Extraction of alkali and alkaline earth metals from saltwork brines

Autor: Galmés Grimalt, Esteban
Přispěvatelé: Cortina Pallás, José Luís, López Rodríguez, Julio, Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Química
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
Popis: Anualment s’extreuen a Europa aproximadament uns 3 milions de tones de sal marina. Al procés d’extracció són generades unes salmorres altament concentrades (factor de 10 en la concentració de la salmorra respecte la de l’aigua del mar), amb un alt contingut en elements inclosos en la llista de matèries primeres critiques de la Unió Europea. Actualment, aquestes salmorres són vessades a la mar, això provoca un gradient de salinitat que afecta a l’ecosistema marí. Per aquests motius sorgeix el projecte SEArcularMINE, enfocat en la recuperació de Mg, Li i altres elements traça (Sr, Rb, Cs, Ge, Ga i Co) a partir de salmorres de salines marines. Aquest projecte sorgeix de la necessitat de trobar mètodes d’obtenció per a certs elements crítics, amb aplicacions importants per l’industria i normalment importats de països externs a la Unió Europea, ja que no s’hi disposa de fonts primàries d’extracció (mines). Per aquest motiu s’intenta fomentar la recuperació de aquests elements crítics a partir de fonts secundàries (residus o subproductes). En primer lloc, s’estudien les principals fonts de salmorra de sal marina a nivell nacional. Posteriorment són comparades les diverses alternatives per a l’extracció dels elements d’interès arribant a la selecció de resines d’adsorció com la tecnologia més adequada. Es va dur a terme la caracterització de tres salmorres de salines marines (Torrevieja, Cabo de Gata i Odiel) per tal de determinar la seva composició química. Posteriorment, es duu a terme la comparació de quatre resines (Purolite S940, AmberSep IRC747 UPS, Lewatit MP62 i CsTreat) per a l‘extracció dels elements d’interès en diverses condicions de salinitats. D’aquests resultats, es seleccionen dues resines (IRC747 i MP62) per determinar experimentalment les isotermes d’adsorció pels alcalins (Rb i Cs) i els alcalinoterris (Sr) de interès pel projecte, concloent en que la resina IRC747 és la millor alternativa de les presentades. S’arriba a la conclusió de que la realització del projecte SEArcularMINE té un impacte ambiental positiu ja que les salmorres són habitualment vessades al mar provocant un increment de la salinitat i alteracions a l’ecosistema, com la desertificació dels oceans i el desplaçament i desaparició d’espècies. Anualmente se extraen en Europa aproximadamente 3 millones de toneladas de sal marina. En el proceso de extracción se generan unas salmueras altamente concentradas (factor de 10 en la concentración de la salmuera con respecto al agua de mar), con un alto contenido en elementos incluidos en la lista de materias primas críticas de la Unión Europea. Actualmente, dicha salmuera es vertida al mar, lo que ocasiona un gradiente de salinidad que afecta al ecosistema marino. Por estos motivos surge el proyecto SEArcularMINE, que se enfoca en la recuperación de Mg, Li y otros elementos traza (Sr, Rb, Cs, Ge, Ga y Co) a partir de salmueras de salinas marinas. Este proyecto surge de la necesidad de hallar métodos de obtención para ciertos elementos críticos, con aplicaciones importantes para la industria y normalmente importados de países externos a la Unión Europea, ya que no se dispone de fuentes primarias de extracción (minas). Por este motivo se fomenta la recuperación de estos elementos críticos a partir de fuentes secundarias (residuos o subproductos). En primer lugar se estudian las principales fuentes de salmuera de sales marinas a nivel nacional. Posteriormente se comparan las diversas alternativas para la extracción de los elementos de interés llegando a la selección de resinas de adsorción como la tecnología más adecuada. Se llevó a cabo la caracterización de tres salmueras de salinas marinas (Torrevieja, Cabo de Gata y Odiel). Posteriormente se lleva a cabo la comparación de cuatro resinas (Purolite S940, AmberSep 747 UPS, Lewatit MP62 i CsTreat) para la extracción de los elementos en diversas condiciones de salinidad. De estos resultados se llega a la selección de dos resinas (AmberSep 747 UPS y Lewatit MP62) para la determinación experimental de las isotermas de adsorción de dichas resinas para los alcalinos (Rb y Cs) y alcalinotérreos (Sr) de interés para el proyecto, concluyendo que la resina IRC747 es la mejor alternativa de las presentadas. Se llega a la conclusión de que la realización del proyecto SEArcularMINE tiene un impacto ambiental positivo ya que las salmueras son habitualmente vertidas en los mares provocando un incremento de la salinidad y alteraciones en el ecosistema, como la desertificación de los océanos y el desplazamiento y desaparición de especies. On a yearly basis approximately 3 million tonnes of sea salt are extracted in Europe. In the extraction process highly concentrated bitterns (up to 10 times more concentrated that seawater) are generated, with a high content of elements included in the critical raw material list of the European Union. Nowadays said bittern is dumped into the sea, which produces a salinity gradient that affects the marine ecosystem. For these reasons SEArcularMINE project was founded. It’s aimed into the recovery of Mg, Li and other trace elements (Sr, Rb, Cs, Co, Ga and Ge) from saltwork brines. This project arises from the necessity to find obtaining methods for certain critical elements, with applications of importance for the industry and normally imported from external countries to the European Union, due to the lack of primary extraction sources (mines). For this reason the recovery of said elements from secondary sources (residues and by-products) is encouraged. On first place the main saltwork production sources of brines on a nationwide scale are studied. Subsequently the different alternatives for the extraction of the elements are compared reaching the selection of adsorption resins as the most appropriate technology. The characterisation for three saltwork brines (Torrevieja, Gabo de Gata and Odiel) took place. Further down the line the comparison between four resins (Purolite S940, AmberSep IRC747 UPS, Lewatit MP62 and CsTreat) was made in order to extract the elements of interest in different salinity conditions. From those results two resins were selected (AmberSep IRC747 UPS and Lewatit MP62) for the experimental determination of the adsorption isotherms for the alkali (Rb and Cs) and the alkali-earths (Sr) of interest for the project, concluding with the selection of resin IRC747 as the best alternative. To conclude the fulfilment of SEArcularMINE project has a positive environmental impact because the bitterns are generally dumped into the seas inducing an increment in salinity and alterations into the ecosystem such as the desertification of oceans and displacement of fauna and flora. Objectius de Desenvolupament Sostenible::14 - Vida Submarina Objectius de Desenvolupament Sostenible::15 - Vida d'Ecosistemes Terrestres Objectius de Desenvolupament Sostenible::13 - Acció per al Clima
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: