Uso de dióxido de carbono para recuperar minerales más críticos

Nevadahoy

Los representantes de ARPA-E, incluido el director del programa, Douglas Wicks, se reunieron con estudiantes de la Universidad de Nevada, Reno.

El profesor Pengbo Chu de Nevada Gold Mines en el Departamento de Ingeniería Minera y Metalúrgica recibió recientemente una subvención de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada - Energía (ARPA-E) dentro del Departamento de Energía. La subvención fue parte del programa Mining Innovations for Negative Emissions (MINER) dirigido por el director del programa, Douglas Wicks. Los objetivos del programa MINER incluyen el uso de dixido de carbono para disminuir la energía de procesamiento (trituración) de minerales, aumentar el rendimiento crítico de minerales y reducir las pérdidas de relaves de minerales.

"Estados Unidos es muy afortunado de tener un mineral de tierras raras de muy alta ley", dijo Chu.

El proyecto incorporará carbonatación mineral para desarrollar nuevos flujos de trabajo y metodología para recuperar más minerales de tierras raras. Los minerales críticos son minerales que se utilizarán en diferentes tecnologías de descarbonización.

El proceso que propone Chu comienza con rodillos de molienda de alta presión, que descomponen mecánicamente el material de rocas más grandes, del tamaño de una pelota de baloncesto, en rocas del tamaño de una cereza. Los rodillos de molienda de alta presión ya ahorran energía de trituración en comparación con las tecnologías de trituración que se usan más comúnmente, hasta un 50 por ciento. Después de que las rocas se hacen más pequeñas, los minerales pasarán por la clasificación por transmisión de rayos X, que determina la densidad de rocas diferentes. Debido a que los minerales de tierras raras tienden a ser más densos, la roca rica en esos minerales se clasifica de una forma en un proceso existente, mientras que el material menos denso se clasifica de otra forma. El material menos denso se procesa químicamente a través de un proceso de carbonatación, que utiliza dióxido de carbono presurizado para convertir los minerales de silicato en minerales de carbonato, ablandándolos.

Luego de pasar por un proceso de carbonatación, el material ablandado pasa por otro proceso mecánico, un molino de bolas. El ablandamiento del material significa que el molino de bolas no requiere tanta energía para procesar el material. Además, es más fácil controlar el tamaño del producto, lo cual es importante para el siguiente paso en el procesamiento, la flotación por espuma. Una vez que el material pasa por el molino de bolas, los elementos de tierras raras quedan expuestos y se pueden recuperar a través de procesos establecidos de flotación por espuma.

"Hay un punto óptimo para que funcione la flotación", dijo Chu, refiriéndose al tamaño del producto. Si las partículas de roca son demasiado grandes o demasiado pequeñas, la flotación por espuma no funciona tan bien para extraer el material de interés.

La aplicación de carbonatación mineral para ablandar la roca presenta un nuevo enfoque para controlar el tamaño de la roca durante la trituración. Se espera que el nuevo enfoque no solo reduzca el consumo de energía actual durante el procesamiento de minerales, sino que también haga que el proceso sea negativo en carbono. Si bien Chu espera que este proceso maximice la producción, probará diferentes flujos de trabajo que reordenan algunos de los procesos para determinar qué método recupera el la mayor parte del material utilizando la menor cantidad de energía. El proceso también se puede utilizar para recuperar material de relaves de desecho, que pueden tener altas concentraciones de elementos de tierras raras.

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El mes pasado, el director del programa ARPA-E, Wicks, y su equipo visitaron la Universidad y las empresas con las que Chu colabora en esta investigación. Chu espera trabajar con APRA-E, socios de la industria y la Oficina de Investigación e Innovación de la Universidad para eventualmente patentar los nuevos procesos y ayudarlos a generalizarse en la industria, contribuyendo a ecologizar el proceso de extracción de minerales.

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