Criticità dell’approvvigionamento di metalli preziosi nel contesto della transizione energetica: il caso dell’oro

Numerose applicazioni in diversi ambiti dimostrano la versatilità della chimica dell’oro, e il suo ampio uso ne sottolinea l’importanza per il futuro. Alcuni esempi di applicazioni si trovano nell’ambito dell’elettronica, della diagnosi biomedica, dell’odontoiatria, nelle componenti di automobili, apparecchi elettronici e impianti di prodizione di energia, ecc. In particolare, poiché la spinta verso la decarbonizzazione dei consumi energetici e verso la riduzione delle emissioni in atmosfera comporta un forte incremento nella produzione e nell’utilizzo di energia elettrica rinnovabile in sostituzione di combustibili fossili, si prevede che il consumo di oro associato all’elettrificazione dell’industria e dei trasporti sarà molto significativo nei prossimi anni. In questo senso, l’oro è un elemento paradigmatico di quelle risorse non rinnovabili che sono indispensabili per la transizione alle energie rinnovabili (insieme a Cu, Li, Co, Terre Rare, e altri). Nel contesto dell’industria mineraria, uno dei parametri fondamentali per la caratterizzazione di un giacimento è il mineral grade, o tenore minerario, che corrisponde alla quantità di elemento o composto di interesse contenuto in una tonnellata di materiale grezzo estratto dalla miniera. La continua estrazione primaria di minerali auriferi, l’incessante esplorazione del terreno alla ricerca dell’oro e lo studio della composizione della crosta terrestre, hanno permesso di comprendere e tracciare l’evoluzione tenore della concentrazione del metallo prezioso nei minerali estratti. È stato dimostrato che il tenore minerario negli ultimi decenni è complessivamente diminuito: si calcola che attualmente l’oro presente all’interno dei minerali si trova con una concentrazione media di 3-4g/t. Il declino a lungo termine del tenore minerario comporta inevitabilmente l’aumento dei consumi energetici, quindi, un incremento dei costi di produzione in quanto aumenta la quantità di materiale da lavorare per soddisfare la produzione. Questa tesi è dedicata proprio ad approfondire questa criticità dell’approvvigionamento nel caso dell’oro. In primo luogo, viene analizzato il processo di lavorazione del minerale con le rispettive tecniche di estrazione e di recupero del metallo prezioso come, ad esempio, la fase iniziale di comminution, la cianurazione, il recupero Carbon in Pulp CIP e Carbon in Leach CIL e i processi di raffinazione. In seguito, viene riportato uno studio che correla la diminuzione del tenore minerario dell’oro con l’aumento dei consumi energetici in relazione all’efficienza delle tecniche utilizzate in differenti miniere. Inoltre, viene preso in considerazione il caso in cui questo tenore minerario diminuisca fino al raggiungimento della concentrazione media di una roccia comune (bare rock in inglese) prevedendo lo scenario in cui la produzione di oro potrebbe diventare insostenibile dal punto di vista energetico. Negli ultimi anni il settore della ricerca scientifica e tecnologica ha cercato di superare questa criticità ipotizzando alcuni metodi di estrazione del metallo prezioso a partire da materie prime seconde (E-Waste). In questa tesi ne vengono riportati alcuni, ad esempio, la complessazione con Cluster Ammidici, la precipitazione mediata da Ciclo-destrine e di complessi leganti macrociclici.