Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Natur

Reducerer, genbrug og genanvendelse af mineaffald

To tilgange, der anvender eksisterende lavpris- og lavenergiteknologier til at fremskynde kulsyretilsætningen, har vist betydelig kulstoffangst over en meget kort periode og dannelsen af ​​karbonatmineraler.

Et papir udgivet af et stort internationalt samarbejde ledet af Monash University i Økonomisk geologi beskriver laboratorieforsøg til at evaluere to tilgange ved hjælp af eksisterende lavpris- og lavenergiteknologier til at genbruge oplagret affald fra minedrift og opfange kuldioxid i form af værdifulde carbonatmineraler.

Selvom passiv kulsyretilførsel af mineaffald forekommer naturligt, svarende til cirka 30 års passiv kulsyre blev opnået inden for fire uger i et af deres eksperimenter.

"Hvis du kan integrere kulstoffangst med genvinding af tidligere utilgængelige mineraler, sige om nikkel og kobolt, du kunne gøre nogle mindre miner mere levedygtige, " sagde hovedforfatter Dr. Jessica Hamilton.

Ifølge en nylig rapport i Videnskab , i dag produceres der årligt omkring 419 millioner tons ultramafisk og mafisk (rigt på magnesium og calcium) affald med potentialet til, hvis det er fuldt kulsyreholdigt, at lukke 175 millioner tons atmosfærisk CO2. 2 Per år.

I undersøgelsen, Hamilton og hendes medarbejdere brugte laboratorieeksperimenter til at afprøve to geokemiske behandlinger for at fremskynde kulsyredannelsen af ​​ultramafiske mineaffald ved omgivende temperaturer og tryk.

Det første eksperiment involverede en direkte reaktion af delvist mættet tailings fra en forladt chrysotil (asbest) mine i NSW med en simuleret minedriftsrøggas, indeholdende 10 procent CO 2 i dinitrogen.

Dette accelererede CO 2 sekvestrering sker ved at målrette et stærkt reaktivt mineral, brucit (Mg(OH)2), i tailings.

Efterforskere bemærkede nogle begrænsninger for karbonisering med brucit, der er forbundet med vandindhold og fugtighed.

I det andet eksperiment, efterforskerne simulerede en bunkeudvaskningsbehandling ved hjælp af laboratoriesøjler.

"Hvis vi vander mineralaffaldet fra miner med syre, mineralerne opløses for at producere en opløsning, der er rig på magnesium og calcium, hvilken, på tur, reagere med CO 2 og danner faste carbonatmineraler, " sagde Hamilton.

Undersøgelsen involverede røntgenfluorescensmikroskopi (XFM) ved den australske synkrotron, udført af Hamilton og XFM Principal Scientist Dr. David Paterson, som gav visuelt mikroskopisk bevis på fordelingen af ​​spormetaller og andre vigtige ændringer i mikrostrukturen efter udvaskning med fortyndet svovlsyre.

XFM afslørede immobiliseret jern, krom, kobolt, nikkel og mangan i forskellige dybder i kolonnen med den største koncentration i det område, hvor pH i den sure udvaskningsopløsning var neutraliseret.

"Den virkelige kraft ved XFM var, at den tillod os at se på fordelingen af ​​elementer i en rigtig fin skala og se på belægningerne på korn, og de lokale geokemiske miljøer, hvor metaller udfældede, " sagde Hamilton.

Dyngeudvaskningen producerede en væske med højt indhold af magnesium, der var i stand til at binde en mængde kuldioxid, der er 200 gange større end den passive kulsyredannelse, der fandt sted ved den nedlagte mine.

"Valget af tilgang afhænger af de tilgængelige ressourcer i minen og den lokale mineralogi, " sagde Hamilton.

"Hvis der er affaldssyre til rådighed, og du ikke har meget aktiv brucit, så er heap-udvaskning en god mulighed. Hvis der er en CO 2 kilde, og du har brucite, så kan du gå til direkte reaktion med den gas. Men de to kan også bruges sammen, for eksempel kan bunkeudvaskning efterfølges af reaktion mellem de magnesiumrige væsker med en CO 2 kilde, " sagde Hamilton.

En ekstra fordel er, at for miner eller mineralforarbejdning, der producerer syre som et biprodukt, denne syre kan bruges og neutraliseres.

Fremgangsmåden er velegnet til affald fra platin, kromit, diamant, og noget nikkel, kobber, og historiske krysotilminer.

Et testprogram er nu i gang for at opskalere kulstofmineraliseringsteknologi ved diamantminer i Afrika og Canada.

Arbejdet er i gang af prof Siobhan 'Sasha' Wilson ved University of Alberta, Prof Gordon Southam ved University of Queensland og Prof Gregory Dipple ved University of British Columbia; alle er medforfattere på papiret.

Selvom Hamilton nu arbejder som instrumentforsker ved Australian Synchrotron, hun fortsætter med at være aktivt involveret i forskningen.

Deres arbejde med at bruge industriaffald til at omdanne kuldioxid til sten blev for nylig omtalt i en artikel The Carbon Vault, i videnskab.

En undersøgelse, der udforsker lignende metoder på jernrigt kobbermineaffald, ledet af prof Southam og inklusive Hamilton og Paterson, blev for nylig offentliggjort i Journal of Geochemical Exploration .


Varme artikler