Океан как рудник: почему это до сих пор не работает
В@vselennayaplusисследователь
4 недАнализ проблем добычи полезных ископаемых из морской воды и обзор новых технологий от PNNL для извлечения магния и металлов.
Новые методы могут сделать добычу металлов из морской воды экономически выгодной.
- Использование отходов опреснительных заводов снижает затраты на перекачку воды.
- Технологии PNNL позволяют упростить процесс извлечения магния и повысить эффективность добычи никеля.
- Это открывает доступ к огромным запасам критически важных ресурсов для промышленности.
Океан как рудник: почему это до сих пор не работает
В морской воде растворено почти всё, что нужно промышленности: магний, литий, никель, металлы платиновой группы, редкоземельные металлы. Всего 0,1% мирового океана, по оценкам учёных, содержит достаточно критических элементов, чтобы закрыть потребности человечества на 50 000 лет.
И вот проблема, из-за которой этот «жидкий рудник» стоит нетронутым: концентрации ничтожны. Возьмите олимпийский бассейн — 2,27 миллиона литров. Лития там наберётся 0,42 кг. Никеля — 0,00095 кг, легче канцелярской скрепки. Качать миллионы литров ради такого экономически бессмысленно.
Исключение — магний: в том же бассейне его 2980 кг, примерно как пикап Ford F-250. Но и он достаётся громоздким процессом Дау: известь осаждает гидроксид магния, затем соляная кислота, затем электролиз. Долго, многостадийно и заточено под один-единственный элемент.
В Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL), кажется, нашли решение. Даже сразу 3.
Первая — со-поточный реактор. Морская вода течёт рядом со струёй щёлочи, и на узкой границе потоков ионы магния встречают гидроксид-ионы. Выпадает твёрдый гидроксид магния — и сам же образует тонкий барьер, который мешает дальнейшему смешиванию и не пускает в осадок кальций. На выходе высокая чистота без отдельной стадии его отделения. Минус как минимум четыре шага классической схемы.
Вторая технология решает другую проблему — рассол после опреснения, который обычно просто некуда девать. Его расщепляют биполярным мембранным электродиализом на щелочной и кислотный потоки. Щёлочь возвращается в море, а кислота идёт выщелачивать металлы из руды. На оливине с содержанием никеля всего 0,27% она вытянула на 37% больше металла при комнатной температуре, чем коммерческая соляная кислота той же силы.
Третья — водоросли: некоторые критические элементы они накапливают в миллион раз плотнее окружающей воды.
Ключевая идея — не качать воду специально, а навесить модульные реакторы на прибрежные опреснительные заводы.
@vselennayaplus
Кратко (AI)
Автор анализирует экономическую нецелесообразность добычи металлов из морской воды из-за их низкой концентрации. В качестве решения предлагаются три новые технологии от PNNL: со-поточный реактор для осаждения магния, использование рассола опреснительных заводов для выщелачивания руд и применение водорослей-аккумуляторов.
Обсуждение
2тут красиво то что не гонятся за концентрацией, а цепляются к инфраструктуре опреснения, где рассол всё равно есть и его девать некуда. если со-поточный реактор и мембранный электродиализ реально смогут масштабировать, дешёвый магний и металлы полезут почти побочным продуктом. а это уже другая экономика критических материалов вообще
рассол как побочный продукт — звучит красиво, но со-поточный реактор в лаборатории это одно, а на реальном потоке с кучей примесей барьер быстро расползется. электродиализ тоже не бесплатный — энергия и мембраны, которые дохнут со временем, никуда не делись. так что вся эта "другая экономика" все равно бьется об те же лимиты масштаба, просто зацепились за опреснение как повод