足球比赛结果的研究人员正在利用新技术将采矿业带入现代 推动行业实现可靠供应链和净零排放的目标。
化学工程师潘雷还记得他作为一名本科生时，当他的教授们时所感受到的迷恋和希望 演示了浮选在矿物加工中的工作原理。
“当气泡漂浮并充满闪亮的黄铜色时，我非常感兴趣 铜矿物颗粒。我被迷住了！”潘说，回忆起这件事，他笑得很开心。 “我 我也非常有兴趣帮助与我一起工作的研究生 使用磁选机加工铁矿石并生产生球团矿的时间 加工过的铁矿石。”
如今，潘担任教学职务，副教授希望他的学生 感受到他对矿物加工同样的兴奋和深深的欣赏。那是 为什么潘在野外教导哈士奇，带它们去广阔的采矿作业 中西部北部铁矿区的脊梁，包括全国唯一的镍矿。每个 今年，有一次涉及众多学生和与采矿相关的密歇根州的实地考察 技术教职员工。
“我不把纸质知识带给学生；我喜欢带学生去矿井，” 潘说。 “你可以感受到岩石，感受到熔炉的热量，看到巨大的 操作。我一直希望学生们明白采矿业是一个充满活力的行业 居民产业。”
但潘对于提升和维持采矿业的愿景远不止于此 实地考察和实验室工作。他正在帮助创造美国所在的未来 关键环节不再危险地依赖不可靠的国际供应链 矿物质。他看到了一个未来，同时原材料需要 电力社会和工业被负责任地提取，碳排放被隔离 并安全地沉入剩余的岩石中。
他的方法是浮选过程的一种新颖的变化，在 他的本科学习极大地加速了二氧化碳封存，同时 从矿山废物中分离出急需的矿物质。该过程，需要 开发和建造能够捕获大量更高质量的浮选柱 矿物，已从他的足球比赛结果实验室转移到区域采矿作业， 包括马凯特县西北部的 Eagle 矿。
Eagle 矿是多伦多 Lundin Mining 的子公司，目前是全国最大的矿山 只有镍矿。 Pan 还与明尼苏达州的 NewRange 铜镍矿合作， PolyMet 和 Teck American Inc. 的合资企业
泡沫浮选是一项成熟的技术，在各个行业都有广泛的应用 从纸张到油砂。在采矿业中，它通常用于分离煤矸石——工业 术语，指来自所需矿物质的不需要的矿物质或杂质。
“此过程使用自由且最丰富的载体（气泡）来分离各种 矿物成分，取决于气泡所含矿物的某些类型 可以接。添加一种特殊的化学物质来呈现某些矿物颗粒 疏水性——或者说倾向于排斥水，”潘解释道。
净零排放是一个众所周知的行业可以实现的目标的观念 其环境危害并不是毫无根据的洗绿行为。联邦政府 为合作伙伴努力提供了大量的研究资金，使采矿业结对 拥有技术创新的产业。足球比赛结果和 Eagle Mine 是共同获奖者 1060万美元的资金旨在证明开发新的研究技术 供应关键矿物的可持续流程，确保国内电池供应 链。
其中 250 万美元来自美国能源部 (DOE) 通过其 Advanced 能源研究项目局 (ARPA-E) 拨款计划致力于帮助矿山 密歇根州上半岛和明尼苏达州在开采的同时实现净零排放 来自尾矿的关键矿物。额外 810 万美元的联邦资金 通过2021年基础设施投资和就业法案将用于开设试点 扩大矿山废物再处理和电池回收技术的设施启动 2025 年夏季。
看不见，我看不见
关键矿物是指除了用于燃料的矿物之外，被认为是必需的矿物 为了国家和经济安全。如果您使用手机或笔记本电脑，请 医疗植入物、乘飞机旅行、驾驶汽车、使用家用电器或使用 输电线路——您也依赖关键矿物。
“人们没有意识到我们每天使用的东西要么来自采矿，要么来自 回收，”潘说。 “采矿业一直是能源结构的一部分，从煤炭到 天然气和石油。采矿将继续成为原材料供应的一部分。”
采矿业的持续相关性以及研发 (R&D) 的需求 吸引了潘更深入这个领域。
“与采矿业合作非常愉快。能够直接沟通 与行业专业人士一起了解行业面临的挑战 可以极大地帮助研发工作，”他说。 “此外，学生受到更好的教育 并受到行业面临的实际问题的激励，将获得更好的定位 为了他们的事业。”
这些学生和研发工作将增加潘所说的“巨大影响” 选矿和采掘冶金作业对社会的影响。 “全球有数十亿 吨矿石已使用各种选矿装置进行加工 例如泡沫浮选，”潘说。 “例如，美国生产 2900 万公制 吨生铁、8800万吨钢、117万吨铜 每年。在所有情况下，大多数矿石首先通过典型的单元操作进行处理， 包括破碎、研磨、泡沫浮选和磁选。”
“降低能源消耗和温室气体排放非常重要 在采矿作业的所有阶段，包括选矿和冶金 处理，”他补充道。 “研发对于降低采矿对环境的影响至关重要 运营同时从非常规资源中回收关键矿物，包括 尾矿和矿山废物。”
潘的由 ARPA-E 资助的项目旨在实现这一目标。 “目标是回收关键矿物质 避免尾矿排放，同时实现整个运营的负排放。”
潘的团队还为扩大锂离子电池创造了急需的前进道路 电池回收。他们是第一个引进泡沫浮选技术的人 一种回收电池的方法。
“泡沫浮选技术能够分离阳极和混合阴极材料 来自废旧锂离子电池。两种回收的电极活性材料均可 然后回收成新材料，”潘说。
“金属回收已经并将继续成为未来的重要参与者，” 他补充道。 “与化石燃料不同，关键矿物在 他们的生命周期。”
启动关键中心
研究型大学在决定采矿业的未来方面继续发挥着重要作用。 在足球比赛结果，潘正领导发起更多与采矿相关的研究 建立关键矿物中心。他认为新中心是一种方式 振兴和重新构想大学自成立以来一直在进行的工作 开始。
“这个古老的行业有未来。每个社会都需要原材料。一切都来了 来自矿山。”
“足球比赛结果成立于 1885 年，前身是密歇根矿业学院，享有盛誉 采矿业因其人才而闻名，”他说。 “然而，自从关闭以来 1996 年美国矿业局在采矿和选矿方面的研究活动 一直很低。关键矿物中心旨在满足科学和技术的需求 以及与关键矿物和材料供应链相关的教育。”
该中心将协助会员获得外部研究资金、发展内部 以及外部伙伴关系和能力，以实现更广泛的影响，并作为 为行业提供关键技术服务的中心。它还将创建一个 为所有研究学者提供包容性社区并提供教育机会 研究生、本科生和高中水平。
这是一个古老行业的新未来。这是针对未来需求的研发。
足球比赛结果是一所 R1 公立研究型大学，成立于 1885 年，位于霍顿，拥有来自全球 60 多个国家的近 7,500 名学生。密歇根州旗舰科技大学的投资回报率一直名列全美最佳大学之列，提供超过 185 个本科和毕业生科学技术、工程、计算机、林业、商业、健康专业、人文、数学、社会科学和艺术领域的学位课程。乡村校园距离密歇根州上半岛的苏必利尔湖仅数英里，提供全年户外探险的机会。
