Mobilitás   rovat támogatója az Audi

Membránbányászat: a csúcstechnológiához használt fémek fenntartható kitermelése (X)

NRGreport | 2022.09.05. 06:00
Támogatott tartalom

Az Audi Környezetvédelmi Alapítvány a Freibergi Bányászati és Technológiai Egyetemmel közösen kutatja a nyersanyagok kitermelésének új módszereit. Ezek a fémek és az úgynevezett ritkaföldfémek nélkülözhetetlenek az olyan modern technológiákhoz, mint az üvegszáloptika, a fotovoltaika és a félvezetők. A nyersanyagokat környezetbarát és fenntartható módon, a föld alatt, úgynevezett membrántechnológiával bányásszák.

A kimerülő erőforrások közül a fém nyersanyagokra számos korszerű technológiához, többek között az elektromobilitáshoz is szükség van. A csúcstechnológiához használt fémek, az indium és a germánium, a kobalt, a lítium és a ritkaföldfémek is szerepelnek az EU kritikus fontosságú nyersanyagok 2020. évi listáján. A gazdaságilag magas ellátási kockázatú, kritikus fontosságú nyersanyagok listájának célja, hogy segítse a kereskedelmi megállapodásokkal kapcsolatos tárgyalásokat, valamint ösztönözze a kutatást, az innovációt és a fenntartható beszerzést.

Számos elsődleges nyersanyag világszerte csak néhány országban fordul elő. Földrajzi eloszlásuk egyenlőtlen, és nehezen hozzáférhetők. Egyes esetekben csak annyira kis mennyiségben jelentkeznek, hogy a kitermelésük nem kifizetődő. Ezenkívül a bányászati tevékenység drasztikus hatással van a környezetre. Ez elegendő ok arra, hogy az Audi Környezetvédelmi Alapítvány a Freibergi Bányászati és Technológiai Egyetem Termikus, Környezeti és Erőforrás Folyamatmérnöki Intézetével közösen alternatív kitermelési módszereket dolgozzon ki a nyersanyagok biztosítására. A kétéves kutatási projekt azzal a kérdéssel foglalkozott, hogyan lehet fenntarthatóbbá tenni a bányászatot. Ennek érdekében a kutatók mind a laboratóriumban, mind a föld alatt, valós működési környezetben, egy kutatóbányában ültették át az elméletet a gyakorlatba.

A csúcstechnológiához használt elemek fenntartható kitermelésére szolgáló módszerek kombinációja

A célkitűzés a csúcstechnológiához használt elemek ércekből történő kinyerése a természetes környezet nagymértékű fúrásokkal és robbantásokkal való pusztítása nélkül. A hagyományos ércbányászattal ellentétben itt a modern sebészeti gyakorlathoz hasonló mikroinvazív módszereket alkalmaznak. Ennek számos előnye van: nincs szükség nehézgépekre, sokkal kevesebb a felhasznált energia és vegyszer, és a tájrendezést sem károsítja.

Az eljárás környezetbarát és innovatív, mivel a komoly bányászati tevékenységek jelentős része elkerülhető, és egyszerre kis mennyiségű érc is kitermelhető” – hangsúlyozza Rüdiger Recknagel, az Audi Környezetvédelmi Alapítvány igazgatója. Recknagel szerint ez erősíti az importfüggetlenséget, ezáltal növelve az ellátási biztonságot.

Az in situ biológiai kioldás néven ismert eljárást laboratóriumban fejlesztették ki és optimalizálták, majd végül a Freibergi Bányászati és Technológiai Egyetem kutatóbányájában tesztelték valós körülmények között. Működése során a kutatók kis lyukakat fúrnak az ércérbe a föld alatt. A kioldással az értékes elemeket a bányában már jelen lévő mikroorganizmusok segítségével oldják ki az ércből. „A baktériumok kis bányászok, akik segítenek a fémionokat az oldatba juttatni” – magyarázza Roland Haseneder, a Termikus, Környezeti és Erőforrás Folyamatmérnöki Intézet munkatársa. A folyamat során az ásványi összetevők egy része feloldódik. A szakértők ezt a lépést egy közvetlen kétlépcsős membránkezeléssel kombinálják.

A helyben végzett munka azt jelenti, hogy nem merülnek fel szállítási vagy logisztikai költségek” – mondja Haseneder.

Emellett a berendezés leválasztja a mikroorganizmusokat, és a körforgásos gazdaság szellemében visszavezeti őket a kioldási folyamatba. Az eljárás célja az indium és a germánium többkomponensű keverékből való kiválasztása és dúsítása. Ez a két stratégiai fontosságú fém számos csúcstechnológiájú termékhez szükséges, például síkképernyőkhöz, érintőképernyőkhöz, navigációs rendszerekhez, száloptikás technológiához, számítógépes chipekhez, fotovoltaikus rendszerekhez és járműcsapágyakhoz.

A hatékonyságot föld alatti laboratóriumban és terepen végzett tesztek bizonyítják

A szakértők azt akarták kideríteni, hogyan teljesít a rendszer 147 méter mélyen, több mint 90 százalékos páratartalom és csepegő savas víz mellett, tíz Celsius-fokban. A fontos paraméterek között szerepelt a baktériumoldat összetétele, a célelemekkel való dúsítás, az alkalmazott eljárási paraméterek és a célelemek kinyerése. A tesztek a rendszer hatékonyságát igazolták. „Beállítottuk a nyomást, az áramlási sebességet és a szűrési folyamatokat, hogy jelentősen javítsuk a szétválasztást” – mondja Haseneder. Ezenkívül Haseneder szerint a germánium szétválasztási hatékonysága a laboratóriumi kísérletekhez képest 20 százalékkal nőtt.

A jövőben ezt a fenntartható kitermelési eljárást más lelőhelyeken, más elemek, például a kobalt esetében is alkalmazni fogják. Az eljárás különösen alkalmas az értékes elemek kinyerésére mind az értékes anyagokat alacsony koncentrációban tartalmazó, alacsony minőségű ércekből, mind a másodlagos nyersanyagokból, valamint a már a meglévő bányatelepeken az erre kiépített infrastruktúra felhasználásával. Haseneder szerint az eljárás más területeken, például a másodnyersanyag-visszanyerésben is alkalmazható lenne. A Freibergi Bányászati és Technológiai Egyetemen már javában folyik a megfelelő partnerek keresése az egyéb helyszíneken történő alkalmazáshoz. A végső cél a mikroinvazív bányászat globális bevezetése.

 

Az Audi Környezetvédelmi Alapítványról

Az Audi Környezetvédelmi Alapítvány aktív támogatója az új technológiák és tudományos módszerek kutatásának egy élhető jövő érdekében. Kitűzött célja, hogy segítse a környezet védelmét, valamint a fenntartható cselekvési módok megteremtését és előmozdítását. Az alapítvány különösen a környezetbarát technológiák, a környezeti tudatosságra nevelő programok és az emberek, állatok és növények természeti erőforrásainak védelmére irányuló erőfeszítések előmozdítására és fejlesztésére összpontosít. Az AUDI AG 2009-ben alapította az alapítvány kizárólagos tulajdonú leányvállalataként, amely a vállalat szociális és környezetvédelmi tevékenységének részét képezi

  NRGreport
Bejegyzés megosztása
Ajánlott cikkek
Iratkozz fel hírlevelünkre!
©2022 NRGREPORT, Minden jog fenntartva.