Due approcci che utilizzano tecnologie esistenti a basso costo ea basso consumo energetico per accelerare la carbonatazione hanno dimostrato una significativa cattura del carbonio in un periodo molto breve e la formazione di minerali di carbonato.
Un documento pubblicato da una grande collaborazione internazionale guidata dalla Monash University in Geologia economica descrive esperimenti di laboratorio per valutare due approcci che utilizzano tecnologie esistenti a basso costo ea bassa energia per riutilizzare i rifiuti accumulati dalle operazioni minerarie e catturare l'anidride carbonica sotto forma di preziosi minerali di carbonato.
Sebbene la carbonatazione passiva degli sterili di miniera avvenga naturalmente, l'equivalente di circa 30 anni di carbonatazione passiva è stato raggiunto entro quattro settimane in uno dei loro esperimenti.
"Se è possibile integrare la cattura del carbonio con il recupero di minerali precedentemente inaccessibili, diciamo di nichel e cobalto, potresti rendere più praticabili alcune miniere di livello inferiore, " ha detto l'autore principale Dr. Jessica Hamilton.
Secondo un recente rapporto in Scienza , oggi circa 419 milioni di tonnellate di rifiuti ultramafici e mafici (ricchi di magnesio e calcio) vengono prodotti ogni anno con il potenziale, se completamente gassati, di bloccare 175 milioni di tonnellate di CO atmosferica 2 per anno.
Nello studio, Hamilton e i suoi collaboratori hanno utilizzato esperimenti di laboratorio per provare due trattamenti geochimici per accelerare la carbonatazione dei residui di miniera ultramafica a temperature e pressioni ambiente.
Il primo esperimento ha comportato una reazione diretta di sterili parzialmente saturati da una miniera di crisotilo (amianto) abbandonata nel NSW con un gas di combustione simulato minerario, contenente il 10 percento di CO 2 in diazoto.
Questa CO . accelerata 2 il sequestro avviene prendendo di mira un minerale altamente reattivo, brucite (Mg(OH)2), negli sterili.
Gli investigatori hanno notato alcune limitazioni alla carbonizzazione con brucite che sono legate al contenuto di acqua e all'umidità.
Nel secondo esperimento, i ricercatori hanno simulato un trattamento di lisciviazione dell'heap utilizzando colonne di laboratorio.
"Se irrighiamo con acido i rifiuti minerali delle miniere, i minerali si dissolvono per produrre una soluzione ricca di magnesio e calcio, quale, a sua volta, reagire con CO 2 e formare minerali carbonati solidi, " ha detto Hamilton.
L'indagine ha coinvolto la microscopia a fluorescenza a raggi X (XFM) presso l'Australian Synchrotron, intrapresa da Hamilton e dallo scienziato principale di XFM, il dott. David Paterson, che ha fornito prove microscopiche visive della distribuzione di tracce di metalli e altre modifiche chiave alla microstruttura a seguito della lisciviazione con acido solforico diluito.
XFM ha rivelato ferro immobilizzato, cromo, cobalto, nichel e manganese a diverse profondità nella colonna con la maggiore concentrazione nella regione in cui è stato neutralizzato il pH della soluzione di lisciviazione acida.
"Il vero potere di XFM è che ci ha permesso di osservare la distribuzione degli elementi su una scala molto fine e di osservare i rivestimenti sui grani, e gli ambienti geochimici localizzati in cui i metalli stavano precipitando, " ha detto Hamilton.
La lisciviazione del cumulo ha prodotto un liquido ricco di magnesio in grado di sequestrare una quantità di anidride carbonica 200 volte maggiore della carbonatazione passiva avvenuta nella miniera abbandonata.
"La scelta dell'approccio dipende dalle risorse disponibili presso la miniera e dalla mineralogia locale, " ha detto Hamilton.
"Se c'è acido di scarto disponibile e non hai molta brucite attiva, quindi l'heap lisciviazione è un'ottima opzione. Se c'è una CO 2 fonte, e tu hai brucite, allora potresti optare per una reazione diretta con quel gas. Ma i due possono anche essere usati insieme, per esempio la lisciviazione dell'heap può essere seguita dalla reazione dei fluidi ricchi di magnesio con una CO 2 fonte, " ha detto Hamilton.
Un ulteriore vantaggio è che per le miniere o la lavorazione dei minerali che producono acido come sottoprodotto, questo acido può essere utilizzato e neutralizzato.
L'approccio è adatto per i rifiuti di platino, cromite, diamante, e un po' di nichel, rame, e storiche miniere di crisotilo.
È ora in corso un programma di test per aumentare la tecnologia di mineralizzazione del carbonio nelle miniere di diamanti in Africa e Canada.
Il lavoro è in corso dal Prof Siobhan 'Sasha' Wilson presso l'Università di Alberta, il prof. Gordon Southam dell'Università del Queensland e il prof. Gregory Dipple dell'Università della British Columbia; tutti sono coautori sulla carta.
Sebbene Hamilton stia ora lavorando come scienziato degli strumenti presso l'Australian Synchrotron, continua a rimanere attivamente coinvolta nella ricerca.
Il loro lavoro sull'utilizzo dei rifiuti industriali per trasformare l'anidride carbonica in pietra è stato recentemente presentato in un articolo The Carbon Vault, nella scienza.
Uno studio che esplora metodi simili sui rifiuti delle miniere di rame ricchi di ferro, guidato dal professor Southam e comprendente Hamilton e Paterson, è stato recentemente pubblicato su Journal of Geochemical Exploration .
