Anar al contingut

Mineria de salmorra

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià
Archiu:Lithium mine at Bolivia´s Uyuni Salt Flat, on a caps block 0 caps block 1 yesterday´s image.jpg
Vista satelital d'activitat minera d'extracció de liti en el salar de Uyuni, Bolívia

La mineria de salmorra és l'extracció de materials útils (elements o composts) que es dissolen naturalment en les salmorra. La salmorra pot ser aigua de mar, atres aigües superficials, aigües subterrànees o solucions hipersalinas de vàries indústries (p. eix., indústries textils).[1] Es diferencia de la mineria per solució o la lixiviación in situ que eixos métodos injecten aigua o productes químics per a dissoldre materials que es troben en estat sòlit; en l'extracció de salmorra, els materials ya estan dissolts.

Les salmorra són fonts importants de sal comuna (NaCl), calcio, yodo, liti, magnesi, potassi, bromo i atres materials, i fonts potencialment importants de varis atres. La mineria de salmorra permet la minimisació de residus i la recuperació de recursos.[2]

Història

[editar | editar còdic]
Archiu:Salt Well Kutch Gujarat India 1891.jpg
Extracció de sal des d'un pou de salmorra en Índia, 1891

Al voltant de l'any 500 a. C., els antics chinencs varen excavar centenars de pous de salmorra, alguns dels quals tenien més de 100 metros (330 peus) de profunditat. Es perforaven grans depòsits de salmorra baix de la superfície de la terra per mig de la perforació de pous.[3] S'erigien torres de bambú, d'estil similar a les torres de perforació de petròleu de hui en dia.[4] El bambú s'utilisava per a cordes, revestiment i cabrias, ya que era resistent a la sal.[5] Es penjaven falques de ferro d'una ferramenta de cable de bambú unida a una palanca en una plataforma construïda sobre la torre. Les torres de perforació requerien que dos o tres hòmens pujaren i baixaren de la palanca que movia la falca de ferro clavada en el sol per a cavar un forat lo suficientment profunt en el sol per a colpejar la salmorra.[5][4]

Materials recuperats de salmorra

[editar | editar còdic]

Moltes salmorra contenen més d'un producte recuperat. Per eixemple, la salmorra poc profunda baix del llac Searles, Califòrnia, és o ha segut una font de bórax, potasa, bromo, liti, fosfat, carbonat de sodi i sulfat de sodi.

Archiu:Bo Kluea Salt. caps block 10
Antic método de hervir la salmorra per a extraure sal pura en la província de Nan al nort de Tailàndia.

Sal

[editar | editar còdic]
Font Concentració de sal
Aigua de mar 129.500 mg/L[6]

La sal (clorur de sodi) ha segut un ben valiós des de temps prehistòrics, i la seua extracció de l'aigua de mar també es remonta a la prehistòria. La sal s'extrau de l'aigua de mar en molts països del món, pero la majoria de la sal que es comercialisa actualment s'extrau de depòsits d'evaporita sòlida.

La sal es produïx com un subproducte de l'extracció de potasa de la salmorra del Mar Morta en una planta en Israel i una atra en Jordània. La sal total precipitada en l'evaporament solar en les plantes de la Mar Morta és de decenes de millons de tonellades anuals, pero es comercialisa molt poca sal.

Hui en dia, la sal de les salmorra d'aigües subterrànees és generalment un subproducte del procés d'extracció d'atres substàncies dissoltes de les salmorra i constituïx solament una menuda part de la producció mundial de sal. En els Estats Units, la sal es recupera de la salmorra superficial en el Gran Llac Salat, Utah, i d'una salmorra subterrànea poc profunda en el Llac Searles, Califòrnia.

Sílice coloidal

[editar | editar còdic]

Les salmorra dutes a la superfície per la producció d'energia geotèrmica a sovint contenen concentracions de sílice dissolt d'al voltant de 500 parts per milló. Vàries plantes geotèrmiques han realisat una prova pilot de recuperació de sílice coloidal, incloses les de Wairakei, Nova Zelanda, Mammoth Lakes, Califòrnia i llac Salton, Califòrnia. Fins a la data, la sílice coloidal de salmorra no ha conseguit producció comercial.[7]

Potasa

[editar | editar còdic]
Archiu:Lop Nur, Xinjiang, China (5866909298).jpg
Image satelital de les salmorra de potasa en Lop Nor, China. Les formes rectangulars mostren els colors lluents característics dels estanys d'evaporament solar.
Ubicació Concentració de potassi Font
Oceà 380 mg/L Aigua de mar
Oceà 17.700 mg/L[8] Aigua de mar, salines remanentes despuix de la precipitació de sal
Salar de Olaroz, Argentina 5.730 mg/L[9] Salmorra poc profunda baix el llac sec
Salar de Atacama, Chile 19.400 mg/L[10] Salmorra poc profunda baix el llac sec
Llac salat Dona Chaidam, China 22.500 mg/L[10] Llac salino
Mar Morta, Israel i Jordània 6.200 mg/L Llac salino

La potasa es recupera de la salmorra superficial de la Mar Morta, en plantes en Israel i Jordània. En 2013, la salmorra de la Mar Morta va proporcionar el 9,2% de la producció mundial de potasa.[11] A partir de 1996, es va estimar que la Mar Morta contenia 2,05 millons de tonellades de clorur de potassi, la major reserva de salmorra de potassi aparte de l'oceà.[10]

Liti

[editar | editar còdic]
Archiu:Silver Peak, Nevada, caps block 38 .jpg
Image satelital de Silver Peak, Nevada, a on es va desenrollar a partir de 1967 l'extracció de liti en salmorra. És l'única font de liti operativa en Estats Units a on es produïxen graus especials d'hidròxit de liti.
Ubicació Concentració de liti Font
Oceà 0,17 mg/L Aigua de mar
Valle de Clayton, Nevada 300 mg/L[12] Salmorra poc profunda baix del llac sec
Cornualles, Regne Unit 220 mg/L[13] Aigües geotermales
Conca Paradox, Utah 142 mg/L[14][15] Salmorra en profunditat (pou Cane Creek)
Mina Salar de Olaroz, Argentina 690 mg/L[9] Salmorra poc profunda baix del llac sec
Llac Salton, Califòrnia 170 mg/L Salmorra geotèrmica

L'extracció de liti a través de mineria de salmorra requerix que la salmorra siga bombejada des de baix del fondo del seu depòsit (un salar o llac salat, per eixemple) cap a un pou, i després esperar a que l'aigua s'evapore fins que les concentracions de liti alcancen les 6.000 ppm. Per a produir una tonellada de liti en este método, es requerixen casi 2 millons de litros d'aigua, la qual es pert en l'evaporament, lo que comporta risc de fugues i derrames.[16]


Els productors en el Triàngul del Liti en Sudamérica obté el mineral a través de pous de salmorra. Les operacions més grans es troben en la salmorra poc profunda baix del llit sec del Salar de Atacama en Chile, que a partir de 2015 va produir al voltant d'un terç del suministrament mundial. Les operacions de salmorra són principalment per a potassi; l'extracció de liti com a subproducte va començar en 1997.[17] Es creu que la salmorra poc profunda baix del Salar de Uyuni en Bolívia conté el recurs de liti més gran del món, a sovint estimat en la mitat o més del recurs mundial.

Els depòsits comercials de salmorra de liti poc profundes baix de llits de llac secs tenen les següents característiques en comuna:[18]

  • Clima àrit
  • Conca tancada en un llac sec o estacional
  • Subsidencia impulsada per la tectónica
  • Activitat ígnea o geotèrmica
  • Roca generadora rica en liti
  • Acuífero permeables
  • Temps suficient per a concentrar la salmorra

En 2015, les salmorra del subsol varen produir aproximadament la mitat de la producció mundial de liti. Mentres que l'aigua de mar conté al voltant de 0.17 mg/L, les salmorra del subsol poden contindre fins a 4 mg/L, més de quatre órdens de magnitut major que l'aigua d'mar. Les concentracions comercials típiques de liti estan entre 200 i 1.400 mg/L.

En 2010, Simbol Materials va rebre una subvenció de 3 millons de dólars del Departament d'Energia d'Estats Units per a un proyecte pilot destinat a demostrar la viabilitat financera d'extraure liti d'alta calitat d'una salmorra geotèrmica. Utilisa salmorra d'una planta d'energia geotèrmica de 49,9 megavats de Featherstone en el Valle d'Imperial en Califòrnia. Simbol passa el decorregut extret de la planta a través d'una série de membranes, filtres i materials d'adsorció per a extraure liti.[19]

En 2016, MGX Minerals va desenrollar un procés de disseny patentat (palés provisional de EE. UU. n.° 62/419,011) per a recuperar potencialment liti i atres minerals valiosos de salmorra de jaciments petrolífers altament mineralizadas. La companyia ha adquirit els drets de desenroll d'aproximadament 1,7 millons d'acres de formacions que contenen salmorra en Canadà i Utah. Segons MGX, el Saskatchewan Research Council, un laboratori independent, va verificar la tecnologia d'extracció de petròleu de MGX Minerals en abril de 2017.[20]


L'extracció de liti de pous geotèrmics és un proyecte de cultiu en Europa. Els llocs potencials són Cornualles (Regne Unit),[13] la conca superior del Rin (França-Alemània)[21] i Cesano (Itàlia).[22] Tots estos llocs tenen una concentració de liti de 200 mg/l o superior. L'orige es deu a l'interacció en minerals de mica en el granit i/o en les roques del basamento local.[23][24][25]

Bor

[editar | editar còdic]
Ubicació Concentració de bor Font
Oceà 4,6 mg/L Aigua de mar
Salar de Olaroz, Argentina 1.050 mg/L Salmorra poc profunda baix del llac sec
Conca Paradox, Utah 829 mg/L[15] Salmorra en profunditat (pou Cane Creek)

El bor es recupera de salmorra poc profundes baix del llac Searles, Califòrnia, per Searles Valley Minerals. Encara que el bor és el producte principal, el potassi i atres sals també es recuperen com a subproductes.

La salmorra baix del Salar de Olaroz, Argentina, és una font comercial de bor, liti i potassi.[9]

Al voltant de 1900, es va recuperar bor del vapor geotèrmic en Larderello, en Itàlia.[26]

Yodo

[editar | editar còdic]
Ubicació Concentració de yodo Font
Oceà 0,06 mg/L Aigua de mar
Camp gasífero de Kanto, Japó 160 mg/L Salmorra profunda en conca sedimentaria
Pedra arenisca de Morrow, Oklahoma 300 mg/L Salmorra profunda en conca sedimentaria
Conca Paradox, Utah 596 mg/L[15] Salmorra en profunditat (pou Cane Creek)

Les salmorra són una font important de suministrament de yodo en tot lo món. Els principals jaciments es troben en Japó i Estats Units. El yodo es recupera de les salmorra profundes bombejades a la superfície com a subproducte de la producció de petròleu i gas natural. L'aigua de mar conté al voltant de 0,06 mg/L de yodo, mentres que les salmorra del subsol contenen fins a 1.560 mg/L, més de cinc órdens de magnitut més que l'aigua d'mar. Es creu que la font del yodo és el material orgànic de les lutitas, que també formen la roca mare dels hidrocarburs associats.[27]

Japó

[editar | editar còdic]

En molt, la major font de yodo de salmorra és Japó, a on l'aigua rica en yodo es coproduce en gas natural. L'extracció de yodo va començar en 1934. En 2013, es va informar que sèt empreses extreen yodo.[28] Les salmorra japoneses de yodo es produïxen principalment a partir de sediment marins que varien en edat des del Plioceno fins al Pleistoceno. L'àrea de producció principal és el camp gasífero del sur de Kanto en la costa centre-este d'Honshu. El contingut de yodo de la salmorra pot aplegar a 160Erro en la seqüencia d'órdens: la funció «rep» no existix.ppm.[29]

Conca de Anadarko, Oklahoma

[editar | editar còdic]

Des de 1977, el yodo s'ha extret de la salmorra en la pedra arenisca de Morrow del periodo pensilvánico, en llocs de la conca de Anadarko. del noroest d'Oklahoma. La salmorra es produïx a profunditats de 6.000 a 10.000 peus, i conté al voltant de 300Erro en la seqüencia d'órdens: la funció «rep» no existix.ppm de yodo.[30]

Bromo

[editar | editar còdic]
Ubicació Concentració de bromo Font
Oceà 0,065 mg/L Aigua de mar
Oceà 2.970 mg/L[8] Aigua de mar, salines remanentes despuix de la precipitació de sal
Formació Smackover, Arkansas, EE. UU. 5.000 a 6.000 mg/L Salmorra profunda en conca sedimentaria
Mar Morta, Israel i Jordània 10.000 mg/L Llac salino
Conca Paradox, Utah 12.894 mg/L[15] Salmorra en profunditat (pou de Cane Creek)

Tota la producció mundial de bromo s'extrau via salmorra. La majoria es recupera de la salmorra de la Mar Morta en plantes d'Israel i Jordània, a on el bromo és un subproducte de la recuperació de potasa. Les plantes en els Estats Units, China, Turkmenistan i Ucrània recuperen el bromo de les salmorra del subsol. En Índia i Japó, el bromo es recupera com a subproducte de la producció de sal marina.

Magnesi i composts de magnesi

[editar | editar còdic]
Ubicació Concentració de magnesi Font
Oceà 1.350 mg/L Aigua de mar
Oceà 56.100 mg/L[8] Aigua de mar, amarc restant despuix de la precipitació de sal
Mar Morta, Israel i Jordània 35.200 mg/L Llac salino
Conca Paradox, Utah 42.995 mg/L[15] Salmorra en profunditat (pou Cane Creek)

La primera producció comercial de magnesi a partir d'aigua de mar es va registrar en 1923, quan algunes plantes solars de sal al voltant de la Baïa de Sant Francisco, Califòrnia, varen extraure magnesi de les salines que quedaven despuix de la precipitació de sal.

La Dow Chemical Company va començar a produir magnesi a chicoteta escala en 1916, a partir de salmorra subterrànea profunda en la conca de Míchigan. En 1933, Dow va començar a utilisar un procés d'intercanvi iònic per a concentrar el magnesi en la seua salmorra. En 1941, impulsada per la necessitat de magnesi per als avions durant la Segona Guerra Mundial, Dow va obrir una gran planta en Freeport, Texas, per a extraure magnesi de l'mar. En Estats Units, es varen construir atres plantes per a extraure magnesi de la salmorra, inclosa una prop de la planta de Freeport en Velasco. Al final de la Segona Guerra Mundial, tots varen tancar llevat la planta de Freeport, Texas, encara que la planta de Velasco es va reactivar durant la guerra de Corea.[31] La planta de magnesi de Freeport va funcionar fins a 1998, quan Dow va anunciar que no reconstruiria l'unitat despuix dels danys causats per un huracà.[32]

Dead Siga Works en Israel produïx magnesi com a subproducte de l'extracció de potasa.

Zinc

[editar | editar còdic]
Ubicació Concentració de zinc Font
Oceà 0,01 mg/L Aigua de mar
Llac Salton, Califòrnia 270 mg/L[33] Salmorra geotèrmica

A partir de 2002, CalEnergy va extraure zinc de les salmorra en les seues plantes d'energia geotèrmica en el llac Salton, en Califòrnia. A plena producció, l'empresa esperava produir 30.000 tonellades mètriques de zinc en una purea del 99,99 % a l'any, lo que generaria uns guanys equivalents a les que obtenia l'empresa en l'energia geotèrmica. Pero l'unitat de recuperació de zinc no va funcionar com s'esperava i la recuperació de zinc es va detindre en 2004.[7][34]

Tungsteno

[editar | editar còdic]
Ubicació concentració de tungsteno Font
Oceà 0.0001 mg/L Aigua de mar
Llac Searles, Califòrnia 56 mg/L Salmorra poc profunda baix del llac sec

Algunes salmorra propenques a la superfície en l'oest dels Estats Units contenen concentracions anómalamente altes de tungsteno dissolt. En cas que la recuperació resulte econòmica, algunes salmorra podrien ser fonts importants de tungsteno. Per eixemple, les salmorra baix del llac Searles, Califòrnia, contenen al voltant de 8,5 millons de tonellades curtes de tungsteno (WO3). Encara que el 90% del tungsteno dissolt és tècnicament recuperable per mig de resines d'intercanvi iònic, la recuperació no és econòmica.[35][36]

Urani

[editar | editar còdic]
Font Concentració d'urani
Aigua de mar 0,003 mg/L[37]

En 2012, una investigació per al Departament d'Energia d'Estats Units, basada en investigacions japoneses de la década de 1990, va provar un método per a extraure urani de l'aigua de mar que, segons varen concloure, podria extraure urani a un cost de US$ 660/kg. Si ben açò encara era cinc voltes el cost de l'urani del mineral, la cantitat d'urani dissolt en l'aigua de mar seria suficient per a proporcionar combustible nuclear durant mils d'anys a les taxes actuals de consum.[38]

Or

[editar | editar còdic]
Font Concentració d'or
Aigua de mar 0,000004 mg/L[37]

Els intents d'extraure or de l'aigua de mar eren comunes a principis de el XX. Vàries persones varen afirmar poder recuperar econòmicament l'or de l'aigua de mar, pero tots estaven equivocats o varen actuar en un engany intencional. Prescott Jernegan va realisar una estafa d'or a partir d'aigua de mar en els Estats Units en la década de 1890. Un estafador britànic va realisar la mateixa estafa en Anglaterra a principis de el XX.[39]


Fritz Haver (l'inventor alemà del procés Haver) va investigar sobre l'extracció d'or de l'aigua de mar en un esforç per ajudar a pagar les reparacions d'Alemània despuix de la Primera Guerra Mundial.[40] Basat en valors publicats de 2 a 64Erro en la seqüencia d'órdens: la funció «rep» no existix.ppb d'or en aigua de mar, semblava possible una extracció comercialment exitosa. Despuix de l'anàlisis de 4.000 mostres d'aigua en un promig de 0,004Erro en la seqüencia d'órdens: la funció «rep» no existix.ppb, a Haver li va quedar clar que l'extracció no seria possible i va detindre el proyecte.[41]


Referències

[editar | editar còdic]
  1. ↑ Marine Pollution Bulletin.161(Pt B)
    111773.ISSN 0025-326X.doi:10.1016/j.marpolbul.2020.111773.
  2. ↑ Journal of Environmental Chemical Engineering.8(5)
    104418.ISSN 2213-3437.doi:10.1016/j.jece.2020.104418.
  3. ↑ Tom (1989), 103.
  4. ↑ 4,0 4,1 Krebs, Robert E.; Krebs, {{{nom2}}} (2003). Groundbreaking Scientific Experiments, Inventions, and Discoveries of the Ancient World, Greenwood, pp. 255–256. ISBN 978-0313313424.
  5. ↑ 5,0 5,1 Warren, John K. (2016). Evaporites: A Geological Compendium, Springer, p. 1034.
  6. ↑ F. F. Wright, "Minerals of the ocean," in Frank E. Firth (ed.), The Encyclopedia of Marine Resources (New York: Van Nostrand, 1969) 406-407.
  7. ↑ 7,0 7,1 W. L. Bourcier, M. Lin, and G. Nix, Recovery of Minerals and Metals from Geothermal Fluids, Lawrence Livermore National Laboratory, 8 September 2005
  8. ↑ 8,0 8,1 8,2 P. Evan Dresel and Athur W. Rose, Chemistry and Origin of Oil and Gas Well Brines in Western Pennsylvania, Pennsylvania Geological Survey, Open-File Report OFOG 10=01.0, 2010.
  9. ↑ 9,0 9,1 9,2 Projects Olaroz
  10. ↑ 10,0 10,1 10,2 Greta J. Orris, Deposit model for closed-basin potash-bearing brines, US Geological Survey, Open-File Report 2011-1283, 2011.
  11. ↑ Stephen M. Jasinski, "Potash," US Geological Survey, 2013 Minerals Yearbook, August 2015.
  12. ↑ J. R. Davis and J. D. Vaig vindre, "Stratigraphic and tectonic setting of the lithium brine field, Clayton Valley, Nevada," in Basin and Range Symposium, Rocky Mountain Association of Geologists, Utah Geological Association, 1979.
  13. ↑ 13,0 13,1 «Cornish Lithium Releases Globally Significant Lithium Grades». Cornish Lithium. Consultat el 2021-07-17.
  14. ↑ «Anson Resources experiences improved exploration success close to Long Canyon area». Consultat el 2019-06-07.
  15. ↑ 15,0 15,1 15,2 15,3 15,4 «142 ppm Li Assay Result from Artesian Flow Horizon». Consultat el 2019-06-07.
  16. ↑ «seu-extraccion-de-la-de-chile-bolivia-i-argentina/ Cóm Austràlia es va convertir en la major font de liti del món (i en qué es diferencia la seua extracció de la de Chile, Bolívia i Argentina)». El Mostrador. Consultat el 2022-11-18.
  17. ↑ US Geological Survey, Lithium, Mineral Commodity Summary, 2016.
  18. ↑ Dwight Bradley, Dwight et al. (2013). "A preliminary deposit model for lithium brines," US Geological Survey, Open-File Report 2013-1006.
  19. ↑ «[1]», Civil Beat. Consultat el 2016-03-13.
  20. ↑ Rockstone Research (https://www.rockstone-research.com/images/PDF/MGX20en.pdf [2] archivat en Wayback Machine.
  21. ↑ «Lithium de France: geothermal brines for lithium extraction» (en en-gb). Innovation News Network. Consultat el 2022-07-11.
  22. ↑ GeoEnergy. «Vulcan and Enel to jointly develop Cesano geothermal lithium project in Italy» (en en-us). Consultat el 2022-07-11.
  23. ↑ Geothermics.98
    102286.ISSN 0375-6505.doi:10.1016/j.geothermics.2021.102286.
  24. ↑ Geothermics.101
    102385.ISSN 0375-6505.doi:10.1016/j.geothermics.2022.102385.
  25. ↑ Geothermics.105ISSN 0375-6505.doi:10.1016/j.geothermics.2022.102518.
  26. ↑ R. Gordon Bloomquist, "Economic benefits of mineral extraction from geothermal brines," 2006, Washington State University Extension Energy Program.
  27. ↑ Jean E. Moren, "Origin of iodine in the Anadarko Basin, Oklahoma: an 129I study" AAPG Bulletin, May 1996, v.80 n.5 p.685-694.
  28. ↑ Iodine, US Geological Survey, Minerals Yearbook 2013
  29. ↑ Iodine[enllaç trencat]
  30. ↑ S.Erro en la seqüencia d'órdens: la funció «rep» no existix.T. Krukowski, "Iodine," Mining Engineering, June 2011, p.74.
  31. ↑ William H. Gross, "magnesium from the siga," in: Frank E. Firth (ed.) The Encyclopedia of Marine Resources (New York: Von Nostrand, 1969) 368-372.
  32. ↑ Marvin Lieberman, Magnesium, industry in transition [3] archivat en Wayback Machine., 2001.
  33. ↑ Erro en la seqüencia d'órdens: no existix el mòdul «Citas».
  34. ↑ R. Gordon Bloomquist, ECONOMIC BENEFITS OF MINERAL EXTRACTION FROM GEOTHERMAL BRINES, Washington State University Extension Energy Program, 2006.
  35. ↑ S. Warren Hobbs and James E. Elliottt, "Tungsten," in Donald A. Brobst and Walden P. Pratt (eds.) United States Mineral Resources, US Geological Survey Professional Paper 820, 1973.
  36. ↑ P. B. Altringer and others, "Tungsten recovery from Searles Lake brines," US Bureau of Mines, Report of Investigation 8315, 1978.
  37. ↑ 37,0 37,1 F. F. Wright, "Minerals of the ocean," in Frank E. Firth (ed.), The Encyclopedia of Marine Resources (New York: Van Nostrand, 1969) 406-407.
  38. ↑ “Record haul of uranium harvested from seawater,” New Scientist, 22 Aug. 2012.
  39. ↑ Plazak, Donen A Hole in the Ground with a Embolicar at the Top (Salt Lake: Univ. of Utah Press, 2006) ISBN 0-87480-840-5 (contains a chapter on gold-from seawater swindles)
  40. ↑ Zeitschrift für Angewandte Chemie.40(11)
    303–314.doi:10.1002/ange.19270401103.
  41. ↑ Journal of Geochemical Exploration.30(1–3)
    85–94.doi:10.1016/0375-6742(88)90051-9.
Obtingut de «https://www.lenciclopedia.org/w/index.php?title=Mineria_de_salmorra&oldid=720240»