นักวิจัยพบวิธีเปลี่ยนขยะเหมืองให้เป็นแร่ที่ใช้ในมือถือและรถ EV ได้ดีกว่าเดิม 3 เท่า !

อุปกรณ์หลายอย่างที่เราใช้กันทุกวันนี้ ไม่ว่าจะมือถือหรือรถยนต์ไฟฟ้า ล้วนต้องพึ่งพา ‘แร่หายาก’ ซึ่งจริงๆ มันไม่ได้หายากตามชื่อ แต่ปัญหาคือ ‘แร่ชนิดนี้สกัดยากมาก’ เพราะฝังตัวแน่นอยู่ในเนื้อหิน

แต่ล่าสุดทีมนักวิจัยจาก Northeastern University ในสหรัฐฯ ได้พัฒนาวิธีใหม่ในการดึงแร่หายากออกมาจากขยะถ่านหินหรือกากที่เหลือทิ้งจากการทำเหมือง ซึ่งให้ประสิทธิภาพดีกว่าและได้ผลดีกว่าวิธีเดิม 3 เท่า!

เปลี่ยน ‘กองขยะ’ ให้กลายเป็น ‘ขุมทรัพย์’ 

ในกระบวนการทำเหมืองจะมีของเสียที่เรียกว่าเถ้าถ่านหินเหลือทิ้งจำนวนมาก ลักษณะเป็นเศษหินบดละเอียดผสมน้ำ ซึ่งมักถูกกองทิ้งไว้ในบ่อเพื่อไม่ให้ปนเปื้อนกับสิ่งแวดล้อม 

ในสหรัฐฯ กากถ่านหินเหล่านี้ส่วนใหญ่ถูกนำไปผสมทำวัสดุก่อสร้างหรือไม่ก็ถมดินทิ้งไป ทั้งที่ในขยะปริมาณกว่า 1.5 พันล้านตันจะมีแร่หายากซ่อนอยู่มากถึง 6 แสนตัน แต่ปัญหาที่ผ่านมาคือสกัดออกมาไม่คุ้ม เพราะถูกดินหุ้มเอาไว้แน่นมากเหมือนถูกล็อคอยู่ในหิน วิธีการเดิมๆ เลยสกัดออกมาได้นิดเดียวจนไม่คุ้มค่าเหนื่อย

วิธีใหม่ทำไมถึงได้ผลดีกว่าเดิม

ทีมนักวิจัยแก้ปัญหานี้ด้วยกระบวนการ 2 ขั้นตอนหลัก

• ขั้นแรกคือนำกากถ่านหินไปแช่ในสารละลายด่าง แล้วให้ความร้อนด้วยไมโครเวฟ ขั้นตอนนี้จะไม่ได้ดึงแร่ออกมาตรงๆ แต่เป็นการเข้าไปเปลี่ยนโครงสร้างหินให้ ‘พรุน’ มากขึ้น
• จากนั้นจึงใช้กรดไนตริกเข้ามาช่วยแยกแร่ออกจากเศษหินที่เหลือ พอโครงสร้างหินถูกเปิดออกแล้ว กรดจึงเข้าไปดึงแร่ออกมาได้มีประสิทธิภาพกว่าวิธีเดิม

Damilola Daramola นักวิจัยอธิบายว่า สิ่งที่เราทำคือเปลี่ยนจากหินแข็งๆ ให้กลายเป็น ‘ฟองน้ำ’ ที่มีรูพรุน เพื่อให้สามารถสกัดแร่ออกมาได้ง่ายขึ้น’

แร่ที่ได้เอาไปใช้ทำอะไร ? 

หนึ่งในแร่หายากที่สกัดได้คือ Neodymiumซึ่ งเป็นหัวใจสำคัญของเทคโนโลยีที่เราใช้ในชีวิตประจำวันและพลังงานสะอาด ไม่ว่าจะเป็น:

• โทรศัพท์มือถือ
• ไดรฟ์คอมพิวเตอร์
• แม่เหล็กที่มีพลังสูง
• รถยนต์ไฟฟ้า 
• กังหันลม

ความท้าทายที่ยังต้องเจอ 

• ต้นทุนยังค่อนข้างสูงและการขยายไปใช้ในระดับอุตสาหกรรมยังทำได้ยาก
• องค์ประกอบของหินแต่ละพื้นที่ไม่เหมือนกัน สูตรการสกัดก็อาจต้องปรับเปลี่ยนไปตามพื้นที่
• ในกากถ่านหินยังมีธาตุอื่นอย่างแมกนีเซียมซ่อนอยู่ หากดึงออกมาได้พร้อมกัน ก็จะได้ของมีค่าหลายอย่างจากขยะกองเดียว ทำให้คุ้มทุนมากขึ้น

สรุป

ถึงจะยังมีข้อจำกัด แต่การสกัดแร่ได้มากขึ้นถึง 3 เท่า คือก้าวใหญ่ของวงการ และในยุคที่แร่หายากเป็นที่ต้องการ การเปลี่ยนขยะเหมืองให้เป็นทรัพยากรใหม่ อาจเป็นทางออกสำคัญที่โลกต้องพึ่งพาในอนาคต

อ้างอิง: sciencealert