Recuperació de determinats elements de salmorres generades a les salines d'aigua de mar mitjançant processos de bescanvi iònic

Autor: Ribera Soto, Fabiana Nicole
Přispěvatelé: Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Química, Vallés Nebot, Víctor, Fernández de Labastida Ventura, Marcos
Jazyk: Catalan; Valencian
Rok vydání: 2023
Předmět:
Popis: Avui en dia, l’escassetat de les matèries primeres ha donat la necessitat a la Unió Europea de desenvolupar altres fonts d’obtenció. Per aquest motiu, el tractament de les salmorres d’aigua marina ha estat de gran importància, a causa de l’elevada concentració i l’alt contingut en elements que poden ser aprofitables. El projecte SEArcularMINE, finançat per Horizon 2020 de la Unió Europea, treballa per garantir i desenvolupar tecnologies innovadores i altament sostenibles per l’extracció tant de matèries primeres crítiques com d’altres d’elevat interès tecno-econòmic com el B, Sr, Co, Ga, Ge, Rb i Cs. Mitjançant aquesta idea, aquest treball pretén recuperar alguns elements crítics utilitzant resines sintètiques polimèriques de bescanvi iònic (Purolite S940, Purolite S9320, Lewatit TP208 i DIAION CRB05). En aquest treball, s’elaboren tres estudis que es basen en analitzar el comportament de les resines davants dels elements d’interès. Al primer es comparen les columnes d’adsorció de les resines S940, S9320 i TP208 davant l’obtenció i la recuperació del Sr. Els resultats obtinguts d’aquest estudi van permetre determinar la resina S940 com la més adequada deguda a la seva elevada capacitat d’adsorció (213,9 µg/g) i factor de concentració (3,9), en comparació amb les altres. Al segon experiment s’estudia el comportament de la resina CRB05 per mitjà d’un tren de columnes, que consisteix en elaborar un procés continu de dues columnes seguides, amb l’objectiu de recuperar la major quantitat possible de B i Ge. També, s’analitza l’eficàcia de la resina (capacitat d’adsorció i factor de concentració, principalment) repetint el mateix experiment una vegada és regenerada. S’observa que el seu comportament és gairebé el mateix desprès de l’etapa de regeneració. A més, s’ha observat com, un cop la resina es saturada en B, aquesta continua adsorbint Ge. Al tercer experiment, es realitza un experiment en batch (terme anglès per descriure els processos en discontinu) de la resina seleccionada al primer experiment, la S940, per determinar la dependència de l’extracció dels elements envers el pH. Com a resultat, es contempla una major extracció del elements per part de la resina a nivells de pH més bàsics. Finalment, es pot concloure que el tractament de les salmorres amb resines de bescanvi iònic és eficient per a la recuperació d’elements. A més de generar un impacte ambiental positiu, ja que normalment les salmorres són abocades al mar provocant una alteració a l’ecosistema. Hoy en día, la escasez de las materias primas ha dado la necesidad a la Unión Europea de desarrollar otras fuentes de obtención. Por este motivo, el tratamiento de las salmueras de agua marina ha sido de gran importancia debido a la elevada concentración y al alto contenido en elementos que pueden ser aprovechables. El proyecto SEArcularMINE, financiado por Horizon 2020 de la Unión Europea, trabaja para garantizar y desarrollar tecnologías innovadoras y altamente sostenibles por la extracción tanto de materias primas críticas como otras de elevado interés tecno-económico como el B, Sr, Co, Ga, Ge, Rb y Cs. Mediante esta idea, este trabajo pretende recuperar algunos elementos críticos utilizando resinas sintéticas poliméricas de intercambio iónico (Purolite S940, Purolite S9320, Lewatit TP208 y DIAION CRB05). En este trabajo, se elaboran tres estudios que se basan en analizar el comportamiento de las resinas frente a los elementos de interés. En el primero se comparan las columnas de adsorción de las resinas S940, S9320 y TP208 ante la obtención y recuperación del Sr. Los resultados obtenidos de este estudio permitieron determinar la resina S940 como la más adecuada debida a su elevada capacidad de adsorción (213,9 µg/g) y factor de concentración (3,9), en comparación con las demás. En el segundo experimento se estudia el comportamiento de la resina CRB05 por medio de un tren de columnas, que consiste en elaborar un proceso continuo de dos columnas seguidas, con el objetivo de recuperar la mayor cantidad posible de B y Ge. También, se analiza la eficacia de la resina (capacidad de adsorción y factor de concentración, principalmente) repitiendo el mismo experimento una vez regenerada. Se observa que su comportamiento es casi el mismo después de la etapa de regeneración. Además, se ha observado cómo, una vez la resina se saturada en B, ésta sigue adsorbiendo Ge. En el tercer experimento, se realiza un experimento en batch (término inglés para describir los procesos en discontinuo) de la resina seleccionada en el primer experimento, la S940, para determinar la dependencia de la extracción de los elementos hacia el pH. Como resultado, se contempla una mayor extracción de los elementos por parte de la resina a niveles de pH más básicos. Por último, se puede concluir que el tratamiento de las salmueras con resinas de intercambio iónico es eficiente para la recuperación de elementos. Además de generar un impacto ambiental positivo, ya que normalmente las salmueras son vertidas en el mar provocando una alteración en el ecosistema. Today, the scarcity of raw materials has given the European Union the need to develop other sources of supply. For this reason, the treatment of seawater brines has been of great importance, due to the high concentration and high content of elements that can be used. The SEArcularMINE project, funded by Horizon 2020 of the European Union, works to guarantee, and develop innovative and highly sustainable technologies for the extraction of both critical raw materials and others of high techno-economic interest such as B, Sr, Co, Ga, Ge, Rb and Cs. Through this idea, this work aims to recover some critical elements using ion exchange polymer synthetic resins (Purolite S940, Purolite S9320, Lewatit TP208 and DIAION CRB05). In this work, three studies are prepared that are based on analysing the behaviour of the resins in front of the elements of interest. In the first, the adsorption columns of the S940, S9320 and TP208 resins are compared before obtaining and recovering Sr. The results obtained from this study made it possible to determine the S940 resin as the most suitable due to its high adsorption capacity (213.9 µg/g) and concentration factor (3.9), compared to the others. In the second experiment, the behaviour of the CRB05 resin is studied by means of a train of columns, which consists of developing a continuous process of two columns, with the aim of recovering the greatest possible amount of B and Ge. Also, the effectiveness of the resin is analysed (adsorption capacity and concentration factor, mainly) by repeating the same experiment once it has been regenerated. It is observed that its behaviour is almost the same after the regeneration stage. In addition, it has been observed how, once the resin is saturated with B, it continues to adsorb Ge. In the third experiment, a batch experiment (discontinuous processes) is carried out on the resin selected in the first experiment, the S940, to determine the dependence of the extraction of the elements on the pH.As a result, greater extraction of the elements per pair of the resin is contemplated at more basic pH levels. Finally, it can be concluded that the treatment of brines with ion exchange resins is efficient for the recovery of elements. In addition to generating a positive environmental impact, as normally the brines are dumped into the sea causing an alteration to the ecosystem.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: