Наша способность производить минералы может изменить рынок драгоценных камней, медицинскую промышленность и даже помочь высасывать углерод из воздуха.

Sep 14, 2023

Старший научный сотрудник в области геометаллургии/прикладной геохимии, Университет Квинсленда

Главный научный сотрудник Университета Квинсленда

Авторы не работают, не консультируют, не владеют акциями и не получают финансирования от какой-либо компании или организации, которым может быть полезна эта статья, и не раскрыли никакой соответствующей принадлежности, кроме своей научной должности.

Университет Квинсленда предоставляет финансирование как член The Conversation AU.

Посмотреть всех партнеров

В прошлом месяце ученые обнаружили минерал под названием Эдскоттит. Минералы — это твердые, встречающиеся в природе вещества, которые не являются живыми, например кварц или гематит. Этот новый минерал был обнаружен после изучения метеорита Веддерберна, металлической породы, найденной в Центральной Виктории еще в 1951 году.

Эдскоттит состоит из железа и углерода и, вероятно, образовался в ядре другой планеты. Это «настоящий» минерал, то есть тот, который встречается в природе и образуется в результате геологических процессов на Земле или в космическом пространстве.

Но в то время как метеорит Веддерберна стал местом первого известного открытия эдскоттита, на Земле были сделаны и другие открытия новых минералов, веществ, образовавшихся в результате человеческой деятельности, такой как добыча полезных ископаемых и переработка полезных ископаемых. Их называют антропогенными минералами.

Хотя настоящие минералы составляют большую часть из примерно 5200 известных минералов, существует около 208 искусственных минералов, которые были одобрены Международной минералогической ассоциацией в качестве минералов.

Некоторые из них производятся специально, а другие являются побочными продуктами. В любом случае, способность производить полезные ископаемые имеет огромное значение для будущего нашего быстро растущего населения.

Изменение климата является одной из самых больших проблем, с которыми мы сталкиваемся. Пока правительства обсуждают будущее угольных электростанций, углекислый газ продолжает выбрасываться в атмосферу. Нам нужны инновационные стратегии, чтобы добиться этого.

Одним из возможных подходов является активное производство минералов, таких как несквеонит. Он находит применение в строительстве, а его производство требует удаления углекислого газа из атмосферы.

Читать далее: Объяснение климата: почему углекислый газ оказывает такое огромное влияние на климат Земли

Несквеонит возникает в природе, когда магнезиальные породы медленно разрушаются. Он был обнаружен на шахте Пэдди-Ривер в столичной территории Австралии и в других местах в Новом Южном Уэльсе.

Но ученые обнаружили, что его также можно получить, поместив углекислый газ в щелочной раствор и прореагировав с хлоридом магния или карбонатом/бикарбонатом натрия.

Это растущая область исследований.

Другие синтетические минералы, такие как гидротальцит, производятся, когда асбестовые хвосты пассивно поглощают атмосферный углекислый газ, как обнаружили ученые на асбестовой шахте Вудсриф в Новом Южном Уэльсе.

Можно сказать, что это своего рода «современная алхимия», которая, если ею воспользоваться, может стать эффективным способом высасывания углекислого газа из воздуха в больших масштабах.

Горнодобывающая промышленность и переработка полезных ископаемых предназначены для извлечения металлов из руды, которая представляет собой естественное явление горных пород или отложений, содержащее достаточное количество минералов с экономически важными элементами. Но посредством добычи и переработки полезных ископаемых можно создавать и новые полезные ископаемые.

Плавка используется для производства ряда товаров, таких как свинец, цинк и медь, путем нагрева руды до высоких температур для получения чистых металлов.

В результате этого процесса также образуются стеклоподобные отходы, называемые шлаком, которые откладываются в виде расплавленной жидкости, напоминающей лаву.

После охлаждения текстурные и минералогические сходства между лавой и шлаком становятся кристально ясными.

Микромасштабное исследование показывает, что созданные человеком минералы в шлаке обладают уникальной способностью включать металлы в свою кристаллическую решетку, что невозможно в природе.

Это означает, что извлечение металлов из отходов шахт (потенциальный вторичный ресурс) может стать эффективным способом удовлетворения растущих потребностей общества в металлах. Задача заключается в разработке экономически эффективных процессов.