Utiliser le dioxyde de carbone pour récupérer des minéraux plus critiques

NevadaAujourd'hui

Des représentants de l'ARPA-E, dont le directeur du programme Douglas Wicks, ont rencontré des étudiants de l'Université du Nevada à Reno.

Nevada Gold Mines Le professeur Pengbo Chu du Département de génie minier et métallurgique a récemment reçu une subvention de l'Agence des projets de recherche avancée - Énergie (ARPA-E) du Département de l'énergie. La subvention faisait partie du programme Mining Innovations for Negative Emissions (MINER) dirigé par le directeur du programme Douglas Wicks. Les objectifs du programme MINER comprennent l'utilisation de dioxyde de carbone pour réduire l'énergie de traitement des minéraux (broyage), augmenter le rendement minéral critique et réduire les pertes de résidus minéraux.

"Les États-Unis ont beaucoup de chance d'avoir un minerai de terres rares de très haute qualité", a déclaré Chu.

Le projet intégrera la carbonatation minérale pour développer de nouveaux flux de travail et une nouvelle méthodologie pour récupérer davantage de minéraux de terres rares. Les minéraux critiques sont des minéraux qui seront utilisés dans différentes technologies de décarbonation.

Le processus que Chu propose commence par des rouleaux de broyage à haute pression, qui décomposent mécaniquement le matériau des roches plus grosses, de la taille d'un ballon de basket, aux roches de la taille d'une cerise. Les rouleaux de broyage à haute pression permettent déjà d'économiser jusqu'à 50 % d'énergie de broyage par rapport aux technologies de broyage les plus couramment utilisées. Une fois les roches réduites, les minéraux passeront par le tri par transmission aux rayons X, qui détermine la densité de différents rochers. Étant donné que les minéraux de terres rares ont tendance à être plus denses, la roche riche en ces minéraux est triée d'une manière dans un processus existant, tandis que les matériaux moins denses sont triés d'une autre manière. Le matériau moins dense est traité chimiquement par un processus de carbonatation, qui utilise du dioxyde de carbone sous pression pour convertir les minéraux silicatés en minéraux carbonatés, les ramollissant.

Après avoir subi un processus de carbonatation, le matériau ramolli passe par un autre processus mécanique, un broyeur à boulets. Le ramollissement du matériau signifie que le broyeur à boulets ne nécessite pas autant d'énergie pour traiter le matériau. De plus, il est plus facile de contrôler la taille du produit, ce qui est important pour la prochaine étape du traitement, la flottation par mousse. Une fois que le matériau passe par le broyeur à boulets, les éléments de terres rares sont exposés et peuvent être récupérés par des processus de flottation par mousse établis.

"Il y a un point idéal pour que la flottation fonctionne", a déclaré Chu, faisant référence à la taille du produit. Si les particules de roche sont trop grosses ou trop petites, la flottation par mousse ne fonctionne pas aussi bien pour extraire le matériau d'intérêt.

L'application de carbonatation minérale pour ramollir la roche présente une nouvelle approche pour contrôler la taille de la roche pendant la comminution. La nouvelle approche devrait non seulement réduire la consommation d'énergie actuelle pendant le traitement des minéraux, mais également rendre le processus négatif en carbone. Alors que Chu s'attend à ce que ce processus maximise la production, il essaiera différents flux de travail qui réorganisent certains des processus pour déterminer quelle méthode récupère le le plus de matière tout en consommant le moins d'énergie. Le processus peut également être utilisé pour récupérer des matériaux à partir de résidus de déchets, qui peuvent avoir des concentrations élevées d'éléments de terres rares.

Liens connexes

Le mois dernier, le directeur du programme ARPA-E Wicks et son équipe ont visité l'université et les entreprises avec lesquelles Chu collabore à cette recherche. Chu a hâte de travailler avec l'APRA-E, les partenaires de l'industrie et le Bureau de la recherche et de l'innovation de l'université pour éventuellement breveter les nouveaux procédés et les aider à se généraliser dans l'industrie, contribuant ainsi à verdir le processus d'extraction minérale.

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