Tái xử lý quặng đuôi sẽ giúp thu được vàng

Vàng đứng ở vị trí thứ 3 trong 10 kim loại quý nhất trên trái đất, sau rhodium và iridium, trước palladium và bạch kim. Tuy nhiên, vàng chắc chắn là kim loại quý phổ biến nhất và trên hết là một trong những kim loại được khai thác nhiều nhất. Đây cũng là một loại tiền tệ cứng được quốc tế chấp nhận, được coi là nơi trú ẩn an toàn cho các nhà đầu tư.

Là nguồn tài nguyên dự trữ chiến lược chung cho tất cả các quốc gia trên thế giới, vàng đã hình thành một hệ thống tiền tệ hoàn chỉnh và được cộng đồng quốc tế chấp nhận, là đồng tiền thanh toán quốc tế lớn thứ năm sau đô la Mỹ, đồng euro, đồng bảng Anh và đồng yên.

Mặc dù hoạt động khai thác vàng đã tồn tại hàng nghìn năm nhưng cần biết rằng ít nhất 86% vàng trên bề mặt trái đất đã được khai thác trong 200 năm qua. Do đó, thực tế, trữ lượng vàng trên trái đất không hề lớn. Có nhiều nơi sản xuất vàng nhưng có 5 nước nắm giữ một nửa nguồn tài nguyên vàng tự nhiên của thế giới, đó là Australia, Nga, Mỹ, Trung Quốc và Nam Phi.

Theo một nghiên cứu của Cơ quan Khảo sát địa chất Mỹ, tính đến hiện tại, tổng trữ lượng vàng đã được phát hiện là khoảng 244.000 tấn, trong đó có 187.000 tấn đã được khai thác và gần 57.000 tấn được giữ trong các kho dự trữ. Dựa trên giá trị hiện tại là khoảng 65,44 triệu USD mỗi tấn, tính đến ngày 24-2-2024, tổng dự trữ vàng trên toàn cầu sẽ đạt mức 15,97 nghìn tỉ USD.

Witwatersrand có thể chứa tới 460 tấn “vàng vô hình”

Nhờ bản chất hầu như không thể bị phá hủy của vàng và khả năng tái chế, hầu như tất cả trữ lượng này đều không mất đi. Dù con số có vẻ lớn, gấp khoảng 8 lần tượng Nữ thần Tự do, tất cả vàng đã phát hiện có thể đặt vừa trong khối lập phương mỗi cạnh dài 23m, tương đương chiều dài sân bóng gậy.

Theo báo cáo thường niên của Hội đồng Vàng Thế giới, tổng nhu cầu vàng toàn cầu tăng 3% vào năm 2023 so với năm trước. Trong khi đó, sản lượng vàng từ khai thác trên toàn thế giới đạt 3.644 tấn trong năm 2023, đánh dấu mức tăng 1% so với cùng kỳ năm trước.

Vàng được tìm thấy với lượng 0,0013 phần triệu trong lớp vỏ trái đất. Để so sánh, kim loại quý hiếm nhất có tỷ lệ 0,000037 phần triệu. Hiện tại, trái đất chỉ còn chưa đến 20% lượng vàng được phát hiện vẫn chưa được khai thác. Điều này đồng nghĩa thế giới có thể khai thác hết vàng trong hơn 17 năm nữa.

Do nhu cầu mạnh mẽ, giá vàng đã tăng mạnh trong thời gian vừa qua. Các công ty khai thác hiện đang đổ xô đến Victoria, Australia - nơi mà họ gọi là “cơn sốt vàng thứ 2”. Ở đây, họ đang áp dụng những hiểu biết về sự hình thành của đá để dự đoán tốt hơn về vị trí của các khu bảo tồn vàng và các thiết bị khoan hiện đại cho phép thu được năng suất cao hơn.

Ngoài ra, vẫn còn một lượng vàng lớn trên trái đất mà việc khai thác rất khó khăn vì chi phí cao. Do đó, khả năng số vàng này sẽ vĩnh viễn không được khai thác. Trữ lượng đã được phát hiện ở Nam Cực yêu cầu thiết bị tốt cũng như hàng loạt rủi ro khác để khai thác trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt. Tương tự, người ta cho rằng có không ít vàng ở dưới đáy đại dương nhưng không có cách nào khả thi để lấy được lên.

Đặc biệt, theo nghiên cứu của các chuyên gia, trên mặt trăng cũng tồn tại một lượng lớn vàng. Mặc dù một ngày nào đó, con người có thể lập cơ sở trên mặt trăng nhưng việc khai thác vàng tại đây sẽ khiến giá của nó cao hơn nhiều so với giá thị trường.

Những tiến bộ trong công nghệ khai thác đang giúp việc khám phá trữ lượng mới dễ dàng hơn, đồng thời khai thác một cách tiết kiệm hơn.

Tiến sĩ Steve Chingwaru, nhà luyện kim 26 tuổi đến từ Zimbabwe, gần đây tiến hành nghiên cứu cho thấy có khoảng 6 tỉ tấn quặng đuôi quanh các mỏ ở khu vực Witwatersrand - một hố hình cung trải dài 402km từ thành phố Johannesburg tới thành phố Welkom - của Nam Phi, nơi từng diễn ra cơn sốt vàng lớn vào cuối thế kỷ XIX. Witwatersrand là một khu địa chất ngầm, trước đây được cho là phần đáy của một đại dương thời tiền sử nơi các dòng sông tích trữ các bãi trầm tích, hình thành nên vàng và các khoáng chất khác. Ước tính 40% tổng lượng vàng khai thác trên trái đất cho tới nay được thu thập tại đây, để lại những đồi quặng đuôi (vật liệu được thải ra trong quá trình tách khoáng sản khỏi quặng) khổng lồ. Và tại Witwatersrand có thể chứa tới 460 tấn “vàng vô hình”.

Vàng không phải luôn tồn tại ở dạng thỏi. Đôi khi, những lượng vàng rất nhỏ lẫn bên trong khoáng chất khác, không thể nhìn thấy bằng mắt thường, gọi là “vàng vô hình”. Sau khi xác định lượng vàng trong đồi chất thải của Witwatersrand, dự án của Chingwaru tìm cách tốt hơn để tái xử lý quặng đuôi nhằm thu được vàng do phương pháp hiện nay khá kém hiệu quả.

“Trong lịch sử, mật độ vàng thấp bên trong quặng đuôi được xem là không có giá trị. Nhưng hiện nay, khai thác mỏ quá nhiều làm cạn kiệt phần lớn quặng có mật độ vàng cao, đến mức không thể khai thác nữa. Một số hầm mỏ đã đạt tới độ sâu 4km dưới lòng đất. Tìm kiếm vàng từ các nguồn mật độ thấp đang trở nên khả thi hơn. Thông thường, chỉ có thể khai thác 30% vàng thông qua quá trình này. Vì vậy, nghiên cứu của tôi tập trung vào tách an toàn 70% lượng vàng còn lại từ đá vàng găm (pyrite)”, Chingwaru giải thích.

Ngoài kém hiệu quả, những phương pháp khai thác quặng đuôi hiện nay còn gây tác hại lớn cho môi trường. Khi sulphide bị oxy hóa, chúng tạo ra axit sulphuric, hòa vào nước ngầm làm tăng khả năng lan rộng một số yếu tố độc hại. Đó là vấn đề lớn ở vài nơi tại Johannesburg, nơi người dân lo sợ nước ngầm bị ô nhiễm do nước axit liên quan tới quặng đuôi. Quá trình xử lý mà Chingwaru phát triển có khả năng thu hồi thêm phụ phẩm có giá trị như đồng, cobalt và nickel, đồng thời loại bỏ ô nhiễm kim loại nặng và nước axit gắn liền với quặng đuôi.

“Những phát hiện của Chingwaru cho thấy có một lượng vàng đáng kể. Tuy nhiên, câu hỏi quan trọng vẫn là liệu chúng ta có đủ khả năng công nghệ để khai thác toàn bộ số vàng một cách kinh tế và tạo ra lợi nhuận hay không”, Phó giáo sư Megan Becker từ Đại học Cape Town nhận xét.

Nghiên cứu của Chingwaru chỉ ra quặng đuôi ở Johannesburg chứa số vàng trị giá tới 24 tỉ USD. Vấn đề là liệu phương pháp mới có đủ rẻ để khai thác vàng và tạo ra lợi nhuận hay không. Chingwaru cho biết anh đã nói chuyện với một số người trong ngành khai thác vàng ở Nam Phi và họ cho rằng phương pháp của anh có thể mở rộng quy mô để khả thi về mặt kinh tế.