệu được sử dụng trong xây dựng để xác minh rằng chúng sẽ hoạt động ở quy mô thương mại.
Đi thẳng từ quy mô phòng thí nghiệm lên quy mô 500 hoặc 1000 là quá rủi ro — không có gì đảm bảo rằng những gì hiệu quả trong phòng thí nghiệm sẽ hiệu quả trong nhà máy chế biến quy mô thương mại. Chúng tôi đã thấy các công ty trì trệ sau khi bỏ qua giai đoạn nhà máy trình diễn. Nguyên tắc chung của chúng tôi là không bao giờ tăng hoạt động lên quá 200 lần trong lần đầu tiên. Chúng tôi khuyên bạn nên tăng một số hoạt động đơn vị theo mức tăng 50 lần.
Các nhà máy trình diễn cung cấp cho thợ mỏ một mức độ chắc chắn khi mở rộng quy mô chế biến khoáng sản quan trọng của họ. Nếu có điều gì đó không diễn ra theo kế hoạch trong một nhà máy trình diễn, có nhiều cách để thực hiện thay đổi. Nếu mọi thứ diễn ra suôn sẻ, họ có thể tiếp tục tinh chỉnh quy trình của mình hoặc tự tin đưa hoạt động của mình lên một tầm cao mới.
Thiết kế nhà máy trình diễn cho tương lai tái tạo
Chúng tôi đang làm việc với khách hàng để xây dựng các nhà máy trình diễn giúp họ mở rộng quy mô chế biến khoáng sản quan trọng mà không có rủi ro. HPA, một thành phần chính của pin lithium-ion và tấm pin mặt trời, là một loại khoáng sản có nhu cầu cao — và chúng tôi đang giúp thiết kế một cách để chế biến nó.
Chúng tôi đã làm việc với nhà phát triển công nghệ Lava Blue và Đại học Công nghệ Queensland (QUT) về một nhà máy trình diễn HPA. Nhà máy này áp dụng phương pháp cải tiến của họ từ phòng thí nghiệm đến một nhà máy ở Brisbane để xử lý các mẻ 20 kg.
QUT đã phát triển một quy trình để loại bỏ chất gây ô nhiễm trong phòng thí nghiệm. Chúng tôi đã làm việc với họ để chuyển đổi quy trình này thành một nhà máy trình diễn. Quy trình này bao gồm thiết kế thiết bị riêng khi thiết bị có sẵn không thể xử lý được môi trường hóa học và nhiệt độ hoặc không có sẵn ở quy mô liên quan.
Chúng ta có thể sử dụng nhà máy HPA làm khuôn mẫu để phát triển các nhà máy HPA quy mô lớn ở Úc và trên toàn thế giới. Nó cũng mang đến cho những người dùng HPA khác cơ hội phát triển quy trình và sản phẩm của họ, đồng thời giảm sự phụ thuộc của chúng ta vào vật liệu nhập khẩu.
Giá trị liên tục của các nhà máy trình diễn đối với hoạt động khai thác
Các nhà máy trình diễn cũng có thể mang lại giá trị lâu dài cho thợ mỏ. Mặc dù chúng có thể được thiết kế để thử nghiệm một quy trình cụ thể ở quy mô lớn, nhưng chúng cũng cung cấp không gian cho các kỹ sư tinh chỉnh và điều chỉnh quy trình của họ dựa trên hiệu suất thực tế và nhu cầu thay đổi của thị trường.
Thợ mỏ có thể thử nghiệm những thay đổi trong một môi trường được kiểm soát và có thể mở rộng. Sau đó, họ có thể tiến lên và cam kết thực hiện những thay đổi tốn kém hơn, quy mô lớn hơn trong các cơ sở sản xuất chính của họ. Ngoài nghiên cứu và phát triển, những nhà máy này cũng có thể là nơi đào tạo tốt cho các kỹ sư và nhân viên vận hành mới vào nghề.
Tính linh hoạt này cho phép một nhà máy trình diễn chế biến khoáng sản hoạt động trong nhiều năm. Chúng tôi đã thấy một số nhà máy vẫn hoạt động sau một thập kỷ.
Các nhà máy trình diễn là tương lai của quá trình chế biến khoáng sản quan trọng
Khoáng sản quan trọng đóng vai trò sống còn trong quá trình chuyển đổi sang năng lượng tái tạo. Điều đó có nghĩa là các mỏ cần phải tự tin mở rộng quy mô chế biến để đáp ứng nhu cầu. Các nhà máy trình diễn đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển từ “chúng tôi nghĩ điều này sẽ hiệu quả” sang “chúng tôi biết điều này sẽ hiệu quả”.
Các nhà máy trình diễn thu hẹp khoảng cách giữa phòng thí nghiệm và khả năng thực tế. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển và thúc đẩy quá trình chế biến khoáng sản quan trọng. Do đó, chúng sẽ giúp chúng ta khai thác hiệu quả, tiết kiệm và bền vững các vật liệu và REE quan trọng để cung cấp năng lượng cho tương lai của chúng ta.
Xuất bản lần đầu
đây.
Website: https://yeastera.com
Fanpage: https://www.facebook.com/yeastera/