二酸化炭素を使用してより重要なミネラルを回収する

ネバダ州今日

プログラムディレクターのダグラス・ウィックスを含むARPA-Eの代表者は、ネバダ大学リノ校で学生たちと会談した。

ネバダ金鉱山鉱業冶金工学科の Pengbo Chu 教授は、最近、エネルギー省内のエネルギー高等研究プロジェクト庁 (ARPA-E) から助成金を受け取りました。この助成金は、プログラムディレクターのダグラスウィックス氏が率いるマイナス排出のためのマイニングイノベーション (MINER) プログラムの一環でした。 MINER プログラムの目標には、二酸化炭素を使用して鉱物処理 (粉砕) エネルギーを削減し、重要な鉱物収量を増加させ、鉱物の尾引き損失を減らすことが含まれます。

「米国は非常に高品位のレアアース鉱石を入手できて非常に幸運だ」とチュー氏は語った。

このプロジェクトでは、鉱物の炭酸化を組み込んで、より多くのレアアース鉱物を回収するための新しいワークフローと方法論を開発します。重要な鉱物は、さまざまな脱炭素技術で使用される鉱物です。

Chu 氏が提案しているプロセスは、高圧粉砕ロールで材料を機械的に砕き、より大きなバスケットボールサイズの石からサクランボサイズの石まで粉砕することから始まります。高圧粉砕ロールは、より一般的に使用されている粉砕技術と比較して、すでに粉砕エネルギーを最大 50% 節約しています。岩石が小さくなった後、鉱物は X 線透過選別を経て、鉱物の密度が決まります。違う岩。レアアース鉱物は密度が高い傾向があるため、これらの鉱物が豊富な岩石は既存のプロセスで 1 つの方法で分別され、密度の低い物質は別の方法で分別されます。密度の低い材料は、加圧二酸化炭素を使用してケイ酸塩鉱物を炭酸塩鉱物に変換し、軟化させる炭酸化プロセスを通じて化学的に処理されます。

炭酸化プロセスを経た後、軟化した材料は別の機械プロセスであるボールミルを経ます。材料が軟化するということは、ボールミルが材料を処理するのにそれほど多くのエネルギーを必要としないことを意味します。さらに、製品のサイズの制御が容易になります。これは、加工の次のステップである泡浮選にとって重要です。材料がボールミルを通過すると、希土類元素が露出し、確立された泡浮選プロセスを通じて回収できます。

「浮力が機能するスイートスポットがある」とチュー氏は製品のサイズについて言及した。岩石の粒子が大きすぎたり小さすぎたりすると、泡浮選は目的の物質を抽出するのに十分に機能しません。

岩石を軟化させるために鉱物炭酸化を適用することは、粉砕中の岩石のサイズを制御するための新しいアプローチを提供します。新しいアプローチは、鉱物加工中の現在のエネルギー消費を削減するだけでなく、プロセスをカーボンネガティブにすることも期待されています。Chu 氏は、このプロセスが生産量を最大化すると期待していますが、どの方法が鉱物を回収するかを決定するために、いくつかのプロセスの順序を変更するさまざまなワークフローを試してみることにしています。最小限のエネルギーで最大限の材料を使用します。このプロセスは、高濃度の希土類元素を含む可能性のある廃棄物尾鉱から材料を回収するためにも使用できます。