Modułowy proces odzyskiwania wielu minerałów z solanki
Odsalanie wody morskiej staje się coraz bardziej istotne, głównie ze względu na rosnące zapotrzebowanie na wodę i wpływ postępującej zmiany klimatu na zasoby słodkiej wody. W samej Unii Europejskiej zakłady odsalania mogą obecnie dostarczać do 3,4 miliarda metrów sześciennych odsolonej wody rocznie. Oznacza to powstawanie zbliżonej ilości solanki charakteryzującej się wysokim stężeniem soli, która zawiera cenne surowce krytyczne i inne minerały, które obecnie trafiają z powrotem do morza jako odpady. Zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu SEA4VALUE miał na celu opracowanie modułowego procesu, którego przebieg można dostosować do składu solanki, aby umożliwić opłacalne odzyskiwanie wielu minerałów.
Rozwój obiegu zamkniętego w celu zaspokojenia krytycznych potrzeb
Zespół projektu SEA4VALUE początkowo skupił się na dziewięciu pierwiastkach o znaczeniu przemysłowym - magnezie, skandzie, wanadzie, galu, borze i licie, które stanowią surowce krytyczne, a także na indzie, molibdenie i rubidzie. Wkrótce badacze dostrzegli także inną potrzebę. Konwencjonalny proces odsalania może skutkować wytwarzaniem wody, która jest zbyt czysta - pozbawiona minerałów niezbędnych ludziom. Ponowne wprowadzenie tych pierwiastków do wody pitnej wymaga ich zakupu, często od zagranicznych dostawców. Zespół projektu SEA4VALUE dodał wapń do listy odzyskiwanych minerałów, wspierając rozwój gospodarki o obiegu zamkniętym, dzięki procesowi pozwalającemu na wprowadzenie wapnia usuniętego z wody morskiej do wody pitnej.
Badania pilotażowe próbek z całego świata
Technologie separacji, koncentracji i krystalizacji opracowane w ramach projektu SEA4VALUE zostały sprawdzone przez partnerów konsorcjum w laboratoriach w całej Europie na bazie syntetycznych i naturalnych solanek. Testy laboratoryjne zakończyły się sukcesem - udało się osiągnąć odzysk minerałów na poziomie 90 % przy utrzymaniu wskaźnika czystości wynoszącego 90 %. „Technologie opracowane w ramach projektu SEA4VALUE zostały połączone w naszym ruchomym laboratorium, które działa przy zarządzanym przez spółkę Aqualia zakładzie odsalania w La Caleta de Adeje na Teneryfie. Badamy tutaj niemal 150 próbek wody morskiej i solanek z całego świata, analizując proces odzyskiwania kluczowych pierwiastków w różnych stężeniach i możliwe problemy”, wyjaśnia Alexandra Scherer z Europejskiego Instytutu Komunikacji Naukowej. To ruchome laboratorium jest także źródłem cennej wiedzy. Konwencjonalne doświadczenia i badania laboratoryjne potwierdziły, że „dzięki wykorzystaniu niektórych technologii możliwe jest odzyskanie przeszło 95 % wybranych pierwiastków. Metody te obejmują zmodyfikowaną nanofiltrację, odzyskiwanie wapnia, niedyspersyjną ekstrakcję rozpuszczalnikową, adsorpcję i elektrodializę z wykorzystaniem membran bipolarnych. Inne technologie, takie jak ekstrakcja jonowo-cieczowa lub wykorzystanie membran polimerowych, wymagają dopracowania w celu zwiększenia ich selektywności i sprawności”, wyjaśnia Sandra Casas, koordynatorka techniczna projektu SEA4VALUE z ramienia EURECAT. Technologie opracowane w ramach projektu opierają się na zielonych odczynnikach - celem ich wykorzystania jest zmniejszenie wpływu na środowisko. Ponadto celem badaczy jest zwiększenie ilości wody uzyskanej w wyniku procesu odsalania o 20 %.
Trwała spuścizna projektu SEA4VALUE
W ramach projektu SEA4VALUE powstał również parownik odporny na korozję spowodowaną słoną wodą, charakteryzujący się niższym zużyciem energii. Nowe rozwiązanie może znaleźć zastosowanie w wielu obszarach i sektorach. Badacze zajęli się także zwiększaniem świadomości w zakresie odsalania i odzyskiwania cennych minerałów. Zespół projektu SEA4VALUE był jednym z pierwszych, który zorganizował warsztaty CEN na temat odzyskiwania minerałów z solanki, opracował także zalecenia dotyczące minerałów i ich obróbki. Informacje na temat stężeń minerałów w próbkach można znaleźć w bazie danych dostępnej na stronie internetowej projektu po bezpłatnej rejestracji. W ramach prac powstaje także platforma umożliwiająca modelowanie procesu w celu wyboru najbardziej odpowiedniego procesu oczyszczania w oparciu o początkowy skład solanki. Zespół projektu SEA4VALUE wniósł nieoceniony wkład w rozwiązania dwóch kluczowych wyzwań, którym stawia czoła świat - zapewnienia dostępu do zrównoważonych, lokalnych źródeł minerałów i metali oraz zdrowej wody pitnej, korzystając z metod gospodarki o obiegu zamkniętym w zakładach odsalania.
Słowa kluczowe
SEA4VALUE, odsalanie, solanka, minerały, surowce, woda morska, surowce krytyczne, gospodarka o obiegu zamkniętym
