Żupy solne jako zrównoważone źródło surowców krytycznych dla Europy
Morze Śródziemne jest pełne cennych minerałów, jednak zwykle występują w bardzo niskich stężeniach. Starożytne cywilizacje odkryły sposoby na czerpanie z tego bogactwa, polegając na naturalnym parowaniu wody morskiej i krystalizacji soli w płytkich nieckach. Proces ten jest nadal stosowany w warzelniach soli. Oprócz chlorku sodu i soli wapnia pochodzących z wody morskiej, ciecz pozostała w wyniku odparowania jest wysoce skoncentrowanym roztworem bogatym w magnez, lit i inne krytyczne surowce. Dzięki temu naturalnemu procesowi stają się one łatwo dostępne i możliwe do odzyskania dzięki zrównoważonym procesom. Zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu SEArcularMINE zaprezentował możliwości tego rozwiązania dzięki instalacji pilotażowej. Na podstawie analizy składu roztworów, ich wartości rynkowej i badań technologicznych, zespół projektu SEArcularMINE skupił się na odzyskiwaniu magnezu, litu, boru, rubidu, bromu i siarczanu sodu/chlorku sodu.
Gospodarka o obiegu zamkniętym i procesy zasilane energią odnawialną
Pionierskie podejście opracowane przez zespół projektu SEArcularMINE opiera się na obiegu zamkniętym realizowanym w ramach niskoemisyjnych i przystępnych cenowo procesów. Jak wyjaśnia Andrea Cipollina, koordynatorka projektu z Uniwersytetu w Palermo: „Solanka, która obecnie stanowi odpad z procesu warzenia soli, jest jedynym przetwarzanym surowcem - poza wodą. To sprawia, że nasze rozwiązanie jest rewolucyjne - minerały, które odzyskujemy, zwykle są wytwarzane w wyniku szkodliwych dla środowiska procesów, a ich obróbka wymaga przeprowadzania złożonych reakcji chemicznych”. Do realizacji procesu jest także potrzebna energia elektryczna - bez niej nie dojdzie do separacji. Rozwiązanie opracowane w ramach projektu SEArcularMINE wykorzystuje procesy oparte na elektromembranach - ekologicznej alternatywie dla konwencjonalnych metod separacji. Wykorzystują one gradient potencjału elektrycznego jako czynnik pozwalający na transport jonów, a membrany jonowymienne służą do separacji i usuwania naładowanych składników z roztworów. „Procesy wykorzystujące elektromembrany charakteryzują się wysokim zapotrzebowaniem na energię. Nasze rozwiązanie może być zasilane z odnawialnych źródeł energii elektrycznej, co pozwala na dostosowanie przebiegu procesu do dostępności zasilania i charakteru tych źródeł. Nasza wizja zakłada niezależność od sieci elektroenergetycznej poprzez wykorzystanie energii elektrycznej wytwarzanej z gradientu zasolenia oraz energii słonecznej i wiatrowej”, zauważa Cipollina.
Odtwarzanie starożytnych metod w celu budowy cyfrowej przyszłości Europy
Dzięki synergicznemu działaniu naukowców dysponujących różnorodnym doświadczeniem, zespół projektu SEArcularMINE szybko rozwija opracowane technologie. W ciągu czterech lat konsorcjum rozwinęło koncepcję do w pełni funkcjonalnej instalacji pilotażowej. Instalacja działa w zakładzie należącym do ResourSEAs - jednego z partnerów projektu, spółki typu spin-off Uniwersytetu w Palermo, założonej w pobliżu słynnej warzelni soli w Trapani, z której SEArcularMINE pozyskuje odpady. Starożytne warzelnie soli powstały blisko 2 700 lat temu. Obecnie stanowią część rezerwatu przyrody zarządzanego przez WWF, który stanowi idealną lokalizację dla ekologicznego i zrównoważonego projektu odzyskiwania surowców krytycznych w ramach inicjatywy SEArcularMINE. „Rozproszone wytwarzanie surowców krytycznych w basenie Morza Śródziemnego w obiegu zamkniętym dzięki samowystarczalnej energetycznie technologii przyniesie ogromne korzyści ludności i gospodarce, przyczyniając się zrównoważonego rozwoju tego regionu. To szczególnie istotne, gdy weźmiemy pod uwagę, że większość interesariuszy w regionach, w których znajdują się warzelnie soli - w Europie Południowej i Afryce Północnej - potrzebuje wsparcia w celu stymulowania wzrostu gospodarczego”, zauważa Cipollina. „Wiedza opracowana przy okazji prac nad rozwiązaniami wyzwań inżynieryjnych i zdobyte doświadczenie są niezwykle istotne”, kontynuuje Cipollina. Instalacja pilotażowa pozwoliła na udowodnienie wykonalności rozwiązania, umożliwiając odzysk nawet 100 kilogramów surowców dziennie. Prace zaowocowały również pomysłami na odzyskiwanie litu ze zużytych akumulatorów, a także szeregiem patentów, w tym na proces odsalania wody w obiegu zamkniętym. Dzięki podnoszeniu kwalifikacji i wymianom, które objęły przeszło 80 naukowców na początku kariery, powstała sieć profesjonalistów, którzy mogą kontynuować prace. Spółka ResourSEAs aktywnie nawiązuje współpracę z warzelniami soli w całym basenie Morza Śródziemnego z myślą o budowie pierwszych zakładów wytwarzających minerały w Europie i dla Europy. Dzięki nim woda morska stanie się zrównoważonym źródłem krytycznych surowców w Europie.
Słowa kluczowe
SEArcularMINE, warzelnia soli, odpady, surowce krytyczne, procesy oparte na elektromembranach, lit, minerały, górnictwo, solanka, odsalanie
