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Copper is rarely lying on the ground waiting to be scooped up. It is locked inside rock that also holds iron and sulfur, and getting it out takes a chain of chemical steps. At the Carlota mine in Arizona, owned by KGHM Polska Miedz, those steps are applied to rock piles larger than ten sports stadiums. The mine has been running for a long time, which means less copper is left in the ore, and the cost of extracting what remains keeps rising.
Il rame raramente giace sul terreno in attesa di essere raccolto. È racchiuso in una roccia che contiene anche ferro e zolfo, e per estrarlo servono una serie di passaggi chimici. Alla miniera Carlota in Arizona, di proprietà della KGHM Polska Miedz, questi passaggi vengono applicati a cumuli di roccia più grandi di dieci stadi sportivi. La miniera è in funzione da molto tempo, il che significa che nel minerale resta meno rame e che il costo di estrazione di ciò che rimane continua a salire.
The conventional method already relies on sulfuric acid, which is spread over the ore to dissolve the metal. The new step is biological. According to Bloomberg, the startup Endolith supplies acid-loving microbes that are mixed into that acid and distributed by a sprinkler system dripping over the ore. The microbes digest the iron and sulfur compounds surrounding the copper, which sets off biochemical reactions that release it. This is the process called bio-leaching.
Il metodo tradizionale si basa già sull'acido solforico, che viene distribuito sul minerale per sciogliere il metallo. La novità è di natura biologica. Secondo Bloomberg, la startup Endolith fornisce microbi amanti dell'acido, che vengono mescolati a quell'acido e distribuiti da un sistema di irrigazione che gocciola sul minerale. I microbi digeriscono i composti di ferro e zolfo che circondano il rame, innescando reazioni biochimiche che lo liberano. È il processo chiamato bioleaching.
The pressure behind the experiment is demand. Copper is essential to renewable energy and electric transport, and a report published in January by the research firm S&P Global projects a worldwide shortfall of 10 million metric tons by 2040, or 25 percent less than the projected demand. Carlota today produces only about a third of the copper it once did. Its manager, Brock Johnston, told Bloomberg that any improvement is welcome, and Endolith is keeping its methods and results private. Without a better yield, the mine may have to close by the end of this decade.
A spingere l'esperimento è la domanda. Il rame è essenziale per le energie rinnovabili e per i trasporti elettrici, e un rapporto pubblicato a gennaio dalla società di ricerca S&P Global prevede un deficit mondiale di 10 milioni di tonnellate metriche entro il 2040, ovvero il 25% in meno rispetto alla domanda prevista. Oggi la miniera Carlota produce solo circa un terzo del rame di un tempo. Il suo direttore, Brock Johnston, ha dichiarato a Bloomberg che qualsiasi miglioramento è benvenuto, mentre Endolith mantiene riservati i suoi metodi e i suoi risultati. Senza una resa migliore, la miniera potrebbe dover chiudere entro la fine del decennio.
The mine is not alone in looking for gains. Jetti Resources, another Colorado startup, develops chemical catalysts to break down sulfide ore. Emerson Electric, in Missouri, adds smart sensors and automation to conventional leaching systems. Nuton, a subsidiary of Rio Tinto, is building its own microbial solution. Buz Barstow, an associate professor at Cornell University, judges that next-generation bio-leaching may be a partial solution, but that it still has a long way to go before it becomes commercially viable.
La miniera non è sola nella ricerca di guadagni. Jetti Resources, un'altra startup del Colorado, sviluppa catalizzatori chimici per scomporre il minerale a base di solfuri. Emerson Electric, nel Missouri, aggiunge sensori intelligenti e automazione ai sistemi di lisciviazione tradizionali. Nuton, controllata di Rio Tinto, sta costruendo una propria soluzione microbica. Buz Barstow, professore associato alla Cornell University, ritiene che il bioleaching di nuova generazione possa essere una soluzione parziale, ma che ha ancora molta strada da fare prima di diventare commercialmente praticabile.
For the Carlota mine, the gain would be concrete: more metal from the same rock, and fewer chemicals per tonne if the hopes voiced by its manager hold. For the wider copper market, the question is whether methods like this can add supply fast enough to narrow a gap that could otherwise appear by 2040. The answer will come from published yields at Carlota and from whether competitors' trials move from the lab into working mines before the decade is out.
Per la miniera Carlota, il guadagno sarebbe concreto: più metallo dalla stessa roccia e meno sostanze chimiche per tonnellata, se si concretizzeranno le speranze espresse dal suo direttore. Per il mercato mondiale del rame, la domanda è se metodi come questo possano aumentare l'offerta abbastanza in fretta da colmare un divario che altrimenti potrebbe presentarsi entro il 2040. La risposta arriverà dalle rese pubblicate a Carlota e dal fatto che le sperimentazioni dei concorrenti passino dal laboratorio alle miniere in funzione prima della fine del decennio.