Duas abordagens usando tecnologias existentes de baixo custo e baixo consumo de energia para acelerar a carbonatação demonstraram uma captura significativa de carbono em um período muito curto e a formação de minerais carbonáticos.
Um artigo publicado por uma grande colaboração internacional liderada pela Monash University em Geologia Econômica descreve experimentos de laboratório para avaliar duas abordagens usando tecnologias existentes de baixo custo e baixa energia para reutilizar resíduos armazenados de operações de mineração e capturar dióxido de carbono na forma de valiosos minerais carbonáticos.
Embora a carbonatação passiva dos rejeitos da mina ocorra naturalmente, o equivalente a aproximadamente 30 anos de carbonatação passiva foi alcançado em quatro semanas em um de seus experimentos.
“Se você puder integrar a captura de carbono com a recuperação de minerais anteriormente inacessíveis, digamos de níquel e cobalto, você poderia tornar algumas minas de menor grau mais viáveis, "disse a autora principal, Dra. Jessica Hamilton.
De acordo com um relatório recente em Ciência , hoje, cerca de 419 milhões de toneladas de resíduos ultramáficos e máficos (ricos em magnésio e cálcio) são produzidos anualmente com o potencial se totalmente carbonatados para bloquear 175 milhões de toneladas de CO atmosférico 2 por ano.
No estudo, Hamilton e seus associados usaram experimentos de laboratório para testar dois tratamentos geoquímicos para acelerar a carbonatação de rejeitos de minas ultramáficas em temperaturas e pressões ambientes.
O primeiro experimento envolveu uma reação direta de rejeitos parcialmente saturados de uma mina de crisotila (amianto) abandonada em NSW com um gás de combustão de mineração simulado, contendo 10 por cento de CO 2 em dinitrogênio.
Este CO acelerado 2 o sequestro ocorre visando um mineral altamente reativo, brucite (Mg (OH) 2), nos rejeitos.
Os investigadores notaram algumas limitações na carbonização com brucite que estão associadas ao conteúdo de água e à umidade.
No segundo experimento, os pesquisadores simularam um tratamento de lixiviação em pilha usando colunas de laboratório.
“Se irrigarmos os resíduos minerais das minas com ácido, os minerais se dissolvem para produzir uma solução rica em magnésio e cálcio, que, por sua vez, reagir com CO 2 e formar minerais sólidos de carbonato, "disse Hamilton.
A investigação envolveu microscopia de fluorescência de raios-X (XFM) no Síncrotron australiano, realizado por Hamilton e o cientista principal da XFM, Dr. David Paterson, que forneceu evidências microscópicas visuais da distribuição de vestígios de metais e outras alterações importantes na microestrutura após a lixiviação com ácido sulfúrico diluído.
XFM revelou ferro imobilizado, cromo, cobalto, níquel e manganês em diferentes profundidades na coluna com maior concentração na região onde o pH da solução de lixiviação ácida foi neutralizado.
"O verdadeiro poder do XFM era permitir-nos olhar para a distribuição dos elementos em uma escala realmente fina e olhar para os revestimentos nos grãos, e os ambientes geoquímicos localizados onde os metais estavam precipitando, "disse Hamilton.
A lixiviação em pilha produziu um líquido com alto teor de magnésio capaz de sequestrar uma quantidade de dióxido de carbono 200 vezes maior do que a carbonatação passiva ocorrida na mina abandonada.
“A escolha da abordagem depende dos recursos disponíveis na mina e da mineralogia local, "disse Hamilton.
"Se houver resíduos de ácido disponíveis e você não tiver muita brucita ativa, então a lixiviação em pilha é uma ótima opção. Se houver um CO 2 fonte, e voce tem brucite, então você pode ir para uma reação direta com aquele gás. Mas os dois também podem ser usados juntos, por exemplo, a lixiviação em pilha pode ser seguida pela reação dos fluidos ricos em magnésio com um CO 2 fonte, "disse Hamilton.
Um benefício adicional é para minas ou processamento mineral que produz ácido como subproduto, este ácido pode ser usado e neutralizado.
A abordagem é adequada para resíduos de platina, cromita, diamante, e um pouco de níquel, cobre, e minas históricas de crisotila.
Um programa de testes está em andamento para expandir a tecnologia de mineralização de carbono em minas de diamantes na África e no Canadá.
O trabalho está em andamento pelo Prof Siobhan 'Sasha' Wilson na Universidade de Alberta, Prof Gordon Southam da University of Queensland e Prof Gregory Dipple da University of British Columbia; todos são co-autores do artigo.
Embora Hamilton agora esteja trabalhando como cientista de instrumentos no Síncrotron australiano, ela continua ativamente envolvida na pesquisa.
Seu trabalho sobre o uso de resíduos industriais para transformar dióxido de carbono em pedra foi recentemente apresentado em um artigo The Carbon Vault, em ciência.
Um estudo que explora métodos semelhantes em resíduos de minas de cobre ricos em ferro, liderado pelo Prof Southam e incluindo Hamilton e Paterson, foi publicado recentemente no Journal of Geochemical Exploration .
