آینده پاک‌تر معدنکاری با همگرایی هوش مصنوعی و زیست‌فناوری
احسان رنجبران_ پایگاه خبری «معدن نامه»: با افزایش تقاضای جهانی برای مس و دیگر فلزات حیاتی، صنعت معدن با چالش‌های جدی در کاهش عیار سنگ‌ها و کمبود معادن جدید مواجه است. در چنین شرایطی کارشناسان معتقدند هوش مصنوعی می‌تواند نقشی کلیدی در افزایش بهره‌وری، کاهش ضایعات و مدرن‌سازی فرآیندهای معدنی ایفا کند و صنعت معدن را به‌سوی آینده‌ای پاک‌تر و کارآمدتر هدایت کند.
چالش‌های صنعت معدن در تأمین فلزات حیاتی
صنعت معدن با مشکلات ساختاری مهمی روبرو است. کاهش عیار سنگ‌ها در معادن مس موجود باعث شده بهره‌وری کاهش یابد و استخراج معادن جدید بزرگ بسیار نادر باشد. علاوه بر این توسعه یک معدن جدید می‌تواند تا یک دهه زمان ببرد که همین موضوع تأمین نیازهای فزاینده جهان را دشوار می‌کند. این شرایط ضرورت افزایش کارایی استخراج و کاهش ضایعات را به یک اولویت تبدیل کرده است.
بازگشت به میراث معدنی: ارزش باطله‌ها
بین سال‌های ۱۹۱۰ تا ۲۰۱۰، حدود ۶۵۰ میلیون تن مس در جهان استخراج شده است، اما نزدیک به ۱۰۰ میلیون تن از این مس هیچ‌گاه به بازار نرسیده و هنوز در تالاب‌های باطله ذخیره شده است. این حجم عظیم ضایعات به‌منزله یک منبع بالقوه بزرگ برای استخراج مجدد فلزات محسوب می‌شود، مشروط بر اینکه فناوری مناسب برای بازیابی دوباره آن توسعه یابد.
شرکت‌هایی مانند ریو تینتو در این زمینه پیشرو هستند و موفق شده‌اند فلزات حیاتی مانند اسکاندیم و تلوریم را از ضایعات استخراج کنند. شرکت «هادبی ماینرالز» نیز در معدن «فلین فلون» در کانادا که پس از بسته شدن در سال ۲۰۲۲، نزدیک به یک قرن ضایعات غنی از مواد معدنی باقی گذاشته است، امکان بازاستخراج باطله‌ها را بررسی می‌کند. شرکت استرالیایی «کوبالت بلو هولدینگز» نیز در همکاری با شورای شهر «ماینت ایسا» در کوئینزلند به دنبال ارزیابی بازپرداخت باطله‌های پیریت به عنوان منبع جایگزین گوگرد پس از تعطیلی ذوب مس شهر است. علاوه بر این شرکت «هندوستان زینک» با سرمایه‌گذاری ۴۳۸ میلیون دلاری قصد دارد سالانه ۱۰ میلیون تن باطله معدن «رامپورا آگوچا» را پردازش کند که این معدن بزرگ‌ترین معدن روی جهان به شمار می‌رود.
کاهش ضایعات و افزایش بهره‌وری
علاوه بر بازیابی دوباره باطله‌ها، معدنکاران به دنبال کاهش تولید ضایعات از ابتدا هستند. صنعت معدن در حال حاضر سالانه بیش از هفت میلیارد تن باطله تولید می‌کند که با کاهش عیار سنگ‌ها این میزان همچنان در حال افزایش است. شرکت‌هایی مانند Glencore Technology با بهبود تدریجی آسیاب ISAMill توانسته‌اند ذرات درشت‌تر را هم پردازش کرده و میزان آسیاب سنگ و مصرف آب را کاهش دهند. همچنین فرآیند Albion امکان بازیابی دوباره بیش از ۹۹٪ مس را فراهم می‌کند و هزینه‌های عملیاتی را تا یک سوم کاهش می‌دهد که این امر توسعه ذخایر پیچیده‌ای که با فناوری‌های سنتی مقرون‌به‌صرفه نبودند را ممکن می‌سازد.
در کنار این فناوری‌های پردازشی، نوآوری‌های زیست‌فناوری نیز نقش مهمی دارند. شرکت Allonnia با فناوری D-Solve می‌تواند ناخالصی‌ها مانند منیزیم را از کنسانتره‌ها استخراج کند. همکاری این شرکت با معدن نیکل Eagle در آمریکا توانسته است عیار نیکل را ۱۸٪ افزایش داده و ناخالصی‌های منیزیم را ۴۰٪ کاهش دهد، که این اقدامات همراه با فناوری‌های پیشرفته استخراج می‌توانند کارایی معادن کم‌عیار و بازپرداخت باطله‌ها را به شدت افزایش دهند.
نقش هوش مصنوعی در مدرن‌سازی معدنکاری
هوش مصنوعی اکنون به هسته مرکزی تحول صنعت معدن تبدیل شده است. این فناوری در حوزه‌های مختلف کاربرد دارد. شرکت‌های بزرگی مانند ریو تینتو و بی‌اچ‌پی از هوش مصنوعی برای سیستم‌های حمل‌ونقل خودران و پیش‌بینی زمان‌بندی تعمیرات استفاده می‌کنند تا به‌جای واکنش به خرابی‌ها، اقدامات پیشگیرانه انجام دهند.
نسل بعدی هوش مصنوعی مولد (Generative AI) به همراه فناوری دوقلوی دیجیتال ( (Digital Twin، نسخه‌ای مجازی و زمان واقعی از فرآیند معدن ایجاد می‌کند. این فناوری‌ها در معادن مس استرالیای جنوبی و معدن اسکوندیدا در شیلی به کار گرفته شده‌اند تا عملیات انفجار و ترکیب سنگ‌ها بهینه شود، بخش‌های دارای چالش در سنگ معدن شناسایی شوند و کنترل پیش‌بینی آسیاب SAG بهبود یابد.
شرکت «فری‌پورت-مکموران» نیز با همکاری مشاوران مک‌کنزی از هوش مصنوعی برای افزایش تولید معادن مس در آمریکای شمالی بهره می‌برد. آزمایش این فناوری در معدن بغداد (آریزونا) باعث افزایش ۵ تا ۱۰٪ تولید مس شده و پیش‌بینی می‌شود که گسترش آن در سایر معادن، ۹۰ هزار تن تولید اضافی سالانه ایجاد کند که این میزان معادل ساخت یک کارخانه جدید با هزینه بیش از ۱.۵ میلیارد دلار و زمان‌بندی ۸ تا ۱۰ سال است.
همگرایی فناوری‌های سنتی و نوین
ترکیب هوش مصنوعی با فناوری‌های پردازش پیشرفته و زیست‌فناوری امکان استخراج مؤثر از سنگ‌های کم‌عیار و بازیابی دوباره ضایعات قدیمی را فراهم کرده است. این همگرایی شامل پردازش سنگ‌های باطله و معادن بسته شده، استفاده از میکروارگانیسم‌ها برای استخراج ناخالصی‌ها و بهینه‌سازی فرایندهای استخراج و آسیاب با کمک هوش مصنوعی می‌شود.
نتیجه‌گیری: معدنکاری پاک‌تر و کارآمدتر
با ترکیب فناوری‌های نوین، زیست‌فناوری و هوش مصنوعی، صنعت معدن که همواره با مشکلات زیست‌محیطی و ناکارآمدی تاریخی روبرو بود، اکنون در حال مدرن‌سازی است. بهره‌وری افزایش یافته، ضایعات کاهش یافته و استخراج از معادن کم‌عیار و بازیافت دوباره باطله‌ها امکان‌پذیر شده است. این تحولات می‌توانند آینده‌ای پاک‌تر و پایدارتر برای صنعت معدن فراهم کنند و احتمال کمبود مس و دیگر فلزات حیاتی در جهان را کاهش دهند.
