kiến thức Phát triển lò phản ứng khai thác khoáng sản từ nước biển

Phát triển lò phản ứng khai thác khoáng sản từ nước biển

Các nhà nghiên cứu Mỹ đang phát triển công nghệ khai thác magie, lithium và nhiều khoáng chất khác từ nước biển để đáp ứng nhu cầu trong nước.

Theo Interesting Engineering, nhóm nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương (PNNL) nhận thấy các đại dương trên thế giới chứa một trong những nguồn dự trữ khoáng sản thiết yếu lớn nhất chưa khai thác, bao gồm magie, lithium, mangan, cobalt và nhiều nguyên tố đất hiếm cần thiết cho sản xuất điện tử và năng lượng sạch. Jessica Cross, nhà hải dương học hóa học tại PNNL, cho biết chỉ 0,1% nước biển đã chứa lượng khoáng sản quan trọng đủ để đáp ứng nhu cầu của nhân loại trong 50.000 năm tới hoặc hơn.

Với hỗ trợ từ Văn phòng Thủy điện và Thủy động của Bộ Năng lượng Mỹ, các nhà nghiên cứu đang tìm cách chiết tách khoáng sản từ nước biển, khắc phục trở ngại lớn nhất là nồng độ cực kỳ thấp buộc kỹ sư phải xử lý khối lượng nước khổng lồ để thu thập tài nguyên. Ví dụ, một bể bơi kích thước Olympic với khoảng 2,3 triệu lít nước biển chứa khoảng 2.980 kg magie nhưng chỉ có 0,42 kg lithium và 0,00095 kg nickel.

Theo nhà hóa học Chinmayee Subban, trưởng nhóm nghiên cứu, lợi thế lớn nhất của nước biển là thành phần hóa học khá đồng nhất trên toàn thế giới, cho phép nhà nghiên cứu phát triển công nghệ khai thác cho một địa điểm và mở rộng quy mô để triển khai ở nhiều nơi khác.


Nhóm nghiên cứu ở PNNL phát triển một lò phản ứng dòng chảy đồng hướng dẫn nước biển tiếp xúc với natri hydroxit. Magie hydroxit độ tinh khiết cao hình thành ở nơi hai chất lỏng gặp nhau và có thể thu thập. Đây là vật liệu phổ biến trong các ngành công nghiệp của Mỹ và đang được nhập khẩu với số lượng lớn.

Hệ thống dạng module này có thể lắp đặt cùng với các nhà máy khử mặn có sẵn. Kết quả phân tích cơ sở hạ tầng cho thấy khi kết hợp với cơ sở khử mặn Carlsbad ở California, công nghệ trên có thể sản xuất 524.000 kg magie hydroxit mỗi ngày, nhiều hơn ba lần so với lượng sử dụng hàng ngày hiện nay của Mỹ.

Sau khi chiết tách magie, nước muối cô đặc có thể trải qua quá trình điện phân màng lưỡng cực (BPMED), tạo ra hợp chất axit và bazơ cần thiết cho mọi quy trình khai khoáng. Theo EIN Presswire, trong hoạt động khai khoáng, những nguyên tố thiết yếu như đồng, kẽm hoặc nickel thường nằm sâu bên trong đá. Quy trình khai thác sử dụng axit sulfuric hoặc axit clohydric để hòa tan kim loại, giúp việc chiết tách trở nên dễ dàng hơn. Ví dụ, có thể chiết tách nickel từ đá olivine bằng cách sử dụng axit thải ra khi điện phân nước biển. Nhóm nghiên cứu phát hiện axit tạo ra từ BPMED hoạt động tốt hơn axit clohydric có sẵn trên thị trường trong việc hòa tan nickel từ đá olivine.

Mặc dù công nghệ mới vẫn đối mặt với những thách thức về kỹ thuật và chi phí, các nhà nghiên cứu hy vọng phương pháp của họ có thể tạo ra một nguồn cung cấp khoáng sản nội địa bền vững hơn trong tương lai.

---

Nguồn: VnExpress Số hóa
Chuyên mục: Kiến thức