Usando dióxido de carbono para recuperar minerais mais críticos

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Representantes da ARPA-E, incluindo o Diretor do Programa Douglas Wicks, reuniram-se com estudantes da Universidade de Nevada, Reno.

Nevada Gold Mines O professor Pengbo Chu, do Departamento de Mineração e Engenharia Metalúrgica, recebeu recentemente uma bolsa da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada – Energia (ARPA-E) do Departamento de Energia. A doação fazia parte do programa Mining Innovations for Negative Emissions (MINER), liderado pelo diretor do programa, Douglas Wicks. Os objetivos do programa MINER incluem o uso de dixoide de carbono para diminuir a energia de processamento mineral (cominuição), aumentar o rendimento mineral crítico e reduzir as perdas de rejeitos minerais.

"Os EUA têm muita sorte de ter um minério de terras raras de alto teor", disse Chu.

O projeto incorporará carbonatação mineral para desenvolver novos fluxos de trabalho e metodologia para recuperar mais minerais de terras raras. Minerais críticos são minerais que serão utilizados em diferentes tecnologias de descarbonização.

O processo que Chu está propondo começa com rolos de moagem de alta pressão, que quebram mecanicamente o material de rochas maiores, do tamanho de uma bola de basquete, em rochas do tamanho de uma cereja. Os rolos de moagem de alta pressão já economizam energia de cominuição quando comparados às tecnologias de britagem mais comumente usadas, em até 50%. rochas diferentes. Como os minerais de terras raras tendem a ser mais densos, a rocha rica nesses minerais é classificada de uma maneira em um processo existente, enquanto o material menos denso é classificado de outra maneira. O material menos denso é processado quimicamente por meio de um processo de carbonatação, que usa dióxido de carbono pressurizado para converter minerais de silicato em minerais de carbonato, amolecendo-os.

Depois de passar por um processo de carbonatação, o material amolecido passa por outro processo mecânico, um moinho de bolas. O amolecimento do material significa que o moinho de bolas não requer tanta energia para processar o material. Além disso, é mais fácil controlar o tamanho do produto, o que é importante para a próxima etapa do processamento, flotação de espuma. Uma vez que o material passa pelo moinho de bolas, os elementos de terras raras são expostos e podem ser recuperados por meio de processos de flotação de espuma estabelecidos.

"Existe um ponto ideal para a flotação funcionar", disse Chu, referindo-se ao tamanho do produto. Se as partículas de rocha forem muito grandes ou muito pequenas, a flotação de espuma não funciona tão bem para extrair o material de interesse.

A aplicação de carbonatação mineral para amolecer a rocha apresenta uma nova abordagem para controlar o tamanho da rocha durante a cominuição. Espera-se que a nova abordagem não apenas reduza o consumo atual de energia durante o processamento mineral, mas também torne o processo negativo em carbono. Embora Chu espere que esse processo maximize a produção, ele tentará diferentes fluxos de trabalho que reordenam alguns dos processos para determinar qual método recupera o mais material usando menos energia. O processo também pode ser usado para recuperar material de rejeitos, que podem ter altas concentrações de elementos de terras raras.

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No mês passado, Wicks, diretor do programa ARPA-E, e sua equipe visitaram a Universidade e as empresas com as quais Chu está colaborando nesta pesquisa. Chu espera trabalhar com a APRA-E, parceiros da indústria e o Escritório de Pesquisa e Inovação da Universidade para eventualmente patentear os novos processos e ajudá-los a se difundir na indústria, ajudando a tornar o processo de extração mineral mais ecológico.

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