Twee benaderingen die gebruik maken van bestaande goedkope en energiezuinige technologieën om carbonatatie te versnellen, hebben aangetoond dat er gedurende een zeer korte periode een aanzienlijke hoeveelheid koolstof wordt opgevangen en dat er carbonaatmineralen worden gevormd.

Een paper gepubliceerd door een grote internationale samenwerking onder leiding van Monash University in Economische geologie beschrijft laboratoriumexperimenten om twee benaderingen te evalueren met behulp van bestaande goedkope en energiezuinige technologieën om opgeslagen afval van mijnbouwactiviteiten te hergebruiken en koolstofdioxide op te vangen in de vorm van waardevolle carbonaatmineralen.

Hoewel passieve carbonatatie van mijnafval van nature voorkomt, het equivalent van ongeveer 30 jaar passieve carbonatatie werd binnen vier weken bereikt in een van hun experimenten.

"Als je koolstofafvang kunt integreren met terugwinning van voorheen ontoegankelijke mineralen, zeg maar van nikkel en kobalt, je zou sommige mijnen van lagere kwaliteit levensvatbaarder kunnen maken, " zei hoofdauteur Dr. Jessica Hamilton.

Volgens een recent rapport in Wetenschap , tegenwoordig wordt jaarlijks zo'n 419 miljoen ton ultramafisch en mafisch afval (rijk aan magnesium en calcium) geproduceerd, met het potentieel om, indien volledig koolzuurhoudend, 175 miljoen ton atmosferisch CO op te sluiten ₂ per jaar.

In de studie, Hamilton en haar medewerkers gebruikten laboratoriumexperimenten om twee geochemische behandelingen uit te proberen om de carbonatatie van ultramafische mijnafval bij omgevingstemperaturen en -drukken te versnellen.

Het eerste experiment omvatte een directe reactie van gedeeltelijk verzadigde residuen van een verlaten chrysotiel (asbest) mijn in NSW met een gesimuleerd mijnbouwrookgas, met 10 procent CO ₂ in distikstof.

Deze versnelde CO ₂ sekwestratie vindt plaats door zich te richten op een zeer reactief mineraal, bruciet (Mg(OH)2), in de staarten.

Onderzoekers merkten enkele beperkingen op met betrekking tot carbonisatie met bruciet die verband houden met het watergehalte en de vochtigheid.

Bij het tweede experiment de onderzoekers simuleerden een uitlogingsbehandeling met behulp van laboratoriumkolommen.

"Als we het mineraalafval uit mijnen irrigeren met zuur, de mineralen lossen op om een ​​oplossing te produceren die rijk is aan magnesium en calcium, die, beurtelings, reageren met CO ₂ en vormen vaste carbonaatmineralen, ' zei Hamilton.

Het onderzoek omvatte röntgenfluorescentiemicroscopie (XFM) bij het Australische Synchrotron, uitgevoerd door Hamilton en XFM Principal Scientist Dr. David Paterson, die visueel microscopisch bewijs leverde van de verdeling van sporenmetalen en andere belangrijke veranderingen in de microstructuur na uitloging met verdund zwavelzuur.

XFM onthulde geïmmobiliseerd ijzer, chroom, kobalt, nikkel en mangaan op verschillende diepten in de kolom met de grootste concentratie in het gebied waar de pH van de zure uitloogoplossing werd geneutraliseerd.

"De echte kracht van XFM was dat het ons in staat stelde om de verdeling van elementen op een heel fijne schaal te bekijken en naar de coatings op korrels, en de gelokaliseerde geochemische omgevingen waar metalen neersloegen, ' zei Hamilton.

De hoop uitloging produceerde een vloeistof met een hoog magnesiumgehalte die in staat is een hoeveelheid koolstofdioxide op te slaan die 200 keer groter is dan de passieve carbonatatie die plaatsvond in de vervallen mijn.

"De keuze van de aanpak hangt af van de middelen die beschikbaar zijn in de mijn en de lokale mineralogie, ' zei Hamilton.

"Als er afvalzuur beschikbaar is en je hebt niet veel actieve bruciet, dan is heap uitloging een goede optie. Als er een CO . is ₂ bron, en je hebt bruciet, dan zou je kunnen gaan voor directe reactie met dat gas. Maar de twee kunnen ook samen worden gebruikt, heap uitloging kan bijvoorbeeld worden gevolgd door reactie van de magnesiumrijke vloeistoffen met een CO ₂ bron, ' zei Hamilton.

Een bijkomend voordeel is dat voor mijnen of minerale verwerking waarbij zuur als bijproduct ontstaat, dit zuur kan worden gebruikt en geneutraliseerd.

De aanpak is geschikt voor afval van platina, chromiet, diamant, en wat nikkel, koper, en historische chrysotielmijnen.

Er loopt nu een testprogramma om de technologie voor koolstofmineralisatie in diamantmijnen in Afrika en Canada op te schalen.

Er wordt gewerkt aan prof. Siobhan 'Sasha' Wilson aan de Universiteit van Alberta, Prof Gordon Southam aan de Universiteit van Queensland en Prof Gregory Dipple aan de Universiteit van British Columbia; ze zijn allemaal co-auteurs op het papier.

Hoewel Hamilton nu werkt als instrumentwetenschapper bij het Australische Synchrotron, ze blijft actief betrokken bij het onderzoek.

Hun werk over het gebruik van industrieel afval om koolstofdioxide in steen te veranderen, werd onlangs vermeld in een artikel The Carbon Vault, in de wetenschap.

Een onderzoek naar vergelijkbare methoden voor ijzerrijk kopermijnafval, onder leiding van Prof Southam en met inbegrip van Hamilton en Paterson, werd onlangs gepubliceerd in de Journal of Geochemical Exploration .