Việc khai thác tài nguyên thiên nhiên đang đứng trước một nghịch lý: trữ lượng quặng giàu ngày càng cạn kiệt, trong khi những bãi thải khổng lồ từ các mỏ cũ lại đang "ngủ quên" cùng một lượng kim loại quý đáng kể. Theo thông tin được công bố vào tháng 2/2025, các nhà khoa học từ Đại học Tổng hợp Quốc gia Transbaikal (Nga) đã công bố một giải pháp mang tính bước ngoặt, cho phép tận thu vàng từ các bãi thải khai thác khoáng sản bằng một quy trình thân thiện với môi trường.

Đánh thức "kho báu" trong lòng bãi thải

Tại Nga, các bãi thải từ quá trình đãi vàng bằng thiết bị cơ giới và tàu cuốc thường chứa một lượng vàng không nhỏ bị bỏ sót do hạn chế về công nghệ trước đây. Tuy nhiên, để khai thác được lượng vàng này một cách hiệu quả về kinh tế và an toàn về môi trường là một bài toán hóc búa.

Công nghệ mới của các nhà khoa học tại Đại học Tổng hợp Quốc gia Transbaikal tập trung vào việc xử lý các bãi thải chứa đá cuội và bùn cát – những sản phẩm phụ của quá trình khai thác vàng sa khoáng.

Đầu tiên, phương pháp tách bằng trọng lực được sử dụng, trong đó các khoáng chất được tách ra chỉ bằng nước, không cần hóa chất. Sau đó, các phương pháp quang điện hóa được áp dụng, giúp giảm đáng kể lượng natri xyanua độc hại, vốn thường được sử dụng trong khai thác vàng.

Theo kết quả nghiên cứu, phương pháp này cho phép thu hồi khoảng 0,35 gram vàng từ mỗi mét khối nguyên liệu. Dù con số này nghe có vẻ khiêm tốn, nhưng trên quy mô công nghiệp với hàng triệu mét khối chất thải, đây là một nguồn lợi khổng lồ.

Điều đáng chú ý là công nghệ này đã được đưa vào danh mục các công nghệ trọng yếu quốc gia của Nga, phù hợp với Chiến lược Phát triển Khoa học và Công nghệ đến năm 2030.

Giảm thiểu hóa chất, tối ưu tài nguyên

Điểm khác biệt lớn nhất của công nghệ này so với các phương pháp truyền thống nằm ở tính bền vững. Thông thường, việc chiết tách vàng đòi hỏi lượng lớn hóa chất độc hại như xyanua, gây áp lực lên môi trường xung quanh.

Các chuyên gia hy vọng sẽ tiến tới việc xây dựng một nhà máy công nghiệp thí điểm, điều này có thể mở ra những triển vọng mới cho việc xử lý chất thải chứa vàng một cách an toàn với môi trường.

Giáo sư Lidiya Shumilova, tác giả của nghiên cứu, cho biết: "Ở giai đoạn đầu của quy trình, chúng tôi áp dụng phương pháp làm giàu trọng lực thân thiện với môi trường, trong đó chỉ sử dụng nước làm môi trường phân tách khoáng vật. Sau đó, quy trình sử dụng các tác động quang điện hóa, giúp giảm đáng kể lượng natri xyanua cần thiết xuống nhiều lần."

Hệ thống này sử dụng cơ chế oxy hóa nhị phân kết hợp với các máng thu hồi để tập trung các hạt vàng siêu mịn trong phân đoạn magnetit. Cách tiếp cận này không chỉ giúp giảm khối lượng nguyên liệu cần xử lý mà còn bảo vệ nguồn nước và đất đai tại các khu vực khai thác.

Từ phòng thí nghiệm đến hiện thực hóa công nghiệp

Quy trình xử lý được thiết kế linh hoạt cho từng loại kích thước hạt vàng. Đối với các hạt vàng siêu nhỏ, phương pháp hòa tách hấp phụ được sử dụng để thu hồi nhanh chóng. Trong khi đó, các hạt kích thước lớn hơn sẽ được xử lý bằng phương pháp hòa tách đống với các chu kỳ lặp lại để đảm bảo không bỏ sót tài nguyên.

Tuy nhiên, thách thức lớn nhất hiện nay là việc thương mại hóa. Để xây dựng một trạm thử nghiệm công nghiệp hoàn chỉnh, các nhà khoa học đang tích cực tìm kiếm các đối tác chiến lược. Theo ước tính, chi phí để xây dựng một hệ thống lắp đặt tiêu chuẩn có thể lên tới hàng trăm triệu rúp.

Dù chi phí đầu tư ban đầu không nhỏ, nhưng tính khả thi của công nghệ đã được chứng minh qua các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và trên các mẫu quặng quy mô lớn. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí của Đại học Tổng hợp Quốc gia Transbaikal, khẳng định vị thế của Nga trong việc làm chủ các công nghệ khai thác tài nguyên chiến lược.

Sự ra đời của công nghệ chiết tách vàng từ chất thải tại Transbaikal không chỉ là một thành tựu về kỹ thuật, mà còn là lời giải cho bài toán kinh tế tuần hoàn trong ngành khai khoáng. Khi công nghệ này được triển khai rộng rãi, nó không chỉ giúp gia tăng sản lượng vàng quốc gia mà còn góp phần phục hồi môi trường tại những vùng mỏ đã cũ, biến những bãi rác công nghiệp thành những "mỏ vàng" thực thụ theo cả nghĩa đen lẫn nghĩa bóng.