Těžba rud za pomoci radiační technologie

Na počátku nového tisíciletí se globální těžební průmysl rozvíjel velmi rychle a mnoho zemí a společností investovalo velké prostředky do zvýšení těžby. Rozvíjející se ekonomika volá po přírodních zdrojích. Kvalita rud se však snižuje, těžební náklady se zvyšují a udržovat doly v provozu se daří jen zvyšováním produktivity práce. Svět potřebuje novou technologii, která umožní účinnější těžbu rud o velmi nízké kovnatosti. Nukleární stopovače a měřicí přístroje patří mezi technická zařízení, která pomohou těžebnímu průmyslu zvýšit efektivnost výroby.

„V současné době čelí důlní průmysl třem výzvám: k dispozici je méně vody, energie je stále dražší a kovnatost rud stále klesá“, prohlásil Nick Cutmore, ředitel australské společnosti Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), která se zabývá výzkumem a vývojem jaderné techniky v důlním průmyslu. „Proto potřebujeme novou techniku, která umožní těžit suroviny selektivnějším způsobem bez zbytečného plýtvání vodou a energií i při dobývání rud o velmi nízké kovnatosti. Strategie je jednoduchá: je třeba zbavovat se hlušiny dříve, než se začne spotřebovávat energie a voda k dalšímu zpracování rudy“. V rámci těžebních operací se zpracovávají obrovská množství rudy, 1 000 až 10 000 tun za hodinu. Když se ruda pohybuje po dopravníkovém pásu, pro rychlou a přesnou analýzu je potřeba mít zařízení, které průběžně zjišťuje, jaké prvky a v jakém množství ruda obsahuje. Pro tyto účely je nejvhodnější jaderná technika. Neutrony nebo paprsky X o vysoké energii nebo gama paprsky mají velkou penetrační schopnost a umožní přesně analyzovat velká množství materiálu tam, kde jiné technologie selhávají.

Nové metody pro nové procesy

Výzkumná organizace CSIRO vyvíjí jadernou technologii i pro takové procesy, jako je vrtání, třídění materiálů a analýza v reálném čase. Vyvinula např. nový analyzátor, který kombinuje rentgenfluorescenční analýzu a difrakci paprsků X k získání rychlé charakteristiky minerálů s přesností řádově 1 : 10⁶. U cenných kovů, jako je zlato a stříbro, uran a skupina platinových prvků, jakož i u kontaminantů, jako je olovo, rtuť a arzen, je to až na úroveň několika gramů v tuně rudy nebo ještě menší. V nedávné době vyvinula organizace CSIRO gama aktivační analýzu s využitím paprsků X o vysoké energii k měření vzorků rudy v automatizovaném procesu, kde odpadá jak pracná příprava vzorků, tak potřeba jaderného reaktoru k provedení neutronové aktivační analýzy. Tato technika je zvláště efektivní při detekci obsahu zlata v různých typech vzorků.

Těžba zlata

Roční těžba zlata ve světě má hodnotu miliard dolarů a vysoká cena zlata je většinou důsledkem vysokých těžebních nákladů. Zlato se v komerčním měřítku těží při kovnatosti na úrovni gramů na tunu horniny. Existuje jen málo analytických metod s citlivostí, která umožňuje takovou přesnost měření při tak nízkých úrovních kovnatosti. Gama aktivační analýza používá paprsky X o vysoké energii k excitaci specifických prvků v rudě a vyslídí jakékoliv stopy zlata ve vzorku. Aplikuje se u zlata v jakékoliv jeho chemické nebo fyzikální formě a může být použita k měření obsahu zlata v pevných látkách, kašovitých směsích nebo i kapalinách. Nejnovější kombinace paprsků X o vysoké energii, radiačních detektorů a moderních počítačových metod, které obsahuje nový analyzátor vyvinutý v CSIRO, umožňuje detekovat obsah zlata na úrovni desetkrát nižší, než dokážou běžné analytické metody.

Spolupráce s IAEA znamená sdílení technologie

CSIRO spolupracuje s IAEA (Mezinárodní agentura po atomovou energii) na koordinovaném výzkumném projektu, jehož cílem je vývoj radiometrických metod v průzkumu a těžbě minerálů a kovů. Tuto technologii sdílejí vědci z celého světa. Austrálie spolupracuje s IAEA při používání neutronů, paprsků X a radiostopovačů již od 80. let minulého století, kdy byla tato technologie ještě v plenkách. Účast Austrálie na projektu IAEA je proto zaměřena především na transfer technologie do jiných zemí. Koordinované výzkumné projekty představují mechanismus, díky němuž výzkumníci z vyspělých i rozvojových zemí spolupracují na specifických výzkumných úkolech a na výměně znalostí ve využívání jaderné technologie v různých mírových aplikacích. Cílem je, aby tato technologie přinášela benefity v lepším využíváním přírodních zdrojů ve prospěch ekonomické prosperity všech zemí světa.

Zdroj: Rodolfo Quevenco: Profitable mining with the help of radiation technology. IAEA Bulletin, September 2015, s. 22-23, https://www.iaea.org/publications/magazines/bulletin/56-3/profitable-mining-help-radiation-technology