الرئيسية Business-Science في بلد الفحم ، فرصة جديدة لتنظيف الإرث السام

في بلد الفحم ، فرصة جديدة لتنظيف الإرث السام

30


لقد أدت نفايات المناجم المهجورة والمفلسة إلى تلويث أكثر من 12000 ميل من الممرات المائية. تبحث الدول الآن في كيفية استخراج العناصر الحاسمة من تلك المياه لمحاولة تعويض التكلفة العالية للتنظيف.

طلاب الجامعة ينخلون الطين المليء بأكسيد الحديد من تصريف المناجم الحمضي الذي تم جمعه من موقع التفريغ بجوار Sunday Creek في Millfield ، أوهايو ، في أكتوبر.
طلاب الجامعة ينخلون الطين المليء بأكسيد الحديد من تصريف المناجم الحمضي الذي تم جمعه من موقع التفريغ بجوار Sunday Creek في Millfield ، أوهايو ، في أكتوبر. (داين ريس)

على موقع أ منجم فحم مغلق ومفلس بالقرب من منابع نهر بوتوماك ، تقوم ولاية فرجينيا الغربية ببناء مصنع تجريبي يقول الباحثون إنه يمكن أن يساعد في تحفيز الجهود لتنظيف آلاف الأميال من الممرات المائية الملوثة بنفايات مناجم الفحم.

بعد عقود عندما كافحت دول الفحم لدفع تكاليف تنظيف الأنهار والبحيرات الملوثة ، جعلت التطورات العلمية الحديثة والتكنولوجيا الجديدة من المجدي إعادة تدوير نفايات الفحم السائلة عالية الحموضة والغنية بالمعادن والمعروفة باسم تصريف المناجم الحمضي (AMD) يقول هؤلاء الباحثون.

وفي موقع ما كان سابقًا المنجم السطحي A34 التابع لشركة Buffalo Coal Company ، هناك حافز مالي واستراتيجي إضافي. عندما يتم تشغيله بكامل طاقته – في أواخر الصيف أو أوائل الخريف ، وفقًا لإدارة حماية البيئة في ولاية فرجينيا الغربية – فإن مصنع Buffalo Coal A34 سوف يستعيد المعادن الهامة بما في ذلك الكوبالت والنيكل و العناصر الأرضية النادرة المستخدمة في الهواتف المحمولة والسيارات الكهربائية وغيرها من التقنيات من تلك المياه السامة.

في ولاية فرجينيا ، يتم تحويل مناجم الفحم المهجورة إلى مزارع شمسية

يمكن أن يساعد استرداد هذه العناصر في تقليل التكلفة المستمرة لتنظيف المناجم وتقليلها اعتماد أمريكا على الصين للحصول على مواد حاسمة في التحول إلى اقتصاد الطاقة النظيفة. في حين أن هذه المبادرات لا تدفع تكاليفها في الوقت الحالي ، إلا أنها تكتسب قوة دفع لدورها في معالجة إرث الطاقة القذرة أثناء محاولتها تقليل التأثير البيئي للطاقة الجديدة التي تحل محلها. “إذا كانت الحمأة لديك لها قيمة ، فلماذا ترميها في سلة المهملات؟” قال بول Ziemkiewicz ، مدير معهد أبحاث المياه بجامعة وست فرجينيا ، والذي كان رائدًا في البحث في منجم حمض إعادة التدوير تصريف المياه.

عبر الدوله، تلوثت النفايات من مناجم الفحم والمعادن المهجورة والمفلسة أكثر من 12000 ميل من الممرات المائية. هذا التلوث الموروث – الناتج الثانوي السام لأكثر من نصف قرن من التعدين – يهدد مياه الشرب ، ويؤدي إلى تآكل البنية التحتية و يدمر الحياة المائية.

ومع ذلك ، تظل تكاليف تنظيف تصريف المناجم الحمضية باهظة – تتطلب إنشاء محطات معالجة المياه وتشغيلها على مدار سنوات وعقود. تمتلك ولاية فرجينيا الغربية وحدها 184 موقعًا لمعالجة AMD ، وتبلغ تكاليف التشغيل حوالي 4 ملايين دولار سنويًا ، وفقًا لمكتب الولاية للتعدين السطحي.

ظهور تقنيات جديدة والدفع الذي قدمته الأهداف المناخية لإدارة بايدن ، والتي تشمل كهرباء خالية من الكربون بحلول عام 2035، يتم تحويل حساب التفاضل والتكامل من أجل التنظيف. قال رود إيجيرت ، نائب مدير معهد المواد الحرجة وأستاذ اقتصاديات المعادن في مدرسة كولورادو للمناجم.

على الرغم من أن إعادة تدوير الأتربة النادرة من نفايات المناجم غير قابلة للتطبيق تجاريًا حاليًا ، إلا أن إيجرت قال إنه لا يزال هناك حجة لمتابعة هذه المشاريع. “قد يكون من المفيد من منظور السياسة العامة دعم المجتمعات والمناطق التي كانت تنتج الفحم تقليديًا ، وسيكون ذلك مفيدًا أو مناسبًا للسياسة العامة إذا كان بإمكاننا أيضًا ، جنبًا إلى جنب مع إنتاج تربة نادرة كمشروع قابل للبيع ، إزالة النفايات من الماضي ،” هو قال.

تتضمن خطة البنية التحتية التي وقعها الرئيس بايدن قانونًا العام الماضي أكثر من 11 مليار دولار في تمويل تنظيف المناجم المهجورة والممرات المائية المتضررة. أ تقرير العام الماضي من معهد وادي نهر أوهايو قدر أن حوالي ربع مناجم الفحم التي تم التخلي عنها قبل دخول اللوائح الفيدرالية حيز التنفيذ في عام 1977 قد تم استصلاحها ، وأنه سيكلف أكثر من 20 مليار دولار لتنظيف المواقع المتبقية.

في فبراير ، أطلقت وزارة الطاقة الأمريكية أ برنامج 140 مليون دولار لبناء مصنع على نطاق تجاري لاستخراج العناصر الأرضية النادرة والمعادن الهامة الأخرى من نفايات الفحم.

تعتبر العناصر الأرضية النادرة ضرورية لتشغيل منتجات الطاقة النظيفة مثل توربينات الرياح والمركبات الكهربائية. بلغ الطلب على هذه المعادن الهامة أعلى مستوى له على الإطلاق العام الماضي ، مع توقع وكالة الطاقة الدولية أنه سيزداد ثلاث إلى سبع مرات بحلول عام 2040.

سيكلف موقع Buffalo Coal A34 الدولة 8.7 مليون دولار ، وفقًا لإدارة حماية البيئة في وست فرجينيا. وقال زيمكيويتز إنه سوف يسحب ويعالج 1.4 مليون جالون من المياه الملوثة كل يوم – لاستعادة ما يصل إلى 400 طن سنويًا من الأتربة النادرة بالإضافة إلى الكوبالت والنيكل.

يقر بأن إعادة تدوير هذه العناصر لن يدر دخلاً كافياً لتغطية تكاليف التنظيف.

قال زيمكيفيتش: “لن تكون فدية ملك”. “لا أريد أن أعطي الناس انطباعًا بأنهم يريدون البدء في الحصول على التزامات لمواقع AMD القديمة للحصول على تربة نادرة ، لأنك ستخسر المال في هذا الاقتراح. ولكن إذا كان هناك سبب أوسع مثل تنظيف مستجمعات المياه ، فيمكنك تهيئتها لاستعادة العناصر الأرضية النادرة “.

تمتلك جنوب إفريقيا أحد أكثر الاقتصادات كثافة في استخدام الفحم في العالم. هل يمكن أن يتغير؟

يعمل المصنع عن طريق ضخ المياه الملوثة في خزانات دائرية عملاقة ودمج الجير الذي يرفع درجة الحموضة. تسقط مواد نفايات الفحم – بما في ذلك المعادن الثقيلة مثل النيكل والكوبالت – إلى قاع الخزان ثم يتم دفعها إلى المحور المركزي ، حيث تتجمع في شكل حمأة بنية. لاستخراج العناصر الأرضية النادرة من هذه الخزانات ، يقوم الباحثون بعد ذلك بضبط مستوى الأس الهيدروجيني لاستهداف الأتربة النادرة بدلاً من الحساء العام للمعادن الثقيلة.

أكثر من نصف العرض العالمي للأتربة النادرة – و 78 في المائة من الإمدادات الأمريكية – يأتي حاليًا من الصين. بعد الاندماج في حالات الإفلاس والخروج منها ، أنتج ماونتن باس بكاليفورنيا ، وهو منجم الأرض النادرة الوحيد في الولايات المتحدة ، في عام 2021 15 في المائة من العرض العالمي.

يحاول باحثون آخرون تطوير تقنية لتعدين نفايات الفحم الصلبة من أجل تربة نادرة. خارج مدينة الفحم السابقة بروفيدنس ، بولاية كنتاكي ، يعمل باحثون من جامعة كنتاكي في مشروع تجريبي بتمويل من وزارة الطاقة بقيمة 11 مليون دولار لاستخراج تربة نادرة عن طريق تنقيط الحمض على كومة 2000 طن من نفايات الفحم.

توقعت دراسة مبكرة أن المصنع يمكنه معالجة ما يقرب من 3000 جالون من AMD الاصطناعي كل يوم. يأمل الباحثون في الحصول على تمويل لنسخة تجارية موسعة من المصنع ، والتي يقدرون أنها يمكن أن تنتج 300 إلى 400 طن من الأتربة النادرة كل عام – على الرغم من اعترافهم بأنه حتى هذا لن يؤثر كثيرًا في اعتماد أمريكا في الصين.

“إنه مصدر ثانوي للأتربة النادرة ؛ قال ريك هوناكر ، أستاذ التعدين بجامعة كنتاكي ، الذي يرأس البحث ، “لن يكون مصدرًا رئيسيًا”.

لكن الانتقال من توفير التكاليف إلى الربحية من نفايات الفحم لا يزال يمثل قفزة كبيرة.

قال مارتي ويمز ، رئيس أمريكا الشمالية لشركة American Rare Earths Ltd. ، وهي شركة تنقيب تركز على تطوير رواسب أرضية نادرة ، إنه من غير المرجح أن يكون استخراج العناصر الأرضية النادرة من نفايات الفحم مجديًا اقتصاديًا في أسواق اليوم دون دعم حكومي.

وبينما يمكن للمصانع إنقاذ العناصر الأرضية النادرة من المشاريع التجريبية لنفايات الفحم ، لا توجد مرافق معالجة للفصل والتنقية على نطاق صناعي خارج الصين القارية.

ومع ذلك ، تستمر الجهود المبذولة لجعل تنظيف نفايات الفحم أكثر بأسعار معقولة.

في Sunday Creek ، الممتد لمسافة سبعة أميال عبر الركن الجنوبي الشرقي من ولاية أوهايو والذي يعد أحد أكثر الأنهار تلوثًا في الولاية ، من المقرر أن يبدأ مصنع جديد آخر يهدف إلى تنظيف نفايات الفحم هذا الصيف ويبدأ عملياته في عام 2024.

كافحت الدولة لدفع تكاليف استصلاح الآلاف من مواقع AMD.

ال مصنع تجريبي أصباغ صحيح، وهو تعاون بين جامعة أوهايو ، ومجموعة المناصرة البيئية Rural Action وقسم الموارد الطبيعية في ولاية أوهايو ، ويهدف إلى حصاد أكسيد الحديد الذي يحول الماء إلى اللون البرتقالي الساطع ويحوله إلى صبغة للطوب والبلاط بالإضافة إلى دهانات الفنان.

قد يؤدي إعطاء حياة جديدة للسدود القديمة إلى حدوث طفرة في الطاقة

قالت سارة ويكهام ، مسؤولة الاتصالات في إدارة الموارد الطبيعية في أوهايو: “إن الهدف من المشروع هو استخدام الإيرادات المتوقعة من مبيعات الأصباغ لتعويض تكاليف تشغيل المصنع وصيانته”.

سيستغرق التعافي وقتًا ، ولن تتم استعادة الدفق إلى حالته الأصلية أبدًا.

قالت: “إن التفريغ من اللغم لن يزول أبدًا”. “يمكن أن تتحسن جودة المياه على مدى عقود ولكنها ستستمر دائمًا في التدفق وإنتاج تصريف حمضي للمناجم.”

قال جاي ريفلر ، أستاذ الهندسة المدنية والباحث الرئيسي في شركة True Pigments ، إن منشأة مثل True Pigments “قابلة للتكرار تمامًا” عبر المواقع الملوثة في Appalachia.

قال Rieflier: “أعتقد أن لديها إمكانات حقيقية لمساعدة الكثير من المجتمعات”. “لأنه بالإضافة إلى تنظيف التدفق فهو مصدر محتمل للإيرادات.”



Source link

المادة السابقةمتهم بإطلاق النار على متجر بقالة بافالو بتهمة القتل العمد من الدرجة الأولى
المقالة القادمةسجلت بورش بالفعل آلاف الأميال لاختبار سيارة السباق الجديدة LMDh | فلاتسكسس