鉱業についての古い漫画や映画を見た人は誰でも、すすの男が暗いトンネルを通り抜けるイメージを知っています。 彼のランタンがブリリアントダイヤモンドまたは金の塊に火をつけると、彼は貴重な鉱物がなくなるまで岩をハックします。

もちろん、今日の世界では、それよりもはるかに複雑です。 コバルト、銅、ウラン、バナジウムなどの重要な金属をホストする鉱物は、価値の低い岩石に完全に埋め込まれています。金属を抽出するには、鉱物と周囲の岩石の特性、およびツールとプロセスの長いリストを知る必要があります。 世界がソーラーパネルや風車から電気自動車に至るまで持続可能な技術に移行するにつれて、これらの技術を構築するための材料を採掘することがこれまで以上に重要になっています。

「グリーンエネルギーの流れを見ると、化石燃料を排除するたびに、より多くの金属が必要になることを意味します」と、鉱業および地質工学の助教授であるイザベルバートンは述べています。 「しかし、鉱物は複雑です。 ミネラルは散らかっています。 そのため、理論的にはうまく機能するはずの抽出プロセスが、実際の生活では失敗することがあります。」

バートンは、2021年の全米科学財団のキャリア賞を受賞しました。これは、初期のキャリアの教員を支援する財団の最も権威のある賞です。 この表彰には、彼女の研究と支援活動を支援するための500,000万ドルの助成金が付属しています。 彼女は、岩石から金属を抽出する方法を知っている地質学者、鉱床の専門家、および冶金学者の間のサイロを分解することによって、採掘プロセスをより効率的にするという使命を負っています。 XNUMXつの分野を橋渡しする地質冶金学におけるバートンの経歴は、彼女をその仕事の完璧な候補者にしています。

抽出の検討

鉱山チームは、採掘計画を立てる前に、鉱石の特性についてさらに学ぶためにテストを実行します。 ただし、標準的な方法では調べられないさまざまな鉱物特性があります。 たとえば、一般的な硫化銅鉱物から浸出と呼ばれるプロセスで銅を抽出する場合、鉱物の結晶構造と化学組成の微妙な変化に基づいて、抽出速度が大きく変化する可能性があります。 ただし、小規模な構造的特徴や不純物を検出するには、鉱石で行われる通常のテストラインナップの一部ではない比較的高度なテストが必要です。 したがって、科学者は、抽出中に予期しないことが起こった場合にのみ、そのような不純物のレベルをチェックします。

「別のゾーンに移動すると、突然、回復、つまり鉱石から正常に抽出された貴重な金属の割合が、いわば岩のように低下​​するとします」とバートン氏は述べています。 「そのような場合、多くの企業が集中的な特性評価キャンペーンに着手し、何が変化して回復が低下したのかを解明します。」

バートンは、抽出へのより積極的なアプローチを確立するために通常調べられる狭い範囲の鉱物特性を超えて見ています。 彼女は、詳細な特性評価手法を適用して、関連するすべての鉱石の特性を定量化し、一連の実験でそれらを浸出結果にリンクすることを計画しています。

「結果が、結晶化度などが抽出挙動を決定する上で重要であることを示している場合、それらを日常的な一連の分析に追加し、業界をより効率的な方向に向けることができます」と彼女は言いました。

バートンの研究はコロラド高原に焦点を当てますが、彼女が開発している方法が採掘作業を改善するために世界中で使用されることを望んでいます。

「バートン博士の研究は、グリーン経済に必要な重要な鉱物の生産にパラダイムシフトをもたらすと確信しています」と、David and EdithLowell鉱業および地質工学の議長で暫定部門長のMoeMomayezは述べています。

資源科学を作る「怖くなくて奇妙な」

人々は日常生活の中で鉱業に大きく依存していますが、鉱物資源に依存する多くの方法に気付いていないことがよくあります。 バートンはそれを変えるつもりです。

彼女は、歴史的なレンズを通して再生不可能な資源を探求する、鉱業と人類学でクロスリストされた学部課程を教えています。 議論は、古代の帝国建設における青銅の役割、中世の中国における石炭のコークス化から、今日および将来の宇宙採掘に電力を供給することができる鉱物にまで及びます。

ある政治学の学生は、このコースでは、技術的な概念が思っていたよりも「怖くなく、奇妙ではない」ことを示したと述べました。 少数民族の学生は、アフリカ、アジア、南アメリカの文化における古代の冶金技術について学ぶことを特に高く評価しました。

「人類の歴史の大部分と現代社会の概要は、鉱業資源へのアクセスまたはアクセスの欠如によって実際に決定されてきました」とバートンは言いました。 「このコースをまとめることは、私たちが知っているように、どれだけの鉱物資源が文明と関係してきたかを示す機会でした。」

彼女のNSF作業の一環として、バートンは同じトピックに関する一連の短い、一般にアクセス可能なビデオを作成しています。 そうすることで、彼女は、女性や少数民族が歴史的に過小評価されている分野を、すべての人にとってより歓迎的で興味深いものにすることを望んでいます。

「鉱山工学には慢性的な多様性の問題があります」と彼女は言いました。 「私自身の経験は、協力的な同僚のおかげで大部分が前向きでしたが、外国の環境や友好的でない環境のように感じることがあることを理解しています。 これにより、さまざまなバックグラウンドを持つ学生が鉱物資源でのキャリアを追求する機会を確実に得ることができるようになりました。」

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