La economía del estado de Wyoming, que ya es una potencia de la energía eólica, está ligada en un 65 % a la minería, la mayor parte de la cual se extrae carbón. Wyoming ha sido el principal estado productor de carbón desde 1986, representando aproximadamente dos quintas partes de todo el carbón extraído en los Estados Unidos en 2020, pero la reputación de la industria se ha visto ennegrecida.
Los innovadores de la industria, sin embargo, están aprovechando carbón y sus flujos de desechos para extraer tierras raras, 17 elementos esenciales para lograr una economía electrificada. Extraerlos puede ser un desafío, ya que los materiales necesarios aún no se han extraído o están latentes en las antiguas minas de carbón.
La demanda de tierras raras está siendo impulsada principalmente por vehículos eléctricos, generadores eólicos, teléfonos inteligentes y aplicaciones aeroespaciales y de defensa, pero China refina la mayoría de las tierras raras del mundo. Solo hay una mina activa de tierras raras en los EE. UU., Mountain Pass en California, pero el concentrado se envía a China para su procesamiento.
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El noreste de Wyoming se encuentra sobre uno de los depósitos de REE más grandes de América del Norte, y se están realizando esfuerzos en la Escuela de Recursos Energéticos de la Universidad de Wyoming para llegar al día en que la extracción y el procesamiento de REE puedan tener lugar en América del Norte. La escuela se enfoca en el análisis de políticas regulatorias, identificando dónde se pueden encontrar REE, cómo ocurren, formas óptimas de extracción y procesamiento, y qué se requiere para establecer una industria económica y ambientalmente viable en los EE. UU.
El objetivo final es establecer una cadena de suministro completa de REE que consista en la extracción, el procesamiento, la distribución y el suministro de REE para satisfacer las necesidades de fabricación avanzada de las empresas en los EE. UU.
Scott Quillinan, director sénior de investigación de la Escuela de Recursos Energéticos de la Universidad de Wyoming, le cuenta a MINING.com sobre desarrollos y proyectos en curso.
CDM: ¿Qué pone a Wyoming en una ventaja para una cadena de suministro nacional?
Quillinan: Wyoming a menudo se llama el estado de energía. Si dibujara un cuadro alrededor de Wyoming y lo tratara como su propio país, sería el mayor exportador de energía al resto de los Estados Unidos. Y exportamos alrededor del 90% de la energía que se extrae, y todo eso va a otros estados. Muchas veces, estamos sujetos a políticas y regulaciones energéticas que están fuera de nuestro control. Pero los elementos de tierras raras no lo son, si los extrajimos en el estado, entonces tenemos los nuestros en el estado y dentro del país. Mucho de lo que estamos tratando es la intensidad de carbono, por lo que si desea vender gas natural a California, debe cumplir con un cierto nivel de intensidad de carbono. Ese estándar aún no se ha desarrollado para elementos de tierras raras. Así que todo dentro de los elementos de tierras raras desde un ángulo de política está bajo nuestro control en el estado.
MDC: ¿Cómo se va a convertir Wyoming en un proveedor nacional de tierras raras?
Quilinan: La minería está en nuestro ADN. [It’s] el mayor estado productor de carbón, el mayor estado productor de uranio, el mayor estado productor de bentonita, el mayor estado productor de trona. Por lo tanto, tiene sentido hacer una transición real de parte de la fuerza laboral, el conocimiento, el saber hacer y las políticas mineras amigables hacia otras áreas de industrias como los elementos de tierras raras.
La forma en que Wyoming aborda esto es que entendemos que aproximadamente el 90 % de nuestros elementos de tierras raras se extraen, procesan y fabrican en el extranjero. Y ese es un mercado muy difícil de entrar. Si quiere defender una mina que tiene un gran recurso, estará compitiendo con precios globales, que es realmente difícil de conseguir. Y no solo tiene que extraerlo, sino que también debe enviarlo al extranjero para su verificación y procesamiento. Entonces, nuestro enfoque es realmente desarrollar ese tipo de programa de pozos a ruedas. Creemos que esa es realmente la única forma en que podemos ingresar al mercado.
Realmente estamos trabajando en la exploración y producción, las diferentes tecnologías de extracción, en las diversas infraestructuras que deben implementarse, capacitación para el desarrollo de la fuerza laboral. Estamos trabajando en planes de comercialización: el enfoque comercial para que tengamos la cadena de valor completa para la industria. Y llevará una década, pero en eso estamos trabajando.
CDM: ¿Cómo va a ayudar la Ley de Reducción de la Inflación a las industrias extractivas y los proyectos energéticos?
Quilinan: Las políticas van a jugar un papel clave y la IRA es un buen comienzo. Tener algunos contratos garantizados con el Departamento de Defensa sería otro buen comienzo. Eliminar los impedimentos que enfrenta la industria hoy en día sería otro buen comienzo.
CDM: ¿Puede hablarnos sobre las diferentes materias primas en Wyoming?
[We’re] trabajando muy de cerca con elementos de tierras raras que están asociados con el carbón… y las capas de ceniza que se depositan dentro de ellos. También estamos analizando el flash en una central eléctrica alimentada con carbón. Tenemos un depósito Bear Lodge, que muchas veces se llama el depósito más grande de elementos de tierras raras sin explotar y el depósito Bear Lodge justo al norte de Sundance, Wyoming.
Las fuentes no convencionales que estamos analizando son elementos de tierras raras que se disuelven en el agua que se produce junto con el petróleo y el gas. [and] estamos viendo elementos de tierras raras que pueden estar en depósitos de fosfato. Entonces, con las minas de fosfato y las minas de uranio, es realmente un enfoque sobre todo que analiza todas estas materias primas diferentes. Y cada uno de ellos tiene su propia ventaja sobre el otro al poder extraerlos, encontramos elementos diferentes en cada uno. Pero probablemente los más prometedores son los que están asociados con el carbón.
CDM: ¿Cómo puede la minería ofrecer una nueva vida a la industria del carbón de Wyoming?
Quilinan: Ellos (las cañas y el carbón) se extraen, por lo que se mezclan y eso realmente agrega valor al carbón de Wyoming. Es posible que pueda vender el carbón, pero también vender los elementos de tierras raras para ayudar a diversificar el carbón en sí. La otra cosa en la que realmente estamos trabajando es en el desarrollo de productos de carbón. Una mina que hoy extrae carbón térmico, también podría extraer carbón que se desarrollará en diferentes productos diferentes, pero luego también proporcionará elementos de tierras raras. Realmente se trata de diversificar la economía.
CDM: ¿Los elementos de tierras raras se pueden extraer de los desechos del carbón a través de algún proceso químico?
Quillinan: Lo son, pero lo interesante es dónde se encuentran dentro de la costura. Lo que estamos encontrando es que están ubicados en los dos o tres pies superiores de la interfaz entre cuando cambias de no carbón, los estratos de carbón, y luego nuevamente en la parte inferior. Lo que vemos es este tipo de depósito de mineral que está en la parte superior de la veta de carbón que ya se está extrayendo. Y es realmente una especie de simplemente poner de nuevo en el hoyo. Y ahí es donde están los elementos de mayor concentración. Por lo tanto, podría ser un producto de valor agregado muy bueno para la minería del carbón.
Cuando observa los diferentes tipos de carbón en todo el país, el carbón de la cuenca del río Powder tiene un alto contenido de calcio. Y eso permite que los elementos de tierras raras se extraigan del carbón más fácilmente que otros carbones. Entonces, desde la perspectiva de Wyoming, eso es fantástico, porque estamos encontrando concentraciones de elementos de tierras raras que son bastante altas, pero luego la química es tal que se pueden extraer y se obtiene una recuperación de alto rendimiento del carbón mismo.
Luego, también estamos analizando las cenizas volantes, y esa misma concentración de calcio que se encuentra en el carbón que termina en el flash también hace que el flash sea fácilmente digerible a través de los ácidos, para que pueda eliminar los elementos raros. Así que esa es la perspectiva de las materias primas, pero en realidad no importa si encontramos las mejores materias primas, tenemos que ser capaces de extraerlas económicamente. Y luego tenemos que ser capaces de hacer parte del procesamiento y el beneficio aquí en los EE. UU.
MDC: ¿Cuáles son los siguientes pasos?
Quillinan: El próximo paso es que estamos buscando establecer investigación y desarrollo, una vez que una demostración en un estudio piloto que busca extraer estos elementos de tierras raras. La instalación de demostración está a cargo de Rare Earth Resources, y está en el depósito de Sundance. Eso estará ubicado en Upton, Wyoming. Y luego, el segundo es un proyecto patrocinado por el Departamento de Energía sobre un elemento de tierras raras. piloto de cenizas de carbón, que se instalará en el Centro de Innovación de Wyoming, justo al norte de Gillette.
Está siendo estudiado. Está en la fase de obtención de permisos y están instalando la instalación de demostración. Tienen una gran pila de relaves mineros que han estado allí durante algunos años, y la instalación de demostración trabajará en lo que ya se ha extraído. Y si [it’s] exitosa, luego pasar a la producción a gran escala.
CDM: ¿Qué está haciendo UW para preparar a la fuerza laboral de próxima generación para las tierras raras?
Quilinan: Una cosa que creo que todos debemos reconocer es que la experiencia en torno a los elementos de tierras raras se ha desarrollado en el extranjero. existe aquí, [but] es raro. Tiene sus disciplinas normales como geoquímica, geomecánica, minería, pero parece haber una gran brecha de conocimiento en torno a cosas como la geoquímica general de elementos de tierras raras, la cinética, la termodinámica. En la Universidad de Wyoming, realmente nos estamos enfocando en dónde están algunas de esas brechas de investigación, de modo que podamos desarrollar el trabajo del curso para asegurarnos de que los estudiantes estén preparados para salir y tener carreras profesionales en torno a elementos de tierras raras y minerales críticos.
La otra cosa que estamos haciendo es trabajar en un programa de desarrollo de la fuerza laboral con nuestros colegios comunitarios, pudiendo simplemente aprovechar la capacitación técnica que brindan a sus mineros en el área, y comenzar a complementar eso con la comprensión de los elementos de la tierra. , química de elementos, e incluso estamos trabajando en un programa por lotes, en el que ingresas y te capacitas en un equipo, estamos haciendo lo mismo con nuestros colegios comunitarios donde puedes ingresar y capacitarte en un determinado aspecto de los elementos de la tierra y ganar una insignia, por ejemplo, o un certificado.
CDM: ¿Qué trabajo se está realizando en el Centro de Innovación de Wyoming?
Quilinan: Fue desarrollado para sacar cosas del laboratorio, por lo que vale la pena extraer elementos de los productos. El proyecto que está allí es nuestro elemento de tierras raras, piloto de cenizas de carbón. Están utilizando materias primas de dos de las centrales eléctricas de carbón de Wyoming que se encuentran al lado de esa instalación, y buscan extraer elementos de tierras raras de las cenizas de carbón. Ese proyecto va muy bien. Está en su segundo año, por lo que esperamos demostrar ese proyecto en la instalación en el primer trimestre del próximo año. Y luego ese proyecto buscará ir a una demostración mucho más grande si tiene éxito.
Los recursos deben identificarse, las prácticas mineras deben identificarse, las tecnologías deben desarrollarse para extraerlos de la materia prima específica en la que los estamos encontrando. Y luego tiene que ser un desarrollo completo de la cadena de valor. Si se basa solo en extraer y enviar los elementos al extranjero, no creo que ninguna de las minas que se inician dure mucho tiempo.
CDM: ¿Por qué?
Hay demasiadas externalidades. En ese punto, estás realmente a merced del control de precios de áreas que tienen el 90% del mercado.
Las minas de carbón y la extracción de elementos de tierras raras, [are] trabajando de la mano. Es otro producto que puede salir de ahí. a menudo me preguntan [what] si cerramos la mina de carbón solo para extraer elementos de tierras raras de ella? El carbón es un recurso tremendo. Y si puedes extraer el carbón y los elementos de tierras raras al mismo tiempo y sacarlos a ambos, entonces eso tiene mucho más sentido.
CDM: ¿Qué políticas se necesitan a nivel federal y estatal para garantizar que la extracción de elementos de tierras raras en Wyoming sea una propuesta económica y ambientalmente viable?
Quillinan: Lo mejor que podemos hacer es desarrollar estándares, estándares internacionales en torno a prácticas ambientales sostenibles y elementos de la tierra y medio ambiente y estándares laborales sostenibles. Eso es más un programa de incentivos, pero tal vez a las grandes empresas que están comprando elementos de tierras raras les encantaría comprar un elemento de tierras raras marcado con un cierto estándar que dice que proviene de una práctica minera ambientalmente sostenible. creo que fr Desde el nivel federal, sería increíblemente útil desarrollar contratos del departamento de defensa para garantizar los mercados nacionales de elementos terrestres.
Los elementos de tierras raras son realmente la clave para desarrollar tecnologías de energía verde. Y a medida que avanzamos en la transición energética, creo que encontrar suficientes elementos de tierras raras es clave.
