เว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง ‘การผ่าตัดรูกุญแจ’ สามารถลดภาระด้านสิ่งแวดล้อมของการสกัดโลหะได้

เว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง เทคนิคการทำเหมืองแบบ “รูกุญแจ” แบบใหม่ช่วยให้สามารถสกัดโลหะจากแร่ใต้ดินได้โดยไม่ต้องมีการขุดค้นทางกายภาพจำนวนมาก แนวทางดังกล่าวซึ่งอิงตามอิเล็กโทรคิเนติกส์และได้รับการพัฒนาโดยทีมนักวิจัยระดับนานาชาติ สามารถลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการขุดในขณะที่ทำให้แหล่งแร่ลึกเข้าถึงได้มากขึ้น การขุดในระดับอุตสาหกรรมนั้นสร้างความเสียหายอย่างมากต่อสิ่งแวดล้อม 

ไม่เพียงแต่การขุดแร่ทางกายภาพของแร่ธาตุ

ที่มีแร่ซึ่งใช้พลังงานสูงเท่านั้น ซึ่งสร้างประมาณ 10% ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เกี่ยวข้องกับพลังงานทั้งหมดในปี 2018 แต่ยังก่อให้เกิดของเสียในปริมาณที่หาที่เปรียบมิได้ ทั่วโลก ของเสียจากการขุดมีจำนวนประมาณ 100 กิกะตันต่อปี ในรูปแบบของภาระหนักเกินไปและ “gangue” ที่ไร้ประโยชน์ในเชิงพาณิชย์ซึ่งล้อมรอบแร่ที่มีค่า แก๊งค์นี้มักเป็นพิษสูงเช่นกัน หมายความว่าการกำจัดทิ้งเสี่ยงต่อมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมเพิ่มเติม

“กระบวนทัศน์การขุดในปัจจุบันถือได้ว่าไม่ยั่งยืนโดยเนื้อแท้” Rich Craneนักธรณีเคมีใน Cambourne School of Mines แห่งมหาวิทยาลัย Exeter สหราชอาณาจักรและผู้เขียนการศึกษาใหม่กล่าวสรุป ตัวอย่างเช่น ความต้องการทองแดงคาดว่าจะเพิ่มขึ้น 275–350% ภายในปี 2050 แต่แหล่งแร่ที่เพิ่งค้นพบใหม่นั้นมีระดับแร่ที่ต่ำกว่าและพบที่ระดับความลึกมากขึ้น การขุดแหล่งสะสมเหล่านี้ด้วยวิธีดั้งเดิมจะทำให้มีการกำจัดภาระหนักเกินหลายร้อยเมตร

การสกัดด้วยไฟฟ้าในการศึกษาของพวกเขา เครนและเพื่อนร่วมงานได้สาธิตวิธีการทางเลือกตามอิเล็กโทรคิเนติกส์ (EK) วิธีนี้ ซึ่งใช้ในการแยกโลหะออกจากเถ้าลอย ดิน และกากตะกอนน้ำเสียแล้ว เกี่ยวข้องกับการใช้กระแสตรงระหว่างอิเล็กโทรดสองขั้วเพื่อขับเคลื่อนการเคลื่อนที่ของสปีชีส์ที่มีประจุที่ละลายในสารระหว่างไอออนของโลหะที่ไหลไปทางแคโทด

เพื่อปรับวิธีการทำงานกับวัตถุฮาร์ดร็อคที่ไม่บุบสลาย 

นักวิจัยได้เพิ่มองค์ประกอบของเทคนิคอื่นที่เรียกว่า การชะล้าง ในแหล่งกำเนิดซึ่งใช้กรดเพื่อเลือกละลายโลหะเป้าหมายจากแหล่งแร่ ด้วยวิธีนี้ โลหะสามารถกู้คืนได้ในขณะที่ข้ามภาระที่หนักเกินไป และปล่อยให้เศษเหล็กส่วนใหญ่อยู่บนพื้น จากนั้น เมื่อการสกัดเสร็จสมบูรณ์และปิดสนามไฟฟ้า กรดจะถูก “ปิดผนึก” ภายในหินอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งยังคงไม่เปลี่ยนแปลงโดยพื้นฐานจากมุมมองทางธรณีเทคนิค ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของการทรุดตัวได้

“วิธีการใหม่นี้ ซึ่งคล้ายกับ ‘การผ่าตัดรูกุญแจ’ มีศักยภาพที่จะให้อนาคตที่ยั่งยืนมากขึ้นสำหรับอุตสาหกรรมเหมืองแร่” เครนกล่าว เขาเสริมว่าสามารถช่วยให้สามารถกู้คืนคราบโลหะได้ “ในขณะที่หลีกเลี่ยงการรบกวนสิ่งแวดล้อมที่ไม่พึงประสงค์และการใช้พลังงาน”

การสาธิตการพิสูจน์แนวคิด

ในการทดสอบวิธีการในห้องปฏิบัติการ Crane และเพื่อนร่วมงานได้ดึงทองแดง 57 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนักจากตัวอย่างแร่ sulfidic porphyry ที่มีความกว้าง 4 ซม. ที่มีความกว้าง 4 ซม. แม้ว่าการทดลองทั้งหมดจะใช้เวลา 94 วัน แต่ 80% ของการกู้คืนวัสดุเกิดขึ้นใน 50 วันแรกในอัตราที่ค่อนข้างคงที่ การสร้างแบบจำลองเชิงตัวเลขของทีมแสดงให้เห็นว่าในภาคสนาม โลหะสามารถกู้คืนได้ในอัตราที่เทียบได้กับการขุดแบบเดิมเมื่อมีการตั้งระบบอิเล็กโทรคิเนติก เวลานำขึ้นจะลดลงอย่างมาก เนื่องจากความจำเป็นในการกำจัดภาระหนักมากเกินไปจะถูกแทนที่ด้วยการเจาะกริดของรูเจาะที่ขั้วไฟฟ้าสามารถใช้แทนได้ ตามรายงานของ Crane กระบวนการใหม่นี้อาจคุ้มค่าเป็นพิเศษสำหรับแร่ที่วางอยู่ลึกลงไปในเปลือกโลกหรือในพื้นที่ที่มีการจัดเก็บขยะมูลฝอยที่เป็นของแข็ง

เทคโนโลยีใหม่สำหรับนักขุดทองและข้อดีและข้อเสียของบล็อกเชน

“การประยุกต์ใช้ EK กับหินแข็ง แทนที่จะเป็นดินที่เป็นอนุภาคหรือของเสีย เป็นแนวทางใหม่อย่างแน่นอน” Mike Harbottleวิศวกรธรณีสิ่งแวดล้อมแห่งมหาวิทยาลัยคาร์ดิฟฟ์ สหราชอาณาจักร ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษาครั้งนี้กล่าว อย่างไรก็ตาม Harbottle กล่าวเสริมว่า: “จากประสบการณ์ในการใช้งานอื่น ๆ มีความท้าทายมากมายที่จะเกิดขึ้น ไม่น้อยกับความท้าทายในการใช้การไล่ระดับแรงดันไฟฟ้าแบบนี้ในสนามและผลกระทบทางเศรษฐกิจที่เกิดขึ้น”

Rodrigo Ortiz Sotoวิศวกรเคมีจาก Pontifical Catholic University of Valparaiso ในชิลี ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษานี้ มองโลกในแง่ดีมากกว่า “หากกระบวนการนี้ได้รับการพิสูจน์ในการทดลองในระดับภาคสนาม ก็สามารถเปลี่ยนอุตสาหกรรมทั้งหมดได้ และยังสามารถนำไปใช้ในการกู้คืนทองแดงจากหางเหมืองและขยายความพร้อมใช้ทองแดงได้อย่างมาก” เขากล่าว

อีกวิธีหนึ่งคือ “ชี้และคลิก” อินเทอร์เฟซระหว่างสมองกับคอมพิวเตอร์ (BCI) ใช้อิเล็กโทรดภายในสมองที่ฝังไว้ซึ่งวัดการทำงานของระบบประสาทเพื่อให้เห็นภาพและควบคุมการเคลื่อนไหวของเคอร์เซอร์บนแป้นพิมพ์บนหน้าจอ

จนถึงปัจจุบัน ทั้งสองวิธีมีความเร็วในการสื่อสารถึง 60 และ 40 ตัวอักษรต่อนาทีตามลำดับ ขณะนี้ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดได้ออกแบบนวนิยาย BCI โดยอิงจากการเขียนด้วยลายมือในจินตนาการ ซึ่งได้อักขระ 90 ตัวต่อนาทีที่ไม่มีใครเทียบได้ พวกเขาอธิบายแนวทางใหม่นี้ในบทความที่ตีพิมพ์ในNature

ถอดรหัสสัญญาณประสาทของลายมือ

นักวิจัยทดสอบ BCI ของพวกเขาในผู้เข้าร่วมคนเดียวที่ได้รับการคัดเลือกจากการศึกษาBrainGate ผู้เข้าร่วมที่รู้จักกันในชื่อ T5 เป็นอัมพาตตั้งแต่คอลงไปหลังจากได้รับบาดเจ็บที่ไขสันหลัง ทำให้เขาไม่มีการเคลื่อนไหวของมือ ในระหว่างการทดลอง 5 ช่วง ทีมงานได้บันทึกกิจกรรมประสาทของ T5 โดยใช้อาร์เรย์ไมโครอิเล็กโทรดสองชุด ซึ่งได้รับการฝังโดยการผ่าตัดก่อนการศึกษาในพื้นที่สมองของเขาที่สอดคล้องกับการควบคุมด้วยมือ T5 ได้รับคำสั่งให้พยายามเขียนราวกับว่ามือของเขาไม่ได้พิการ โดยจินตนาการว่ากำลังถือปากกาไว้บนกระดาษและเขียนอักขระทับกัน เว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง